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超长混凝土结构裂缝控制
摘要:
近年来,随着我国城市建设不断加快,建筑工程不断朝着大型化和多功能化方向发展,不断涌现超长、超大和大柱网建筑结构。然而,通常情况下,结构越长,温度及收缩变形就越大,越容易引起结构开裂。当裂缝宽度比较大时,不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且还会锈蚀钢筋,碳化混凝土,缩短结构的寿命。
关键词:超长混凝土;结构;裂缝;控制
中图分类号: TV331 文献标识码: A
引言
由于混凝土抗压强度较高而抗拉强度很低(约为其抗压强度的1/10),当结构受力或温度、湿度发生变化时将导致混凝土产生拉应力,从而极易产生裂缝。随着建筑向大型化和多功能化方向发展,超长、超大和大柱网建筑结构不断涌现,随之带来了混凝土强度等级的提高、清水混凝土、泵送混凝土等施工工艺的广泛应用,使混凝土结构开裂有逐渐增多的趋势。当裂缝宽度较大时,不仅降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能;而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力。因此,必须在设计和施工方面同时采取有效的控制措施予以解决。
一、混凝土概述
混凝土是一种凝胶体人造石料。超长混凝土结构具有混凝土用量多、水化热大,极易产生裂缝,必须有效控制混凝土结构有害裂缝的出现。
二、超长混凝土结构的特点
国内外目前对超长混凝土结构还没有一个严格的定义。一般认为大面积混凝土结构就是指以整浇混凝土楼面结构的长度或宽度是否超过规范不设缝的限制要求为标准的。这里的大面积混凝土结构即为超长混凝土结构。超长混凝土结构包括以下几个方面的特点:楼面一个方向或两个方向超长,平面尺寸较大,楼板厚度<200mm。在混凝土收缩和温度变化的作用下,混凝土浇筑后,楼面发生较大的变形,结构将产生较大的应力,从而导致混凝土产生裂缝。引起超长混凝土结构产生裂缝的主要原因包括温度和收缩应力。
三、混凝土裂缝分类及产生原理
1、混凝土结构的裂缝分类
(1)微观裂缝:肉眼看不见的裂缝,在混凝土结构中的分布不规则、不贯通。
(2)宏观裂缝:肉眼看得见的裂缝,。混凝土结构宏观裂缝产生的原因主要有三种:1、外荷载引起的裂缝;2、次应力引起的裂缝;3、变形应力引起的裂缝,这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起结构变形,当变形受到束缚时产生应力,当次应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。
2、混凝土的外荷载、地基变形、温度收缩是超长混凝土结构裂缝产生的主要原因。
(1)由外荷载引起的裂缝
混凝土构件受外荷载作用,截面的拉应力超过混凝土的抗拉强度,截面产生裂缝,设计中可通过选择合理选择构件截面,混凝土强度等级,钢筋强度、数量和直径,通过计算把裂缝宽度控制在合理的宽度范围内。
(2)地基变形引起的裂缝
由于基础的水平位移或竖向不均匀沉降,使结构产生附加应力,超出混凝土的抗拉能力,使混凝土产生裂缝,由于地基变形导致的结构裂缝,可以通过增加下部结构刚度以及协调上部结构和下部结构的变形情况,能够较好的控制这类裂缝的出现。
(3)混凝土干燥凝结及温度变化裂缝
混凝土在凝结过程中,内部游离水会由表及里逐渐蒸发,导致混凝土由内而外逐渐发生干燥收缩形变,温度变化时混凝土会发生热胀冷缩的温度形变,当这两种形变受到约束后