常云倩 陽光
摘要:近年來,伴隨著我國綜合國力的高速增長,城市建設的不斷加快,經濟建設的蓬勃發(fā)展,建筑工程也在不斷的朝著多元化方向發(fā)展,各種平面尺寸超大的大型公共建筑、廠房結構等不斷出現。雖然我國在超長混凝土結構領域已經擁有大量的實踐案例,但是超長混凝土裂縫控制方面仍然時有不足。國內外的參考案例以及工程規(guī)范在此方面也沒有公認的、完善的解決方法。本文通過超長混凝土框架結構裂縫產生的原因及控制兩方面對超長混凝土框架結構裂縫問題進行系統的分析。
關鍵詞:超長混凝土;結構裂縫;混凝土框架;裂縫控制
中圖分類號:TU375.4 文獻標識碼:A 文章編號:1674—3024(2017)06—0138—01
引言
混凝土作為很重要的工業(yè)建筑材料,但其在使用過程中極容易產生裂縫,而一旦產生裂縫,其工業(yè)價值、建筑價值就會受到大大減弱,而且裂縫會嚴重威脅到建筑物的耐久性及安全性,給人們帶來不便。但混凝土又是工業(yè)中不可或缺的原料,所以對超長混凝土框架結構的有效研究意義重大。
1超長混凝土框架結構裂縫產生原因
1.1混凝土收縮引起的開裂。影響混凝土收縮的因素有:混凝土密實度、體積和表面積之比、養(yǎng)護方法和齡期、環(huán)境溫度和濕度、水泥品牌和數量及其質量等。
1.2溫度應力引起的裂縫。眾所周知,溫度對建筑物有一定的影響,熱脹冷縮會使建筑物的應力結構或者構件發(fā)生變化。從鋼筋混凝土溫度應力產生的原因分析,混凝土溫度應力可以概括為下述兩種:
1.2.1外約束應力。外約束應力,外界對鋼筋混凝土結構的全部或部分產生了約束,溫度收縮導致變形,此時變化的結構不能自由變形而引起的。
1.2.2自生應力。自生應力,鋼筋混凝土結構自身對自身產生約束,而且在整個斷面上,產生的拉應力與壓應力保持平衡的力。例如在工程實踐當中,在混凝土結構收縮時內部鋼筋對其進行制約等情況。
因此,在研究溫度對鋼筋混凝土結構產生的影響時,要從兩個方面分析,這是容易被忽視的問題。外部環(huán)境產生變化時,如溫度,因溫差而產生的形變無法自由釋放,這時就會產生溫度應力,如果應力大于混凝土抗拉強度,結構就會開裂。
2防止裂縫的措施
2.1施加預應力。伴隨著新技術的不斷誕生,工程問題總會在新技術面前得到破解。施加預應力,超長混凝土框架結構抵抗溫度變形和混凝土收縮變形采取的主要措施。
高強鋼筋是在預應力混凝土結構中采用的最佳構件,使高強鋼筋產生很大的伸長變形,迫使鋼筋屈服后,將出現不被允許的過寬裂縫和較大撓度,此種混凝土在經過預壓后,變成一種既抗壓又抗拉的彈性材料,這樣在使用中,混凝土就不會有拉應力的產生,也不會有裂縫的出現。針對部分預應力框架結構,框架梁中應當配置預應力筋,無粘結預應力扁梁框架或無粘結預應力平板結構也是經常被采用的結構。不過,預應力存在摩擦損失,損失隨著預應力筋連續(xù)布置跨數的增多而增大,損失還與其布置方式、成孔材料等有關。
2.2后澆帶的設置。設置后澆帶是超長混凝土結構施工過程中一種經濟有效的裂縫控制措施。這種在結構施工期間保留的臨時性變形縫,該縫按照工程中的具體要求保留一定的時間,然后進行填充封閉,并將結構連成整體。
值得需要指出的是,因結構環(huán)境變化和混凝土后期收縮產生的拉應力,是后澆帶不能解決的。
在施工中要注意處理好后澆帶,這樣可以更好的達到預期效果,而且還會減小結構中存在的安全隱患,從而提高結構的防水效果。以下幾種方法是我們在工程實踐中總結的經驗,對后澆帶間混凝土可以進行更好的控制:
(1)相對于先澆混凝土,可以提高后澆帶處的混凝土一個強度等級,這樣可以提高其抗裂能力;(2)采取補償收縮混凝土的措施,如:收縮混凝土、低收縮混凝土、膨脹劑摻量較周圍混凝土大等方法。這樣可以有效地防止在澆筑時間差導致后澆帶混凝土與后澆帶兩側主體結構混凝土形成較大的收縮差,其中兩側混凝土已完成一部分收縮;(3)應用預應力筋在后澆帶處交叉搭接,這樣可以使新混凝土和舊混凝土之間得到緊密地結合,避免在交界面處出現裂縫。
利用后澆帶來處混凝土的施工質量是保障整個工程是否達到設計要求的關鍵,在整個工程中非常重要。在施工前應進行兩側混凝土的鑿毛,然后再對后澆帶充分的清理、并且要進行干凈的沖刷,然后再將一層與混凝土內成分接近的水泥砂漿均勻涂刷在其上面,以便于混凝土粘結,養(yǎng)護不得少于十五天。這里需要重點指出一點是:為了減少開裂的發(fā)生,避免后澆帶封閉后發(fā)生的溫度變化,主體澆筑混凝土的溫度不可小于后澆帶澆筑混凝土時的溫度,這樣可以混凝土的澆筑質量得到保障。
2.3添加膨脹劑?;炷猎诔跗谑湛s變形比較大,干燥、水化熱導致的拉應力會音癡混凝土硬化,添加膨脹劑可以有效的補償混凝土收縮帶來的不良影響,具有很大的功用。
2.4釋放約束。邊緣部分的混凝土結構,這部分混凝土結構面積大,因為混凝土收縮和溫度變化而會產生大幅度變形,因此,多數的工程實踐案例均都需要采取一定的措施來增強柱子的變形能力,或者降低柱子的抗側剛度。
3結論與展望
本文通過超長混凝土框架結構裂縫產生的原因及控制兩方面對超長混凝土框架結構裂縫問題進行系統的分析,提出超長混凝土框架結構防止裂縫的幾點措施,主要結論如下:
(1)通過施加預應力,來抵抗超長混凝土框架結構中的溫度變形和混凝土收縮變形;(2)一種經濟有效的措施,合理設置后澆帶,在超長混凝土結構施工過程中可以有效的做到裂縫控制;(3)適度施加膨脹劑,是在混凝土中實踐中十分需要的一種措施,這種措施通??梢匝a償由于混凝土收縮帶來的影響;(4)釋放約束,此種措施有助于提高柱子的變形能力,或者降低柱子的抗側剛度。
本研究限于時間、研究條件以及作者的科研水平,本文僅考慮因混凝土收縮在鋼筋混凝土結構中引起的應力、變形和裂縫發(fā)展,論述中存在的一些不足,有待于今后的進一步完善。