鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的特點(diǎn)和預(yù)防措施

程紹軍　馬蘭芳

摘 要:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫是一個(gè)很普通的技術(shù)問題,工程的破壞與倒塌大多是由裂縫的擴(kuò)大開始的,所以,人們對裂縫往往產(chǎn)生一種破壞前兆的恐懼感,是歷來人們關(guān)注的問題之一。為確保工程質(zhì)量,應(yīng)從各方面采取有效措施控制裂縫的數(shù)量和寬度,尤其避免有害的裂縫出現(xiàn)。關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土;裂縫;預(yù)防措施

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫是一個(gè)很普通的技術(shù)問題,工程的破壞與倒塌大多是由裂縫的擴(kuò)大開始的,所以,人們對裂縫往往產(chǎn)生一種破壞前兆的恐懼感,是歷來人們關(guān)注的問題之一。為確保工程質(zhì)量,應(yīng)從各方面采取有效措施控制裂縫的數(shù)量和寬度,尤其避免有害的裂縫出現(xiàn)。

1 溫度裂縫為非結(jié)構(gòu)性裂縫,其特點(diǎn)如下:裂縫發(fā)生在板上時(shí),為多貫穿裂縫:發(fā)生在梁上時(shí),多為表面裂縫;

梁板式結(jié)構(gòu)或長度較大的結(jié)構(gòu),裂縫多是平行于短邊;大面積結(jié)構(gòu),裂縫多是縱橫交錯(cuò);裂縫寬度大小不一,一般在0.5mm以下,且沿結(jié)構(gòu)全長沒有多大變化;裂縫寬度受溫度變化影響較明顯,冬季較寬,夏季較細(xì);大多數(shù)溫度裂縫沿結(jié)構(gòu)截面高度呈上寬下窄狀,但個(gè)別亦有下寬上窄情況。遇上下邊緣區(qū)配筋較多的結(jié)構(gòu),有時(shí)亦出現(xiàn)中間寬、兩端窄的菱形裂縫;裂縫發(fā)生前會(huì)發(fā)出斷弦、斷索似的聲音。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承受反復(fù)溫差作用或激烈的脹縮變形作用時(shí),在結(jié)構(gòu)各組合構(gòu)件之間引起了相對運(yùn)動(dòng)。由于構(gòu)件之間的連接、摩擦、粘結(jié)等對變形變化產(chǎn)生外結(jié)束作用,從而在各構(gòu)件內(nèi)部儲(chǔ)存了彈性應(yīng)變能。當(dāng)這種能量積累到足夠大的時(shí)候,克服了連接阻力,摩擦能達(dá)到一定程度而瞬時(shí)釋具有動(dòng)力效應(yīng),同時(shí)必然有聲發(fā)射。經(jīng)常呈“卡卡”短促聲音,好像斷弦、斷索聲,相當(dāng)強(qiáng)烈。在夏季最熱、冬季最冷及氣溫溫差較大的日子里,容易發(fā)出這種聲音。

2 預(yù)防產(chǎn)生溫度裂縫的措施主要有如下幾方面:

設(shè)置溫度伸縮縫。對過長的房屋在中間或房屋平面上有較大變化的地方,設(shè)置溫度伸縮縫。其間距視各地經(jīng)驗(yàn)而定,但最大間距不得超過規(guī)范規(guī)定的限值。溫度伸縮縫距離的長短視有無保溫而不同。一般房屋構(gòu)件在室內(nèi)可視為有保溫的,其間距較長。但應(yīng)注意施工工期的影響,當(dāng)房屋施工需經(jīng)冬夏季節(jié),應(yīng)視為無保溫措施,而另部分無隔熱保溫時(shí),應(yīng)分別選擇不同的溫度縫的距離。

盡量選擇溫度低的季節(jié)澆筑混凝土,尤其應(yīng)避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土。必須在熱天澆筑時(shí),可采用冰水或深井水拌制混凝土,或設(shè)置簡易的遮陽裝置,并對骨料進(jìn)行噴水預(yù)冷卻,以降低混凝土攪拌和澆筑的溫度。

選用水化熱小和收縮小的水泥(如礦渣水泥、粉煤灰水泥),選用級配良好的骨料,并嚴(yán)格控制砂、石子的含泥量,盡量降低水灰比,合即使用減水劑,加強(qiáng)振搗,以減少水化熱,且提高混凝土的密實(shí)性和抗拉強(qiáng)度。

對于大體積混凝土,可分層澆筑,每層厚度不大于30cm,以加快熱量散發(fā),并使溫度均勻分布。同時(shí)混凝土適當(dāng)留一些孔道,采取通冷水、冷氣降溫。

澆筑混凝土后,表面應(yīng)及時(shí)用草簾或草袋、鋸末、砂等覆蓋,并灑水養(yǎng)護(hù)。深坑基礎(chǔ)采取灌水養(yǎng)護(hù)(或混凝土表面四周砌一皮磚進(jìn)行灌水養(yǎng)護(hù))。夏季應(yīng)適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。在寒冷季節(jié)混凝土表面應(yīng)采取保溫措施。以防寒潮襲擊。對薄壁結(jié)構(gòu)要適當(dāng)延長拆模時(shí)間,使之緩解降溫。拆模時(shí),塊體中部和表面的溫度差不宜大于20℃,以防止急劇冷卻造成表面裂縫?；A(chǔ)混凝土拆模后要及時(shí)回填。

在巖石地基或較厚大的混凝土墊層上澆筑大體積混凝土,可在巖石地基或混凝土墊層上澆瀝青并撤鋪5mm厚砂子,或二層瀝青油氈紙,以消除或減少約束作用。

蒸汽養(yǎng)護(hù)構(gòu)件時(shí),控制升溫速度不大于25℃/h,降溫速度不大于20℃/h,并緩慢揭蓋,及時(shí)脫模,避免引起過大的溫度應(yīng)力。

設(shè)置控制縫或后澆縫。溫度伸縮雖然可以控制溫度和收縮變形的影響,但它永久留在建筑物上,會(huì)給建筑立面處理和使用功能增添困難,還要曾加建筑費(fèi)用。近年來國內(nèi)許多設(shè)計(jì)人員傾向于盡量不設(shè)永久性的伸縮縫。我國人民大會(huì)堂、首都體育館、廣州白云賓館等建筑物的平面尺寸長達(dá)70-140m都采用了后澆縫,成功地取消了永久性的伸縮縫。

取消了永久性的伸縮縫后,為了克服溫度變形和收縮變形對建筑物的影響,可采用如下措施:

控制縫。也稱滑移縫,是一個(gè)用人為方法在既定地點(diǎn)使截面削弱,這樣就可以把變形“引向”并“集中”到可以允許發(fā)生裂縫的部位。除了截面削弱之外,在縫的位置上配筋量也應(yīng)減少一半以上,即有一部分鋼筋在縫的附近切斷。控制縫的間距一般為8-12cm。

后澆縫。只在施工期間保留臨時(shí)性溫度、收縮變形的縫。目的時(shí)把一個(gè)長結(jié)構(gòu)暫時(shí)分成若干短結(jié)構(gòu),這樣形成的溫度或收縮應(yīng)力要比原來的長結(jié)構(gòu)小得多。因?yàn)槭軛l件限制,混凝土得澆筑不一定能避開炎熱季節(jié),但澆筑后澆縫的混凝土量不大,可以選擇較低氣溫施工。如后澆縫保留一個(gè)月以下,則相當(dāng)一部分的溫度變形和收縮將在這一階段完成。后澆縫補(bǔ)澆混凝土后,雖然還會(huì)有溫度變形和收縮變形,但它得數(shù)值較小,且先澆的混凝土已具有較高得抗拉強(qiáng)度,不容易產(chǎn)生裂縫。后澆縫之間得間距一般不宜超過30m左右。

后澆縫的構(gòu)造必須保證其在填充封閉前可以自由變形,后澆縫寬度應(yīng)考慮施工方便和鋼筋搭接長度的需要,一般為70-100cm。鋼筋有兩種方法,一種是兩側(cè)伸入鋼筋,在縫內(nèi)搭接;另一種是鋼筋在縫范圍內(nèi)向兩側(cè)彎曲,這樣縫在填充封閉前可以自由變形。鋼筋應(yīng)交替地向左向右彎曲,以免承受荷載后鋼筋被拉伸時(shí),形成一個(gè)方向得應(yīng)力積累。

后澆縫宜在構(gòu)件彎距和剪力較小部位,對于連續(xù)板可將縫放在1/4跨處,因?yàn)榇颂幗咏磸濣c(diǎn),彎距最小。

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