高层建筑钢筋混凝土结构强约束部位裂缝的分析与控制

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钢筋混凝土结构裂缝产生的原因及控制措施

钢筋混凝土结构裂缝产生的原因及控制措施

钢筋混凝土结构裂缝产生的原因及控制措施
一、钢筋混凝土结构裂缝产生的原因
1. 施工质量问题:施工中不严格按照设计要求进行施工,如混凝土浇筑不均匀、振捣不到位等,会导致结构内部应力不均匀,从而产生裂缝。

2. 材料质量问题:混凝土配合比不合理、水泥品种不合适、钢筋质量不达标等,都会导致混凝土结构的强度和韧性不足,从而产生裂缝。

3. 外部荷载作用:建筑物在使用过程中,受到外部荷载的作用,如风荷载、地震荷载等,超出了结构的承载能力,从而产生裂缝。

4. 温度变化:混凝土结构在温度变化过程中,由于热胀冷缩不均匀,也会导致结构产生裂缝。

二、钢筋混凝土结构裂缝的控制措施
1. 加强施工管理:严格按照设计要求进行施工,加强对材料质量的检验,确保混凝土的强度和韧性符合要求。

2. 采用优质材料:选择优质水泥、砂子和石子,保证混凝土的配合比合理,钢
筋的质量符合标准。

3. 加强结构设计:在结构设计中,考虑到外部荷载的作用,合理设置构造节点和转换节点,保证结构的承载能力。

4. 加强温度控制:在混凝土浇筑后,及时进行保温措施,避免温度变化过大,导致结构产生裂缝。

5. 加强维护管理:定期对建筑物进行检查和维护,及时发现和处理裂缝,防止裂缝扩大影响结构的安全。

6. 采用预应力混凝土结构:预应力混凝土结构具有较高的抗裂性能,可有效控制裂缝的产生。

高层建筑钢筋混凝土裂缝有效控制

高层建筑钢筋混凝土裂缝有效控制

浅析高层建筑钢筋混凝土裂缝的有效控制摘要:本文主要从从以下三个方面对混凝土钢筋混凝土裂缝进行论述:钢筋混凝土裂缝现象、钢筋混凝土裂缝产生原因及防治措施和钢筋混凝土裂缝的治理方法。

通过钢筋混凝土裂缝问题的分析,希望建筑施工人员能够在施工过程当中加以改正和重视,建造更多精品建筑。

防治现浇混凝土钢筋混凝土裂缝。

是提高住宅工程质量,消除住宅质量隐患的重要工作。

关键词:钢筋混凝土建筑;混凝土裂缝;成因;控制措施中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:近年来,随着经济的发展,科学技术的进步,我国的建筑事业也飞速的进步,当前钢筋混凝土建筑趋于主流,其配料,运输,筑造工艺也不断地取得新的成果。

我们知道比较传统的空心板已经逐渐走向淘汰,现浇板日以取代其重要地位,使用钢筋混凝土现浇钢筋混凝土,大大的提高了钢筋混凝土的承受能力,也更加的美光。

其特性明显优于空心板。

但是遗憾的是在建筑施工的过程中由于各种各样的原因,现浇钢筋混凝土也出现了裂缝。

这样就不仅影响了其外观而且影响了保温、隔热和防水等一列的功能问题,甚至影响建筑的安全使用。

所以防治钢筋混凝土裂缝的工作显得格外重要。

这也是提高建筑工程质量,增加美观性,实用性及消除安全隐患的重要步骤。

一、缝隙产生的主要部位1.建筑的施工缝部位2.建筑物四角受力集中处。

3.电线、水管分布密集地带。

4.钢筋混凝土表面无规则的裂缝。

5.建筑物的后浇部位6.其他部位二、裂缝产生的原因分析现浇钢筋混凝土出现裂缝的原因很多,而且也比较复杂。

只要出现裂缝,那么处理起来难度很大。

所以现浇板裂缝问题也受到了各个单位重视,因此从图纸设计到建筑施工我们都必须采用科学的方法,用严谨的态度去执行操作,来防止钢筋混凝土缝隙的出现。

混凝土配合比例、环境温度及温度应力都是其影响因素,但是其具体的产生原因分析如下:1、模板以及模板支撑力不够由于模板以及模板支撑力不够导致模板的下沉变形,这主要是出现在模板的跨度较大的地方,由于模板的下沉变形,会导致模板与模板之间形成缝隙,那么在浇灌的时候就会出现漏浆,浇灌出来的钢筋混凝土也会不规则,导致受力不均,易出现断裂。

高层建筑钢筋混凝土结构强约束部位裂缝的分析与控制 (1)

高层建筑钢筋混凝土结构强约束部位裂缝的分析与控制 (1)

高层建筑钢筋混凝土结构强约束部位裂缝的分析与控制【中国结构师考试网- 结构工程师考试】混凝土工程中材料的特性决定了结构较易产生裂缝,从实践中来看施工中混凝土出现裂缝的概率也是很大的,相当一部分裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害,但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性,会对钢筋产生腐蚀,是受力使用期应力集中的隐患,应当尽量在各方面给予重视,以避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。

一、高层建筑施工中几个特殊部位的裂缝分析1、大体积基础混凝土板高层建筑中随着高度的不断增加,地下室愈做愈深,底板也愈来愈厚,厚度在3m以上的底板已屡见不鲜。

高层建筑中基础底板为主要的受力结构,整体要求高,一般一次性整体浇筑。

国内外大量实践证明,各种大体积混凝土裂缝主要是温度变化引起。

大体积混凝土浇筑后在升温阶段由于体积大,集聚在内部的水泥水化热不易散发,混凝土内部温度将显著升高,这样在混凝土内部产生压应力,在外表面产生拉应力,由于此时混凝土的强度低,有可能产生表面裂缝。

在降温阶段新浇混凝土收缩因存在较强的地基或基础的约束而不能自由收缩。

升温阶段快,混凝土弹性模量低,徐变的影响大,所以降温时产生的拉应力大于升温时产生的压应力。

差值过大时,将在混凝土内部产生裂缝,最后有可能形成贯穿裂缝。

为解决上述二类裂缝问题,必须进行合理的温度控制。

混凝土温度控制的主要目的是使因温差产生的拉应力小于同期混凝土抗拉强度的标准值,并有一定的安全系数。

为计算温差,就要事先计算混凝土内部的最高温度,它是混凝土浇筑温度、实际水化热温升和混凝土散热温度的总和。

混凝土内部的最高温度大多发生在浇筑后的3-7天。

混凝土内部的最高温度Tmax可按下式计算:Tmax=To+(WQ)/(Cr)ξ+(F)/(5O)(1)式中:T0——混凝土的浇筑温度(℃)W——每m3混凝土中水泥(矿渣硅酸盐水泥)的用量(kg/m3)F——每m3混凝土中粉煤灰的用量(kg/m3)Q——每kg水泥水化热(J/kg)C——混凝土的比热r——混凝土的密度ξ——不同厚度的浇筑块散热系数实测资料显示,当基础板厚大于2米时,上述公式的相对误差在0.1%-1.3%之间,在计算温差后,即可计算出降温阶段混凝土内部的温度应力σ(2)xmaxσxmax=Eα△T(1-(1)/(cosh βL/2))H(t,τ) (2)式中:E——混凝土的弹性模量(N/mm2)α——混凝土的线膨胀系数(10-5/℃)△T——温差(℃)L——板长(mm)β=Cx/HEH——板厚(mm)H>0.2L时,取H=0.2LCx——地基水平阻力系数(N/mm3)H(t,τ)…考虑徐变后的混凝土松驰系数,其中,t——产生约束应力时的龄期,τ——约束应力延续时间。

高层建筑现浇钢筋混凝土结构构件的裂缝控制

高层建筑现浇钢筋混凝土结构构件的裂缝控制

, 温度裂 .3 缝
对于大体积混凝土结构, 混凝土浇筑完毕 后, 由于水化热积聚在混凝土内部不易散发, 常使混凝土内部温度上升到5 度‘ 度, 0 印 甚至 更高; 而混凝土表面温度为室外环境温度, 一 般为5 度一 度, 28 这样就形成了 混凝土的内外 温差。这种内外温差在混凝土凝结初期产生 的拉应力超过混凝土初期建立的抗拉强度时, 就会导致混凝土开裂。所以, 混凝土可认为是 由水泥石、 骨料、 气体、 水分及孔隙等组成的 非匀质性材料。由 于混凝土的内部缺陷, 其抗 拉强度远低于抗压强度, 而混凝土抗拉强度及 抗拉变形的不足, 将产生工程结构的裂缝。 控制现浇钢筋混凝土结构构件裂缝, 就要 控制混凝土塑 性收缩开裂、水化热开裂及干 燥收缩开裂。因此, 可通过优选混凝土组成材 料及配合比, 掺入降低收缩的外加剂, 控制混 凝土的泌水t 等措施改善混凝土的性能。
增加, 混凝土收缩增加, 且坍落度增大, 混凝土 易产生严重离析, 造成石子下沉, 砂浆上浮, 易
产生纵向裂缝。 采用双掺技术生产混凝土时, 必须有足够 的搅拌时间, 使混凝土拌和均匀。 混凝土浇筑间隔时间不得超过初凝时间 的一半, 必须配备足够的运输设备, 满足运输、 浇筑的需要。
加强 混凝土的现 护。 场养 进行保沮、 保涅 养护, 养护时间不少于 1 d 4o 掌握好强度高性能混凝土, 由于水灰比较币, 胶凝材料用量大, 浇筑成型后, 在凝结硬化的 过程中, 往往自 行收缩而产生裂缝。混凝土中 的毛细管孔隙, 在混凝土干燥过程中逐步失 水, 毛细管也逐步变形, 产生很大的毛细管张 力, 混凝土产生体积收缩( 外观体积收缩小于 0 . 2%)。如果混凝土中的用水量增加, 水灰比 增大, 毛细管孔隙也增多, 混凝土体积收缩增 大, 会产生干燥收缩裂缝。

分析高层建筑中混凝土结构产生裂缝因素及控制措施

分析高层建筑中混凝土结构产生裂缝因素及控制措施

分析高层建筑中混凝土结构产生裂缝因素及控制措施摘要:文章主要针对高层建筑混凝土结构施工中受力部位容易产生裂缝的原因进行逐步分析,并针对裂缝产生的原因,提出有效的预防及控制措施。

关键词:高层建筑混凝土结构裂缝分析原因分析有效措施近年来房地产业在国内大力且快速的发展,全国各大城市高层建筑住宅比例快速增长,人们对高层建筑的建筑质量及安全性十分关注,特别2008年四川地震后,很多购房者对高层建筑房屋裂缝相当敏感,盲目恐慌,认为只要出现裂缝必然导致房屋倒塌,甚至有些购房者一看到裂缝就向相关部门投诉,其实很多购房者对建筑裂缝专业知识缺乏必要的认识,对于建筑结构产生裂缝,如果是细微的,当然裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性、存在一定应力集中的危害,应当引起施工方的重视,尽量将裂缝控制在许可的范围内。

一、高层建筑结构裂缝产生的原因分析1.收缩是引起裂缝的主要原因之一。

一般混凝土在硬化过程中,需要将里面得水分蒸干,此时体积就会缩小,产生收缩,如果收缩到一定程度时,大多数应力集中的部分,就会引起浇板的开裂,一般情况下裂缝产生都会在板的对角线相垂直部分即板角处。

2.温度也能引起裂缝的产生。

因水泥的性能特点具有硬化快、凝结时间较短、早期和后期强度较高等,故此如果在夏季施工,就会引起裂缝,很多实践证明,在夏天施工的建筑物,容易在建筑的西面或者屋顶处会产生裂缝,相关资料显示在较高的温度下混凝土浇捣后未采取任何养护,一般常见的就是混凝土收缩及温度的变化综合作用下引起混凝土裂缝,。

3.结构体型突变及未设置伸缩缝。

高层建筑中很多开发商为了提高土地的利用面积,建筑长度会设置过长,需要引起注意的是当建筑长度过长时需要设置伸缩缝,如果未设置伸缩缝就会引起建筑物裂缝的产生。

避免因温度变化,收缩产生的有害裂缝。

4.设计不到位、欠周全。

4.1结构设计时往往很注重强度的考虑,在控制温度应力与应力集中部位的配筋率考虑不到位。

4.2结构设计时往往只按单向板计算方法来设计配置楼板配筋,很多时候计算受力与实际情况不对应,就会造成单向高强钢筋或粗钢筋混凝土楼面抗拉能力不均匀,局部薄弱环节就会容易产生裂缝。

钢筋混凝土结构裂缝产生的原因及控制措施

钢筋混凝土结构裂缝产生的原因及控制措施

钢筋混凝土结构裂缝产生的原因及控制措施以钢筋混凝土结构裂缝产生的原因及控制措施为题,本文将从原因和控制两个方面对钢筋混凝土结构裂缝进行分析。

一、裂缝产生的原因钢筋混凝土结构裂缝的产生原因有很多,主要包括以下几个方面:1. 荷载作用:长期承受荷载的钢筋混凝土结构容易产生裂缝。

当荷载超过结构的承载能力时,会导致结构发生变形,从而引起裂缝的产生。

2. 温度变化:钢筋混凝土结构在温度变化的作用下,会产生热胀冷缩现象,特别是在温度变化较大的地区,容易导致结构产生裂缝。

3. 施工过程:不合理的施工操作也是裂缝产生的原因之一。

比如混凝土浇筑时振捣不均匀,或者养护不到位等,都可能导致结构产生裂缝。

4. 材料质量:钢筋混凝土结构中使用的材料质量也会影响结构的裂缝产生。

如果混凝土中的骨料不合格,或者钢筋的质量不达标,都会导致结构产生裂缝。

5. 地震作用:地震是引起钢筋混凝土结构裂缝的重要原因之一。

地震的震动会使结构发生变形,从而导致裂缝的产生。

二、控制措施为了避免钢筋混凝土结构裂缝的产生,需要采取一系列的控制措施,包括以下几个方面:1. 设计合理:在结构设计阶段,应根据工程的实际情况和要求,合理确定结构的受力形式和尺寸,确保结构的承载能力和变形能力满足要求,从而减少裂缝的产生。

2. 施工规范:在施工过程中,要严格按照设计要求和规范进行施工操作。

比如混凝土的浇筑应注意振捣均匀,养护要到位,避免因施工不当而导致结构裂缝的产生。

3. 引入预应力技术:预应力技术可以提高结构的抗裂性能,通过在结构中引入预应力,可以减小结构的变形,从而减少裂缝的产生。

4. 使用优质材料:在施工中使用优质的混凝土骨料和钢筋材料,可以提高结构的抗裂性能,减少裂缝的产生。

5. 加强监测和维护:对已建成的钢筋混凝土结构,应加强监测和维护工作,及时发现和修复结构中的裂缝,防止其进一步扩大和加剧。

钢筋混凝土结构裂缝的产生原因复杂多样,但通过合理的设计、规范的施工、优质的材料以及加强监测和维护等措施,可以有效地控制和减少裂缝的产生。

钢筋混凝土结构的裂缝及控制措施

钢筋混凝土结构的裂缝及控制措施

钢筋混凝土结构的裂缝及控制措施摘要:钢筋混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量,需要设计、监理及施工等各方的重视和多方面的努力,尽可能采取有效的技术措施控制裂缝,使结构尽量不出现裂缝,特别是避免有害裂缝的出现,以确保工程质量,使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。

关键词:钢筋混凝土结构裂缝控制措施Abstract: reinforced concrete crack problem of serious problems with the quality of concrete construction, design, supervision and construction all the attention and effort, as far as possible, take efficient measures to control cracks in the structure, try not to crack, especially to avoid cracks, in order to ensure project quality, make the building have good durability and structural stability.Keywords: reinforced concrete structure crack control measures一、钢筋混凝土结构的裂缝概述在建筑物的建造和使用过程中,结构的裂缝问题,是一个相当普遍的质量问题,不仅影响到结构的美观,也可能影响结构的正常使用与耐久性。

因此如何解决这种常见的混凝土裂缝,是设计者和施工者都不可忽视的问题。

二、裂缝的种类及成因分析实际上,钢筋混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因,比如:原材料不符合要求,设计不当,温度和湿度的变化,基础不均匀沉降,模板变形和养护不及时等。

工民建中钢筋混凝土结构裂缝的控制措施

工民建中钢筋混凝土结构裂缝的控制措施

工民建中钢筋混凝土结构裂缝的控制措施结构裂缝是由于结构受到内外力的作用下所产生的一种裂缝现象。

在钢筋混凝土结构中,裂缝的产生和扩展不仅会影响结构的强度和刚度,还会影响结构的耐久性、美观度和安全性。

因此,要采取控制措施来减小或防止裂缝的产生和扩展,提高结构的耐久性、美观度和安全性。

本文将介绍工民建中的钢筋混凝土结构裂缝的控制措施。

1. 合理的结构设计钢筋混凝土结构的控制裂缝设计应考虑外力、材料、性质和变形等因素,切实做到合理、有效和可行。

建筑结构中的开裂问题需要在结构设计时合理安排受力构件和连接节点,避免局部应力过大而引起的裂缝。

要充分考虑材料的品质和特性,如混凝土的抗张强度、钢筋的粘结性、断裂韧性等因素。

同时应考虑变形因素,采用适当的抗震措施和结构分段偏心配筋规定来控制结构的变形,并保证其屈服后的韧度和延性,从而控制裂缝的产生和扩展。

2. 灵活的结构连接结构的连接节点是控制裂缝产生和扩展的关键。

钢筋混凝土结构连接节点的设计原则应考虑刚度、韧性、开裂控制和抗震控制等因素。

为了减小裂缝宽度和延缓裂缝扩展的速度,可以采用灵活的结构连接方式,如黄金接头、伸缩接头、密封接头和弹性材料等。

这些连接方式可以允许结构在受到外力作用而变形的同时,保持节点的连接性,从而有效地控制裂缝产生和扩展。

3. 合理的施工工艺合理的施工工艺是保证钢筋混凝土结构质量的重要保证。

在施工过程中应采用合理的施工工艺,控制混凝土的配合比、骨料种类和骨料的质量,控制浇筑深度、浇筑时间和振动时间等因素,保证混凝土的强度和质量。

此外,施工中应控制钢筋的锚固长度和直径,防止出现劣质钢筋或钢筋不存在的情况。

4. 采用适当的防渗措施钢筋混凝土结构中的水渗问题往往会加剧结构裂缝的产生和扩展。

因此,在结构设计或施工中应采用适当的防渗措施,如采用合适的材料,如特种混凝土、特种加固材料和抗渗剂等来增强结构对于水渗的能力。

此外,防水层的施工应精细,应注意防渗层与结构的联系,保证有效的抗渗性能。

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高层建筑钢筋混凝土结构强约束部位裂缝的分析与控制1 引言高层建筑工程钢筋混凝土结构产生裂缝的原因很多,主要是由温度变形、收缩变形、基础不均匀沉降等变形作用引起的。

据有关统计,由变形作用引起的裂缝几乎占全部裂缝的80%以上,其中,在条件相同的情况下,强约束部位工程裂缝出现的概率更大、裂缝更宽。

结构物的变形受到约束后才产生约束应力,当约束应力超过钢筋混凝土结构的抗拉强度时便产生裂缝,因此约束强弱对结构物是否产生裂缝有着相当大的影响。

2 高层建筑结构在强约束条件下的变形与裂缝分析高层建筑中地下室外墙板、二层梁、顶层梁板与屋面女儿墙由于受温度应力的作用,比一般情况下更易产生裂缝,工程实践中经常会在这些部位出现裂缝。

2.1地下室结构地下室工程中最容易产生裂缝的部位是外墙板,底板与顶板产生裂缝的概率不大,其主要原因是:高层建筑地下室结构往往超长,外墙板受到地下室底板的强大约束,其约束远远大于地下室底板与顶板所受的约束。

外墙板产生的裂缝绝大多数为竖向裂缝,多数缝长与墙高相当,两端逐渐减小。

裂缝大部分出现在拆模后不久,有的还与环境温度变化梯度有关。

一般情况下为表面裂缝,有时也有贯穿裂缝。

2.2底层结构高层建筑一、二层在上部结构中所受约束最大。

地下室外墙板与顶板厚度大、配筋密集,地下室结构本身受到地下室基础、底板、外侧土体的约束,因此地下室结构对上部一、二层的约束很大。

高层建筑一、二层结构梁板经常会出现横向裂缝,特别是位于两个电梯井间(电梯井采用筒体结构)的大梁,该大梁还受到两个钢筋混凝土简体的强大约束,实际工程中经常有竖向裂缝出现,裂缝一般位于板下梁的两侧,有时裂缝在梁底跟通,这些裂缝通常是表面裂缝,深度在1~2 cm以内。

2.3中间层结构高层建筑中间结构层梁板产生裂缝的情况很少,一个主要原因就是其所受的约束较小。

2.4顶层结构高层建筑楼层结构越往上所受的约束越小,其水平位移越大,符合“约束强变形小、约束弱变形大”的规律。

因此,距离底部基础约束最远的顶层结构所受的约束最小,其水平位移最大。

但是顶层上部由于无约束或约束极小(如屋面机房对其的约束),受到的下部结构约束与上部相比很大,再加上顶层结构温差变化大,屋面板面大体薄对温度变化敏感,加上屋面板转角部位分别受到两个方面的约束,因此屋面板容易在转角部位产生八字形裂缝。

还有一些屋面南侧边梁受到日照温差相当大,因此南侧边梁也容易产生竖向裂缝。

2.5屋面女儿墙屋面女儿墙的约束情况与地下室外墙板、顶层结构相似。

女儿墙受到的下部约束很大,而上部由于一般只按构造要求设一道压顶梁,上部约束很小,再加上女儿墙为薄壁结构,温差变化大,极易产生收缩裂缝。

3 大底板多塔楼建筑结构在强约束条件下的变形与裂缝分析大底板多塔楼高层建筑产生的裂缝除具有一般高层建筑的特点外,还具有其自身的特点。

大底板底板与地下室楼面在塔楼部位受到的水平约束与竖向约束均很大,因此在塔楼与裙房(或广场)的连接部位容易产生裂缝。

3.1大底板底板大底板多塔楼高层建筑经常采用桩筏或桩箱基础其特点是竖向荷载的差异,使塔楼与裙房或广场产生差异沉降,这种类型的桩筏或桩箱基础的一个特点是底板厚度H远小于长宽尺寸L,当H/L小于或等于0.2时,底板在温度收缩变形作用下,离开端部区域,板的全截面受拉应力较均匀。

在不均匀沉降作用、地基约束、塔楼竖向作用力下,将出现水平法向应力,该应力是引起垂直裂缝的主要原因,尤其在底板厚度或肋梁较小的裙房与广场部位特别容易产生裂缝。

一般横向裂缝产生是由于上部荷载的不均匀作用,导致地基与基础受力不均匀,在差异沉降、底板收缩与地基约束下,底板自身的刚度不够,调节不均匀受力的能力较弱,遂产生了横向裂缝。

沿底板对角线分布的斜向裂缝,其裂缝宽度一般呈现中间大两端小的枣核状,具有较明显的受剪破坏的特征,也是在差异沉降与地基约束作用下,底板自身的刚度不够而产生的。

有时在塔楼与广场连接处的柱子会出现沿柱根呈“口”字形的裂缝,裂缝进一步发展时,“口”字四角再向外呈斜向发展,长度一般较短。

3.2地下室顶板大底板多塔楼高层建筑的地下室顶板平面尺寸一般都很大、各边长度超长,温度变化引起的伸缩与混凝土自身收缩值均较大。

塔楼大量的混凝土墙柱与剪力墙是结构中重要的抗侧力构件,它的存在大大提高了结构的抗侧移能力,加大对顶板变形的约束。

由于顶板受到周边塔楼结构的强约束,而中间广场部位有一个较大的空间,只受到地下室墙柱的弱约束,因此顶板周边受到的约束远远大于中央部位受到的约束,周边受到的应力也远远大于中央部位。

由于顶板在塔楼附近应力集中,因此裂缝首先在这里产生。

由于平面尺寸大、结构超长,顶板其它部位也逐渐有裂缝产生,顶板中心由于约束很弱,一般无裂缝产生。

塔楼部位的顶板受到地下室与上部结构的约束均较大,而自身的梁板跨度均较小且梁断面较大、刚度较好,一般不会出现裂缝。

3.3地下室外墙板大底板多塔楼高层建筑地下室外墙板除具有一般地下室外墙板的特点外,由于外墙板受到塔楼结构的强约束,因此外墙板除具有一般的竖向裂缝外,在裙房(或广场)与塔楼连接处易产生较大的裂缝,裂缝一般呈竖向略带斜向,裂缝上部靠近塔楼,下部靠近裙房。

4 其它结构在强约束条件下的变形与裂缝分析4.1汽车坡道现代建筑物经常具有车辆直接进入二层的汽车坡道,一层通常作为车库。

车道一端与一层楼面连接,另一端位于室外自然基础或地下室顶板上,平面布置如图1。

由于车道的斜向布置使其具有极强的约束,特别是另一端位于地下室顶板上的情况,使车道产生平行于横向的裂缝,裂缝经常为贯穿性的。

4.2回字形结构有些工程由于使用的需要,设计成呈“回”字形的内外两个钢筋混凝土简体,两简体间采用梁板连接。

当内外两个简体间距较近时,梁板受到的变形约束极大,容易在楼面产生裂缝。

某工程为地下一层结构,由内外两个简体构成,中间为无顶板水池,四周为走道有顶板,混凝土强度等级为C30。

内外简体墙板厚度分别为250mm、300mm,顶板厚度为120mm,顶板配筋为上下双层双向10mm@150mm。

顶板刚度相对简体很弱,受到的约束很大。

顶板产生的裂缝如图2所示,在角部呈45°角分布,中间呈垂直于简体方向布置。

5 防止钢筋混凝土强约束部位结构裂缝的技术处理措施强约束是建筑工程产生裂缝的一个重要原因,对有强约束的建筑工程,应采取减小约束、加强结构刚度、施加预应力等技术措施来有效减少裂缝的产生。

5.1减小约束减小约束从根本上缓解裂缝的产生。

对超长结构和大底板塔楼结构可以采用后浇带、伸缩缝,充分释放混凝土的伸缩应力,给结构留有合理的伸缩空间。

对处在基岩或老混凝土上的基础或结构采用设置滑动层和铰接点的方法。

如对斜形车道,可将其另一端设在具有滑动层的自然基础上。

5.2加强刚度加强结构刚度,提高整体抗裂能力。

在强约束区提高配筋,减小钢筋间距和钢筋直径,提高混凝土与钢筋的协同作用,提高抗裂能力。

如:可在地下室外墙板中设置暗梁;在竖向荷载变化很大的连接部位加密钢筋;对加强大底板多塔楼高层建筑地下室底板整体刚度,提高其调节不均匀沉降的作用与抗裂能力;加强混凝土配合比的设计等。

5.3施加预应力施加预应力直接约束结构的变形,减小因约束而产生的内力,从而防止结构开裂。

预应力技术尤其适合于楼面结构,楼面结构的裂缝以横向为主,纵向钢筋的配置对其有重大的影响,一般可在纵向主梁中采用预应力筋以施加预应力。

5.4施工措施加强施工,做好混凝土的养护工作,尽可能提高混凝土的实际强度。

严格掌握后浇带的封堵时间,使混凝土有充分应力的时间等。

6 工程实例6.1实例 1湖南某工程有地下室一层且连成整体,上部由7幢高层主楼组成。

整个平面呈一个大的“L”形,两个长边分别达到153.5m、133.6m。

主楼采用框架剪力墙结构。

广场地下室采用框架结构,柱网间距8.2m。

每幢主楼有两个东西对称布置的电梯间和楼梯间混凝土筒体。

地下室外墙板产生较多竖向表面裂缝,间距在3~4m,个别有渗水现象。

地下室底板无明显裂缝与渗水现象。

地下室顶板产生了较多斜向45°裂缝且大多有渗水现象,裂缝主要分布在强约束区与应力集中的大阴角处,如图3所示。

7幢主楼连接两个电梯间、楼梯间的二层大梁均有裂缝产生。

裂缝在梁侧呈竖向分布,上端接近于板底,下端通到梁底,梁底下侧个别也有连通。

裂缝深度在1cm以内。

三层该部位大梁也有少量裂缝产生,四层以上该部位大梁没有裂缝发现。

由于顶层边梁配筋得到加强,屋面板转角均配置了上下层放射筋,因此顶层结构没有发现裂缝。

6.2 实例2湖南某工业科技园综合楼工程建筑面积56100m2。

A楼地下1层,地上6层,结构长度(含悬挑结构)为300.5m。

基础采用人工挖孔桩与钻孔灌注桩,底板厚度为40cm。

结构形式为全现浇框架结构,混凝土强度等级为C30。

上部建筑采用通透式设计,外墙采用落地式大排窗。

6.2.1地下室裂缝控制1)减少约束在29轴设置一条伸缩缝分成东西两块,每块底板又设置了两条后浇带,如图4地下室平面示意图所示。

地下室底板、外墙板、室外顶板及后浇带的混凝土均采用掺入10%UEA -H的微膨胀混凝土,提高混凝土抗伸缩能力。

2)加强刚度地下室底板与外墙板在满足要求的前提下纵向钢筋的小而密。

底板上下配置18mm@150mm钢筋网。

外墙板厚度为300mm,水平筋配置为14mm@150mm。

掺加粉煤灰、膨胀剂、外加剂等减少水泥与水的用量,提高混凝土极限拉伸值。

黄砂采用中砂,碎石采用连续的5~25mm粒径。

塌落度为12cm。

3)施工控制按后浇带为界分块分批浇注,保证每一块混凝土的热量能最大限度地释放,使混凝土内不会集中较大的收缩应力。

加强养护,加快土方回填。

后浇带的填充时间为结构混凝土浇捣后3个月,使结构的总降温与收缩变形进行到一半以上,以有效释应力。

6.2.2上部裂缝控制1)加强刚度板的配筋采用连续式配筋,上部结构楼面板厚为120mm,纵向板筋为上下18@150mm。

屋面板厚度为120mm,纵向板筋为上下12@125mm,对转角处楼板配置上下两层放射筋。

2)预加预应力纵向框架梁采用无粘结预应力技术。

按施工段划分为6个区块,每个区块以后浇带为界进行分段张拉,每段长度均在50m左右。

后浇带处梁增设骑缝筋连接,也采用预应力技术。

3)施工控制材料控制与施工控制类同于地下室结构施工。

6.2.3 施工效果通过采取了一系列技术处理措施后,该强约束结构部位情况良好,经过近两年多的使用,没有发现结构裂缝和渗漏水现象。

参考文献:[1] 混凝土结构设计规范.GB50010-2002.北京,中国建筑工业出版社,2002。

[2] 高层建筑混凝土结构技术规程.JGJ 3-2002.中国建筑工业出版社。

[3] 王铁梦.超长大体积混凝土裂缝控制.混凝土工程新技术,1998。

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