混凝土是一種非勻質(zhì)脆性材料,在化學(xué)反應、荷載、溫度和濕度變化等條件下,由于各種材料的變形不一致而在其間產(chǎn)生應力,造成骨料與水泥石的粘結面或水泥石本身微粒的粘結面產(chǎn)生微細裂縫。隨著(zhù)荷載的繼續作用或進(jìn)一步的溫差和濕度變化,微細裂縫逐漸擴展、貫通,從而產(chǎn)生較大裂縫。
一般情況下,微細的未貫通裂縫對使用并無(wú)多大危害;而大的裂縫會(huì )影響混凝土的受力,或使鋼筋暴露在空氣中造成銹蝕等,進(jìn)而影響建筑的使用壽命;炷恋牧芽p是絕對性的,不可避免的。但我們可以盡量采取有效措施控制裂縫的數量和寬度,特別要避免出現有害裂縫。
常見(jiàn)收縮和溫差裂縫的產(chǎn)生原因現澆鋼筋混凝土結構梁、板產(chǎn)生裂縫的原因,綜合起來(lái)可以分為兩大類(lèi):一是由于設計失誤、施工不當等原因導致的結構性裂縫;二是由于混凝土本身的收縮和溫差作用所產(chǎn)生的非結構性裂縫。有關(guān)資料統計及大量的工程實(shí)踐表明,一般工程中結構性裂縫約為20%,大部分為收縮和溫差裂縫約占80%,這些非結構性裂縫可以通過(guò)設計和施工階段采取相應的技術(shù)措施預防,從而將其控制在現行規范所允許的范圍內。
從大量的工程實(shí)踐中發(fā)現,建筑的收縮和溫差裂縫所出現的位置與構件部位和形狀關(guān)系的規律基本相同或類(lèi)似。
。1)建筑物兩端樓梯間處的樓板平面剛度較小,容易產(chǎn)生裂縫,裂縫通常平行于板的長(cháng)邊并貫通梁側。設計控制方法是加厚該處的樓板厚度,板面的負筋除了滿(mǎn)足計算配筋要求之外,還應配置≥Φ8@200雙向通長(cháng)鋼筋,梁兩側加設縱向構造腰筋。
。2)樓板四大角裂縫。產(chǎn)生的原因是荷載、收縮及溫差產(chǎn)生的應力向四角迭加成為剪力匯集區而引起的裂縫,一般呈45°角,距板角約600mm~1200mm,常為上下貫通。設計控制方法是除了滿(mǎn)足計算配筋要求之外,在整塊板的跨度范圍內增設雙向Φ6或Φ8@200鋼筋網(wǎng),且四角加密。
。3)框架柱網(wǎng)外的懸挑梁板處的裂縫一般平行于板的短邊并貫通封口梁側。產(chǎn)生的主要原因是該位置的構件受外界溫差影響產(chǎn)生較大的變形應力,因此外露梁板是溫差裂縫的多發(fā)區域。設計控制方法是在板面長(cháng)度方向構造筋Φ8@200通長(cháng)。
。4)屋面板是收縮及溫差變形裂縫產(chǎn)生較多的地方,因此所有板的負彎矩筋不應切斷。
構造設計方面的控制措施1.合理設置伸縮縫和后澆帶同一材料的收縮和膨脹線(xiàn)性系數為一定值時(shí),其面積越大、體形越大,收縮或溫差應力引起的變形及產(chǎn)生裂縫的可能性就越大。因此,合理設置長(cháng)體形建筑的伸縮縫是控制混凝土溫差變形裂縫的一項有效措施。設計人員必須嚴格執行規范,在其規定的最大間距內設置伸縮縫,并應根據當地環(huán)境氣候及具體工程結構特點(diǎn)適當減小伸縮縫的間隔,以有效防止混凝土結構的溫差裂縫。考試用書(shū)后澆帶是當建筑體形較大、高度差較大以及不規則形狀時(shí),通常又不便設置伸縮縫,為了防止混凝土因沉降、收縮和溫差變形產(chǎn)生裂縫,而特別澆筑的一種混凝土結構。設計施工圖時(shí)應注意合理預留后澆帶的位置,并明確提出施工注意事項。
2.適當增大板厚和構件的配筋率在鋼筋混凝土結構中,鋼筋對于抵抗和控制收縮和溫差變形而產(chǎn)生的裂縫,發(fā)揮著(zhù)主導作用,F行規范中除了對混凝土構件的縱向配筋規定了最小配筋率外,還規定當溫度等因素對結構產(chǎn)生較大影響時(shí),需要適當增加構件的配筋率。我國一些地方夏、秋季晝夜溫差很大,熱脹冷縮的不斷循環(huán)是造成混凝土結構產(chǎn)生溫差裂縫的主要原因。部分工程實(shí)踐表明,往往裂縫較多的構件,其配筋率較小,因此設計人員對此應該予以重視,在設計時(shí)要充分考慮工程所出區域的氣候特點(diǎn)和建筑物的不同部位(如外露構件),適當增大構件的配筋率。
常見(jiàn)的收縮和溫差裂縫與樓面板、屋面板的厚度有關(guān),如果設計時(shí)只計算豎向荷載而未考慮溫差和收縮變形對樓板,特別是對屋面板和框架平面以外板件的影響,而采用了較薄的板件,則難以避免在溫差和收縮應力反復作用下結構產(chǎn)生裂縫。另外,樓板厚度不夠的情況下,施工偏差會(huì )影響到鋼筋保護層厚度和負彎矩的有效高度而產(chǎn)生裂縫。如果工程中的樓板暗埋管線(xiàn)眾多,也會(huì )直接影響樓板厚度,沿管線(xiàn)走向會(huì )產(chǎn)生集中應力而導致裂縫。為此,無(wú)論計算結果如何,即使板件跨度較小,也應該采取板厚≥100mm,且在溫差影響大的重點(diǎn)部位使板面負筋雙向通長(cháng)。
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