時(shí)間：2023-03-14 14:48:05
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關(guān)鍵詞:裂縫種類(lèi)；成因；分析；預(yù)防
混凝土是脆性材料，而鋼筋卻是韌性材料，它們兩者在一起工作，彈性模量相差很大，而且兩者的強(qiáng)度差別就更大，因此兩種材料在一起共同發(fā)揮作用，要使鋼筋參加工作，比較多的承受力，混凝土勢(shì)必開(kāi)裂。大量的工程和理論分析表明鋼筋混凝土構(gòu)件基本上都是帶裂縫工作的。裂縫一般分成不可見(jiàn)裂縫和可見(jiàn)裂縫?？梢?jiàn)裂縫又分為無(wú)害裂縫和有害裂縫。有害裂縫在使用荷載或外界物理及化學(xué)作用下不斷產(chǎn)生和發(fā)展，引起混凝土碳化，保護(hù)層剝落及鋼筋銹蝕，直至影響結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命，必須加以控制。
一、混凝土橋梁設(shè)計(jì)原理
我國(guó)現(xiàn)行的公路橋涵規(guī)范規(guī)定:橋梁應(yīng)根據(jù)所在公路的使用任務(wù)、性質(zhì)和將來(lái)的發(fā)展需要，按照適用、經(jīng)濟(jì)、安全和美觀(guān)的原則進(jìn)行設(shè)計(jì),這些要求基本上包含了人們關(guān)心的所有重要問(wèn)題?；炷翗蛄壕唧w的設(shè)計(jì)過(guò)程是按承載能力和正常使用兩種極限狀態(tài)來(lái)進(jìn)行的。按承載能力極限狀態(tài)是控制結(jié)構(gòu)在喪失服務(wù)能力臨界狀態(tài)時(shí)的承載能力，其設(shè)計(jì)的基本原則是要求荷載效應(yīng)不利組合的設(shè)計(jì)值要小于結(jié)構(gòu)抗力的設(shè)計(jì)值。同時(shí)利用荷載安全系數(shù)、材料安全系數(shù)及工作條件系數(shù)來(lái)考慮不確定因素作用下的結(jié)構(gòu)總體的安全儲(chǔ)備，是一種極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。按正常使用極限狀態(tài)是控制結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)時(shí)應(yīng)力，裂縫和變形小于一個(gè)限定值，即使用容許裂縫寬度來(lái)控制混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。有關(guān)規(guī)范規(guī)定：在一般正常大氣條件下，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在荷載組合Ⅰ的作用下，計(jì)算得到的最大裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)0.2mm；在荷載組合Ⅱ和Ⅲ作用下，不應(yīng)超過(guò)0.25mm；處于嚴(yán)重暴露情況（有侵蝕性氣體或海洋大氣）下的鋼筋混凝土構(gòu)件，容許裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)0.1mm。
混凝土構(gòu)件容許裂縫的存在，是由混凝土抗拉能力差，容易開(kāi)裂的缺點(diǎn)決定的。通過(guò)對(duì)大量的工程實(shí)例的研究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的混凝土構(gòu)件都是帶裂縫工作的，只是有些裂縫很細(xì)，一般對(duì)結(jié)構(gòu)和使用無(wú)大的影響，可允許其存在；有些裂縫在使用荷載或外界物理、化學(xué)因素的作用下，不斷產(chǎn)生和擴(kuò)展，引起混凝土明顯的病害，如保護(hù)層剝落、鋼筋腐蝕，從而導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度和剛度受到削弱，耐久性降低，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生垮塌事故，危害結(jié)構(gòu)的正常使用。
二、混凝土橋梁裂縫的成因分析及預(yù)防措施
隨著橋梁使用年齡的增加，車(chē)輛的超載現(xiàn)象不斷增加，會(huì)使細(xì)微裂縫不斷的擴(kuò)大，甚至?xí)嗔眩藭r(shí)困擾橋梁工程師的最大問(wèn)題是對(duì)裂縫的形成原因以及對(duì)鋼筋的腐蝕作用的進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)，并且作出全面分析，以避免和克服因?yàn)榱芽p引起的對(duì)橋梁使用性能的影響。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)在此方面的研究成果和工程實(shí)例的分析，混凝土橋梁的裂縫形成原因可大致梳理為以下幾個(gè)方面：
（一）混凝土用料選用不當(dāng)引起的裂縫
1、水泥品種、標(biāo)號(hào)及用量。礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混凝土收縮性較高；普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。此外，水泥標(biāo)號(hào)越低、單位體積用量越大、磨細(xì)度越大，則混凝土收縮越大，并且發(fā)生收縮時(shí)間越長(zhǎng)。例如，為了提高混凝土的強(qiáng)度，施工時(shí)經(jīng)常采用強(qiáng)行增加水泥用量的做法，結(jié)果收縮應(yīng)力明顯加大。
2、骨料品種。骨料中石英、石灰?guī)r、白云巖、花崗巖、長(zhǎng)石等吸水率較小、收縮性較低；而砂巖、板巖、角閃巖等吸水率較大、收縮性較高。此外，骨料粒徑大收縮小，含水量大收縮越大。
3、水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大。
4、外摻劑。外摻劑保水性越好，則混凝土收縮越小。
（二）設(shè)計(jì)和施工不合理產(chǎn)生的裂縫
此類(lèi)裂縫是我們?cè)诠こ虒?shí)例中發(fā)現(xiàn)最多的裂縫形式，許多橋梁設(shè)計(jì)人員往往只滿(mǎn)足于規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算上的安全度需要，而忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設(shè)計(jì)、施工到使用全過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯(cuò)誤等方面去加強(qiáng)和保證結(jié)構(gòu)的安全性。有的結(jié)構(gòu)整體性和延性不足，冗余性??；有的計(jì)算圖式和受力路線(xiàn)不明確，造成局部受力過(guò)大；有的混凝土強(qiáng)度等級(jí)過(guò)低、保護(hù)層厚度過(guò)小、鋼筋直徑過(guò)細(xì)、構(gòu)件截面過(guò)薄。這些都削弱了結(jié)構(gòu)安全性，會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的使用。不少橋梁，雖然滿(mǎn)足了橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的強(qiáng)度要求，僅用了5～10年就因?yàn)槌隽藛?wèn)題影響結(jié)構(gòu)安全。例如我們發(fā)現(xiàn)在混凝土橋梁豎向有截面突變的地方（箱梁、T梁的腹板與頂?shù)装褰唤犹帲┖苋菀桩a(chǎn)生裂縫，研究分析結(jié)果顯示：混凝土在澆筑后發(fā)生水化反應(yīng)、泌水和大量水分蒸發(fā)，混凝土因失水而收縮，而骨料因重力影響向下沉降，但此時(shí)混凝土的強(qiáng)度和硬度都不高，骨料下沉?xí)r受到鋼筋的阻擋，便產(chǎn)生了沿鋼筋方向的裂縫。為避免此類(lèi)裂縫的產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)階段要盡量避免截面突變的存在，不能避免時(shí)要做特殊的處理，可將突變截面做成漸變截面，同時(shí)適量的增加鋼筋數(shù)量；在施工時(shí)要注意振搗，最好是在變截面處分層澆筑。
（三）自然環(huán)境的影響產(chǎn)生的裂縫
自然環(huán)境的影響主要是溫差引起了混凝土的溫度梯度呈非線(xiàn)性分布，而混凝土構(gòu)件的位移又受到約束，導(dǎo)致局部應(yīng)力過(guò)大，從而出現(xiàn)了裂縫。一般失火、太陽(yáng)曝曬、驟然降溫以及冬季施工均可能導(dǎo)致此類(lèi)裂縫的發(fā)生。預(yù)防措施是在設(shè)計(jì)時(shí)重視溫度應(yīng)力，一些大跨徑的橋梁，溫度應(yīng)力往往是可以超過(guò)活載應(yīng)力的，另外就是杜絕冬季施工，因?yàn)榇藭r(shí)施工混凝土在初凝時(shí)受凍，成齡后混凝土強(qiáng)度損失可達(dá)30%～50%。
（四）荷載引起的裂縫
此類(lèi)裂縫是混凝土橋梁在常規(guī)動(dòng)、靜荷載及次應(yīng)力作用下產(chǎn)生的，橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車(chē)輛荷載和風(fēng)荷載都是動(dòng)荷載，會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，不但會(huì)引起結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，還會(huì)引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連續(xù)的，實(shí)際上存在許多微小的缺陷，在循環(huán)荷載作用下，這些微缺陷會(huì)逐漸發(fā)展、合并形成損傷，并逐步在材料中形成宏觀(guān)裂紋。如果宏觀(guān)裂紋不得到有效控制，極有可能會(huì)引起材料、結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測(cè)到，但其帶來(lái)的后果往往是災(zāi)難性的。
工程實(shí)例中此類(lèi)裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)或振動(dòng)嚴(yán)重部位，且裂縫特征如下：
1、受拉。裂縫貫穿構(gòu)件橫截面，間距大體相等，且垂直于受力方向。采用螺紋鋼筋時(shí)，裂縫之間出現(xiàn)位于鋼筋附近的次裂縫。
2、受壓。沿構(gòu)件出現(xiàn)平行于受力方向的短而密的平行裂縫。
3、受彎。彎矩最大截面附近從受拉區(qū)邊沿開(kāi)始出現(xiàn)與受拉方向垂直的裂縫，并逐漸向中和軸方向發(fā)展。采用螺紋鋼筋時(shí)，裂縫間可見(jiàn)較短的次裂縫。當(dāng)結(jié)構(gòu)配筋較少時(shí)，裂縫少而寬，結(jié)構(gòu)可能發(fā)生脆性破壞。
4、受剪。當(dāng)箍筋太密時(shí)發(fā)生斜壓破壞，沿梁端腹部出現(xiàn)大于45°方向的斜裂縫；當(dāng)箍筋適當(dāng)時(shí)發(fā)生剪壓破壞，沿梁端中下部出現(xiàn)約45°方向相互平行的斜裂縫。
5、受扭。構(gòu)件一側(cè)腹部先出現(xiàn)多條約45°方向斜裂縫，并向相鄰面以螺旋方向展開(kāi)。
從大量的工程實(shí)例分析來(lái)看，此類(lèi)裂縫產(chǎn)生的直接原因是內(nèi)力與配筋計(jì)算或構(gòu)造設(shè)計(jì)不當(dāng)，施工階段不按照?qǐng)D紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的改變，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承載力超出使用極限。另外大量的超載車(chē)輛過(guò)橋也是主要原因之一。預(yù)防措施是加強(qiáng)設(shè)計(jì)的合理性和安全系數(shù)以及施工的合理性，并嚴(yán)格控制嚴(yán)重超載車(chē)輛。
三、結(jié)束語(yǔ)
混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫的產(chǎn)生原因較為復(fù)雜，工程實(shí)例中也是允許微小裂縫產(chǎn)生的，保證不出現(xiàn)裂縫是較難實(shí)現(xiàn)的，但是我們是能夠盡量減少因?yàn)樵O(shè)計(jì)疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力、運(yùn)營(yíng)管理不力等諸多人為因素所產(chǎn)生的裂縫擴(kuò)展，從而保證橋梁不會(huì)因?yàn)榱芽p擴(kuò)展導(dǎo)致鋼筋腐蝕、脆性斷裂等病害發(fā)生。
參考文獻(xiàn)：
[1]趙國(guó)藩，李樹(shù)瑤，廖婉卿.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制[M].北京：海洋出版社
（一）建筑材料質(zhì)量控制不嚴(yán)
1.砂、石子：①含泥量控制不嚴(yán)。②石子表面特征及顆粒形狀不符合要求。
2.水泥：①水泥品種與標(biāo)號(hào)未按工程性質(zhì)及所處環(huán)境進(jìn)行選擇。②對(duì)進(jìn)場(chǎng)水泥不復(fù)試。③不同品種、不同標(biāo)號(hào)的水泥混用，導(dǎo)致質(zhì)量事故。
（二）模板部分
1.底層支撐的地基夯實(shí)不夠，混凝上澆筑時(shí)，立底模的垂直支撐常在混凝土澆筑時(shí)，被水淋濕，地基軟化，使受力的支撐隨之沉降，造成梁、板彎曲變形或裂紋等缺陷。
2.支撐系統(tǒng)失穩(wěn)，使鋼筋混凝土出現(xiàn)塌落。
3.不進(jìn)行模板設(shè)計(jì)，導(dǎo)致模板強(qiáng)度、剛度不足。
4.模板安裝不符合要求,導(dǎo)致鋼筋混凝土構(gòu)件尺寸超差。有的模板接縫不平順,甚至大縫隙、孔洞也不修補(bǔ)就澆灌混凝土，因跑漿而出現(xiàn)蜂窩、麻面等缺陷。
（三）鋼筋部分
1.進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的鋼筋材質(zhì)與實(shí)驗(yàn)單不符；施工時(shí)鋼筋綁扎不牢固，出現(xiàn)松動(dòng)和位移，綁扎間距及保護(hù)層不符合要求；還有鋼筋接頭的形式不符合規(guī)定，搭接長(zhǎng)度小于規(guī)定值等。
2.焊接的質(zhì)量差，使用的焊條品種、規(guī)格和質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定；施工管理不善，粗心大意。有的操作人員不懂結(jié)構(gòu)，盲目施工。
（四）混凝土部分
1.支模時(shí)，由于底層支撐的地基土夯的不密實(shí)，澆注混凝土就使受力的支撐發(fā)生沉降，造成結(jié)構(gòu)件彎曲變形而產(chǎn)生裂縫。支模時(shí)的幾何尺寸掌握的不好，造成梁、板的尺寸不符合設(shè)計(jì)要求，支的模板縫隙過(guò)大、孔洞不修補(bǔ)，振搗不密實(shí)、骨料配合比不準(zhǔn)等原因，使混凝土出現(xiàn)蜂窩、麻面、露筋、孔洞等缺陷。
2.混凝土配合比不準(zhǔn)、攪拌不均勻、模板內(nèi)雜物清理不干凈、木模板不澆水濕潤(rùn)，造成混凝土強(qiáng)度不足，拌制混凝土前不試配，攪拌混凝土不計(jì)量，使用的外加劑不經(jīng)試驗(yàn)。
3.混凝土澆注后，沒(méi)有進(jìn)行很好的養(yǎng)護(hù)，致使混凝土受凍或水分蒸發(fā)過(guò)快，造成混凝土的強(qiáng)度不足或出現(xiàn)裂縫。
二、控制好鋼筋混凝土質(zhì)量的要點(diǎn)
（一）加強(qiáng)工程監(jiān)控
1.人的質(zhì)量意識(shí)及組織機(jī)構(gòu)的控制，所有施工管理人員以及施工人員，首先要學(xué)習(xí)、掌握好國(guó)家有關(guān)的規(guī)范規(guī)定，牢固樹(shù)立“百年大計(jì)、質(zhì)量第一”的思想，建立健全的各種質(zhì)量責(zé)任制，使其自覺(jué)的執(zhí)行有關(guān)質(zhì)量要求的及規(guī)定，確保施工的各個(gè)環(huán)節(jié)都能滿(mǎn)足質(zhì)量要求。
2.在建筑工程中全面推進(jìn)質(zhì)量管理，建立與健全質(zhì)量保證體系，加強(qiáng)質(zhì)量教育，提高各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和施工管理人員、操作人員的質(zhì)量意識(shí)，落實(shí)質(zhì)量保證措施，消除質(zhì)量隱患，在施工企業(yè)中開(kāi)展自檢、互檢活動(dòng)，獎(jiǎng)優(yōu)罰劣。
（二）原材料的質(zhì)量控制
1.鋼筋在進(jìn)料之前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的鋼筋規(guī)格和廠(chǎng)家提供的出廠(chǎng)質(zhì)量證明書(shū)或試驗(yàn)單，在準(zhǔn)備購(gòu)進(jìn)的鋼筋中，按不同級(jí)別、規(guī)格的鋼筋分別抽樣的作試驗(yàn)。在同一批鋼筋中任意抽樣，分別在每根截取拉伸、冷彎、化學(xué)分析試件各一根，每組拉伸、冷彎、化學(xué)分析試件各兩根，送至國(guó)家認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室去檢驗(yàn)，鋼筋抽樣檢驗(yàn)合格后，方可購(gòu)進(jìn)鋼筋，以免不合格的材料入場(chǎng)。
2.所有材料進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后，監(jiān)理工程師應(yīng)根據(jù)材料報(bào)驗(yàn)單上填寫(xiě)的不同級(jí)別、規(guī)格、數(shù)量的鋼筋進(jìn)行驗(yàn)收。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督人員也要認(rèn)真檢查和核對(duì)，對(duì)各種材料的試驗(yàn)單及合格證是否合格，各種指標(biāo)是否符合要求，材料和試驗(yàn)單是否相符等，在確人無(wú)誤后方可使用。
（三）施工過(guò)程中的質(zhì)量控制
1.在支模板前，做好板模設(shè)計(jì)，使其所支的模板具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，可靠的承受澆注混凝土的重量側(cè)壓力以及施工過(guò)程中所產(chǎn)生的其它荷載。
2.在支模板時(shí)要做到接縫嚴(yán)密、不得跑漿、漏漿，同時(shí)要保證各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的形狀，幾何尺寸及相互位置的正確。
3.正確留設(shè)和處理施工縫?！兑?guī)范》CB50204—92規(guī)定，施工縫的位置宜留在結(jié)構(gòu)受剪力較小且便于施工的部位。柱應(yīng)留水平縫；梁、板、墻應(yīng)留垂直縫。在施工縫處繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)待已澆筑的混凝土達(dá)1.2N/mm2強(qiáng)度后，清除施工縫表面水泥薄膜和松動(dòng)石子或軟弱混凝土層；經(jīng)濕潤(rùn)、沖洗干凈，再抹水泥漿或與混凝土成份相同的水泥沙漿一層，然后澆筑混凝土，細(xì)致?lián)v實(shí)，使新舊混凝土結(jié)合緊密。
4.鋼筋在下料加工之前，首先應(yīng)該計(jì)算錨固定長(zhǎng)度，以免下料返工，浪費(fèi)工料。在制作的過(guò)程中，要檢查其符合規(guī)范要求之后，再下料加工。在鋼筋綁扎的過(guò)程中，要嚴(yán)格按照國(guó)家的有關(guān)規(guī)范執(zhí)行，做到材質(zhì)、根數(shù)、直徑、間距、接頭、綁扎位置、焊接等符合設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定。
5.做好成品保護(hù)工作，做到認(rèn)真檢查，防止在施工的過(guò)程中人為踩踏，改變鋼筋的正確位置。
6.嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的混凝土標(biāo)號(hào)配合比執(zhí)行，攪拌時(shí)準(zhǔn)確控制各種材料的用量誤差在規(guī)定的允許范圍內(nèi)?；炷恋臄嚢钑r(shí)間要達(dá)到要求，保證混凝土的和易性和塌落度符合要求。澆注前將模板內(nèi)的所有雜物清理干凈，木模板要澆水濕潤(rùn)，澆注時(shí)要設(shè)專(zhuān)人振搗，嚴(yán)禁漏振防止蜂窩、麻面、露筋等現(xiàn)象出現(xiàn)。正確留置和處理施工縫使其留設(shè)的位置，接搓的處理符合有關(guān)規(guī)定。
7.混凝土澆注完畢后，必須按規(guī)定進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保持必要的濕度，冬季施工按照規(guī)定摻加防凍劑，做好保溫措施，保證水泥水化正常進(jìn)行，防止發(fā)生干縮裂縫。
總之，建筑過(guò)程中的鋼筋混凝土質(zhì)量必須控制好，只有這樣才能保證建筑工程的安全，保證千家萬(wàn)戶(hù)的安全。
參考文獻(xiàn)：
［1］蔣曉燕,賈錦龍.淺析鋼筋混凝土工程質(zhì)量低劣的原因［J］.河南建材，2005，（1）.
［2］姜作杰.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常見(jiàn)質(zhì)量事故分析及處理［J］.呼倫貝爾學(xué)院學(xué)報(bào)；2005，（2）.
根據(jù)建筑物投入使用中的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種理念稱(chēng)為概念設(shè)計(jì)。先對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行考察，得出一個(gè)宏觀(guān)的設(shè)計(jì)方案，再將方案中的各結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討，得出優(yōu)化方案，這種設(shè)計(jì)方法具有科學(xué)合理、節(jié)省時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代建筑中得到了廣泛使用。高層建筑結(jié)構(gòu)特殊，對(duì)抗震性能的要求高于其他建筑，概念設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的承載力進(jìn)行分析計(jì)算，對(duì)不符合規(guī)范的主要承重部位進(jìn)行加固。混凝土結(jié)構(gòu)在高強(qiáng)度的壓力作用下很容易出現(xiàn)裂縫，內(nèi)部鋼筋材料也會(huì)出現(xiàn)彎曲情況，促成這種質(zhì)量問(wèn)題的因素一方面是材料選取不合理，更重要的是設(shè)計(jì)方案不夠科學(xué)，高層結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題主要分為以下幾方面：
1.1結(jié)構(gòu)不合理、性能缺少驗(yàn)證。在高層建筑設(shè)計(jì)中同時(shí)要考慮多種因素，保證結(jié)構(gòu)承載力的前提下盡量減少造價(jià)成本，需要將建筑結(jié)構(gòu)從總體至細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化工作多數(shù)是將設(shè)計(jì)圖紙中的一些參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，適當(dāng)?shù)募庸虊w厚度，常出現(xiàn)缺少對(duì)地基承載力的實(shí)際考察情況。高層建筑的抗震能力規(guī)定在中等強(qiáng)度地震時(shí)建筑物不會(huì)產(chǎn)生高危裂縫，并可通過(guò)修補(bǔ)達(dá)到預(yù)期效果，在發(fā)生高強(qiáng)度的地震時(shí)建筑物保證結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)坍塌。地震發(fā)生的幾率很小，一旦發(fā)生具有極大的毀滅性，高層建筑抗震性能只停留在設(shè)計(jì)層面，從數(shù)據(jù)上分析已經(jīng)達(dá)到了國(guó)家要求，但各施工地點(diǎn)基層土壤礦物質(zhì)組成存在差異，松軟程度也就不同，缺少驗(yàn)證，真正發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)其穩(wěn)定性很難保證。
1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺少創(chuàng)新。高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)過(guò)程中受多種因素限制，為同時(shí)滿(mǎn)足多種需求，工程設(shè)計(jì)師都施行保守方案，缺少創(chuàng)新精神。鋼筋混凝土材質(zhì)的墻體承載能力與結(jié)構(gòu)有很大聯(lián)系，在剪力墻設(shè)計(jì)方案中，應(yīng)充分借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，基于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新，解決承載力不足的問(wèn)題，同時(shí)使高層建筑整體結(jié)構(gòu)更符合大眾審美，減少造價(jià)支出。概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)優(yōu)化上的運(yùn)用還受很多施工技術(shù)以及設(shè)備使用方面的限制，阻礙建筑工程行業(yè)進(jìn)步。
1.3受力分布不均勻。高層建筑上下層的結(jié)構(gòu)是不同的，為保證自身重力不會(huì)對(duì)建筑物造成破壞，基層修筑中會(huì)應(yīng)用到大量的鋼筋混凝土材料，加固底層的同時(shí)削弱上層，可減輕對(duì)地基的壓力，同時(shí)建筑物承受風(fēng)力和地震破壞的能力更強(qiáng)。進(jìn)行概念設(shè)計(jì)過(guò)程中，沒(méi)有充分考慮轉(zhuǎn)換層占據(jù)的空間和對(duì)受力平衡的影響，承重柱滿(mǎn)足了承載上層壓力的要求，但墻體產(chǎn)生的剪力不能與內(nèi)部的應(yīng)力平衡，作用在水平方向時(shí)形成了破壞力。概念設(shè)計(jì)中缺少優(yōu)化環(huán)節(jié)導(dǎo)致這一現(xiàn)象的產(chǎn)生，很難保障整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
1.4概念設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題的解決方案。設(shè)計(jì)過(guò)程中不可脫離實(shí)際情況，在前期準(zhǔn)備工作中對(duì)建筑場(chǎng)地進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量，將地區(qū)可能出現(xiàn)的自然災(zāi)害進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。充分考慮建筑物的自重，滿(mǎn)足對(duì)抗震性能的要求，同時(shí)在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，應(yīng)用力學(xué)知識(shí)，節(jié)省建筑過(guò)程中的原材料使用。合理修筑剪力墻，結(jié)構(gòu)在成體建筑中起到承重作用，但不能破壞空間整體性，注重格局的設(shè)計(jì)，將各單元的樓梯間進(jìn)行分別設(shè)計(jì)，根據(jù)不同區(qū)域的需求，可將方案進(jìn)行更改，保證整體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一又各有特點(diǎn)。在樓體外觀(guān)的設(shè)計(jì)中加入符合當(dāng)?shù)厝宋奶厣脑?，使建筑物更具有中?guó)特色。應(yīng)用概念設(shè)計(jì)法時(shí)加強(qiáng)后期的優(yōu)化工作，注重從宏觀(guān)到細(xì)致的過(guò)渡，設(shè)計(jì)方案要具有靈動(dòng)性，應(yīng)對(duì)施工進(jìn)展過(guò)程中的突況工程師要及時(shí)進(jìn)行探討，對(duì)原有結(jié)構(gòu)做出更改，保障施工連續(xù)進(jìn)展。設(shè)計(jì)測(cè)量工作中會(huì)涉及到很多變量，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)測(cè)量，確定合理的浮動(dòng)范圍，作為施工開(kāi)展的有力依據(jù)。
2結(jié)構(gòu)選型的問(wèn)題
2.1結(jié)構(gòu)的超高。在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問(wèn)題，除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度的建筑外，增加了B級(jí)高度的建筑。因此，必須對(duì)結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級(jí)高度建筑甚至超過(guò)了B級(jí)高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)過(guò)由于結(jié)構(gòu)類(lèi)型的變更而忽略該問(wèn)題，導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過(guò)，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開(kāi)專(zhuān)家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況，對(duì)工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。
2.2控制柱的軸壓比與短柱問(wèn)題。在鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)中，往往為了控制柱軸壓比而使柱的截面很大，而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造配筋。即使采用高強(qiáng)混凝土，柱斷面尺寸也不能明顯減小。限制柱的軸壓比是為了使柱子處于大偏壓狀態(tài)，防止受拉鋼筋未達(dá)屈服而混凝土被壓碎。柱的塑性變形能力小，則結(jié)構(gòu)延性就差，當(dāng)遭遇地震時(shí)，耗散和吸收地震能量少，結(jié)構(gòu)容易被破壞。但是在結(jié)構(gòu)中若能保證強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)，且梁具有良好延性，則柱子進(jìn)入屈服的可能性就大大減少，此時(shí)可放松軸壓比限值。
3結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析
3.1計(jì)算模型的選取。對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)，可采用樓板整體平面內(nèi)無(wú)限剛假定模型；對(duì)于多塔或錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，可采用樓板分塊平面內(nèi)無(wú)限剛模型；對(duì)于樓板局部開(kāi)大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結(jié)構(gòu)等可采用樓板分塊平面內(nèi)無(wú)限剛，并帶彈性連接板帶模型；而對(duì)于樓板開(kāi)大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結(jié)構(gòu)或要求分析精度高的高層結(jié)構(gòu)則可采用彈性樓板模型。在使用中可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)際情況靈活應(yīng)用，以最少的計(jì)算工作量達(dá)到預(yù)期的分析精度要求，既不能不分情況一概采用剛性樓板模型，造成小墻肢計(jì)算值偏小，不安全；也沒(méi)必要都采用彈性樓板模型，無(wú)謂地增大計(jì)算工作量。
3.2抗震等級(jí)的確定。對(duì)常規(guī)高層建筑，可按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002，J186-2002）第4.8節(jié)規(guī)定確定抗震等級(jí)，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級(jí)不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)；對(duì)于復(fù)雜高層建筑還應(yīng)符合第10章的規(guī)定；對(duì)于地下室部分，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或更低等級(jí)。
3.3非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)。在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀(guān)或功能要求且非主體承重骨架體系以?xún)?nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對(duì)這部分內(nèi)容尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于高層建筑地震作用和風(fēng)荷載較大，必須嚴(yán)格按照新規(guī)范中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的處理措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。
4結(jié)論
這類(lèi)結(jié)構(gòu)在水利工程設(shè)計(jì)中是難于避免的，有時(shí)，它在某些水工混凝土工程結(jié)構(gòu)中處于制約設(shè)計(jì)的重要地位。從邏輯概念講，只要允許素混凝土結(jié)構(gòu)的存在，必定會(huì)有少筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，因?yàn)樗吘故撬鼗炷梁瓦m筋混凝土結(jié)構(gòu)之間的中介產(chǎn)物。
凡經(jīng)?；蛑芷谛缘厥墉h(huán)境水作用的水工建筑物所用的混凝土稱(chēng)水工混凝土，水工混凝土多數(shù)為大體積混凝土，水工混凝土對(duì)強(qiáng)度要求則往往不是很高。在一般水工建筑物中，如閘墩、閘底板、水電站廠(chǎng)房的擋水墻、尾水管、船塢閘室等，在外力作用下，一方面要滿(mǎn)足抗滑、抗傾覆的穩(wěn)定性要求，結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的自重；另一方面，還應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍等要求，不允許出現(xiàn)裂縫，因此結(jié)構(gòu)的尺寸比較大。若按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，常需配置較多的鋼筋而造成浪費(fèi)，若按素混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，則又因計(jì)算所需截面較大，需使用大量的混凝土。
對(duì)于這類(lèi)結(jié)構(gòu)，如在混凝土中配置少量鋼筋，在滿(mǎn)足穩(wěn)定性的要求下，考慮此少量鋼筋對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全方面所起的作用，就能減少混凝土用量，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)和安全的要求。因此，在大體積的水工建筑物中，采用少筋混凝土結(jié)構(gòu)，有其特殊意義。
關(guān)于少筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想和原則，我國(guó)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL/T191—96)作了明確的規(guī)定。
二、規(guī)范對(duì)少筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)定
對(duì)少筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)定體現(xiàn)在最小配筋率規(guī)定上，這里將《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL/T191—96)（下文簡(jiǎn)稱(chēng)規(guī)范）有關(guān)最小配筋率的規(guī)定，摘錄并闡述如下：
1．一般構(gòu)件的縱向鋼筋最小配筋率
一般鋼筋混凝土構(gòu)件的縱向受力鋼筋的配筋率不應(yīng)小于規(guī)范表9.5.1規(guī)定的數(shù)值。溫度、收縮等因素對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響較大時(shí)，最小配筋率應(yīng)適當(dāng)增大。
2．大尺寸底板和墩墻的縱向鋼筋最小配筋率
截面尺寸較大的底板和墩墻一類(lèi)結(jié)構(gòu)，其最小配筋率可由鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受力鋼筋基本最小配筋率所列的基本最小配筋率乘以截面極限內(nèi)力值與截面極限承載力之比得出。即
1)對(duì)底板(受彎構(gòu)件)或墩墻(大偏心受壓構(gòu)件)的受拉鋼筋A(yù)s的最小配筋率可取為：
ρmin=ρ0min()
也可按下列近似公式計(jì)算：
底板ρmin=(規(guī)范9.5.2-1)
墩墻ρmin=(規(guī)范9.5.2-2)
此時(shí)，底板與墩墻的受壓鋼筋可不受最小配筋率限制，但應(yīng)配置適量的構(gòu)造鋼筋。
2)對(duì)墩墻(軸心受壓或小偏心受壓構(gòu)件)的受壓鋼筋A(yù)s’的最小配筋率可取為：
ρ＇min=ρ′0min()
按上式計(jì)算最小配筋率時(shí)，由于截面實(shí)際配筋量未知，其截面實(shí)際的極限承載力Nu不能直接求出，需先假定一配筋量經(jīng)2—3次試算得出。
上列諸式中M、N——截面彎矩設(shè)計(jì)值、軸力設(shè)計(jì)值；
e0——軸向力至截面重心的距離，eo=M／N；
Mu、Nu——截面實(shí)際能承受的極限受彎承載力、極限受壓承載力；
b、ho——截面寬度及有效高度；
fy——鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
γd——鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)系數(shù)，按規(guī)范表4.2.1取值。
采用本條計(jì)算方法，隨尺寸增大時(shí)，用鋼量仍保持在同一水平上。
3．特大截面的最小配筋用量
對(duì)于截面尺寸由抗傾、抗滑、抗浮或布置等條件確定的厚度大于5m的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，規(guī)范規(guī)定：如經(jīng)論證，其縱向受拉鋼筋可不受最小配筋率的限制，鋼筋截面面積按承載力計(jì)算確定，但每米寬度內(nèi)的鋼筋截面面積不得小于2500mm2。
規(guī)范對(duì)最小配筋率作了三個(gè)層次的規(guī)定，即對(duì)一般尺寸的梁、柱構(gòu)件必須遵循規(guī)范表9.5.1的規(guī)定；對(duì)于截面厚度較大的板、墻類(lèi)結(jié)構(gòu)，則可按規(guī)范9.5.2計(jì)算最小配筋率；對(duì)于截面尺寸由抗傾、抗滑、抗浮或布置等條件確定的厚度大于5m的結(jié)構(gòu)構(gòu)件則可按規(guī)范9.5.3處理。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)具體情況分別對(duì)待。
為慎重計(jì)，目前僅建議對(duì)臥置于地基上的底板和墩墻可采用變化的最小配筋率，對(duì)于其他結(jié)構(gòu)，則仍建議采用規(guī)范表9.5.1所列的基本最小配筋率計(jì)算，以避免因配筋過(guò)少，萬(wàn)一發(fā)生裂縫就無(wú)法抑制的情況。
經(jīng)驗(yàn)算，按所建議的變化的最小配筋率配筋，其最大裂縫寬度基本上在容許范圍內(nèi)。對(duì)于處于惡劣環(huán)境的結(jié)構(gòu)，為控制裂縫不過(guò)寬，宜將本規(guī)范表9.5.1所列受拉鋼筋最小配筋率提高0.05％。大體積構(gòu)件的受壓鋼筋按計(jì)算不需配筋時(shí)，則可僅配構(gòu)造鋼筋。
三、規(guī)范的應(yīng)用舉例
例1一水閘底板，板厚1.5m，采用C20級(jí)混凝土和Ⅱ級(jí)鋼筋，每米板寬承受彎矩設(shè)計(jì)值M=220kN／m(已包含γ0、φ系數(shù)在內(nèi))，試配置受拉鋼筋A(yù)s。
解：1)取1m板寬，按受彎構(gòu)件承載力公式計(jì)算受拉鋼筋截面面積As。
αs===0.012556
ξ=1-=1-=0.0126
As===591mm2
計(jì)算配筋率ρ===0.041%
2)如按一般梁、柱構(gòu)件考慮，則必須滿(mǎn)足ρ≥ρmin條件，查規(guī)范表9.5.1，得ρ0min=0.15%，
則As=ρ0bh0=0.15%×1000×1450=2175mm2
3)現(xiàn)因底板為大尺寸厚板，可按規(guī)范9.5.2計(jì)算ρmin
ρmin===0.0779%
As=ρminbh0=0.0779%×1000×1450=1130mm2
實(shí)際選配每米5Φ18（As=1272mm2）
討論：1)對(duì)大截面尺寸構(gòu)件，采用規(guī)范9.5.2計(jì)算的可變的ρmin比采用規(guī)范表9.5.1所列的固定的ρ0min可節(jié)省大量鋼筋，本例為1：1130／2175=1：0.52。
2)若將此水閘底板的板厚h增大為2.5m，按規(guī)范9.5.2計(jì)算的ρmin變?yōu)椋?/p>
ρmin===0.0461%
則As=ρminbh0=0.0461%×1000×2450=1130mm2
可見(jiàn)，采用規(guī)范9.5.2計(jì)算最小配筋率時(shí)，當(dāng)承受的內(nèi)力不變，則不論板厚再增大多少，配筋面積As將保持不變。
例2一軸心受壓柱，承受軸向壓力設(shè)計(jì)值N=9000kN；采用C20級(jí)混凝土和I級(jí)鋼筋；柱計(jì)算高度l0=7m；試分別求柱截面尺寸為b×h=1.0m×1.0m及2.0m×2.0m時(shí)的受壓鋼筋面積。
解：1)b×h=1.0m×1.0m時(shí)，軸心受壓柱承載力公式為：
N≤φ(fcA+fy′As′)
==7＜8，屬于短柱，穩(wěn)定系數(shù)φ=1.0，
As′===3809mm2
ρ′===0.38%
由規(guī)范表9.5.1查得ρ0min′=0.4%，對(duì)一般構(gòu)件，應(yīng)按ρ0min′配筋
As′=ρ0min′A=0.4%×106=4000mm2
2)b×h=2.0m×2.0m時(shí)，若仍按一般構(gòu)件配筋，則
As′=0.4%×2.0×2.0×106=16000mm2
現(xiàn)因構(gòu)件尺寸已較大，可按規(guī)范9.5.3計(jì)算最小配筋率：
ρmin′=ρ0min′()
式中因?qū)嶋H配筋量As′尚不知，故需先假定As′計(jì)算Nu。
①假定As′=4000mm2。
Nu=fy′As′+fyAs
=210×4000+10×4.0×106=40.84×106N
ρmin′=ρ0min′()
=0.4%()=0.106%
As′=ρ0min′A=0.106%×4.0×106=4231mm2
②假定As′=4231mm2。
Nu=210×4231+10×4.0×106=40.89×106N
ρmin′=0.4%()=0.1056%
關(guān)鍵詞: 鋼筋混凝土; 裂縫; 預(yù)防; 處理措施
Abstract: in this paper the author to cause of concrete crack control and the theoretical and practical discussion. Although the academic circle for the cause of cracks of concrete and calculation method has a lot of different theories, but to the specific measures to prevent and improve opinion is unified, at the same time in the practical application of the effect is better also, in specific construction depends on our seeing much, much better, problems after analysis, summary, combined with prevention treatment measures of concrete crack is completely can avoid.
Keywords: reinforced concrete; Crack; Prevent; Processing measures
中圖分類(lèi)號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的, 但對(duì)裂縫寬度有嚴(yán)格限制。確切的說(shuō), 混凝土在凝結(jié)硬化過(guò)程中就有微裂縫存在, 這是因?yàn)榛炷林械乃嗍凸橇显跍貪穸茸兓瘲l件下產(chǎn)生不均勻的體積變形, 而它們又粘結(jié)在一起不能自由變形, 于是形成相互間的約束應(yīng)力; 一旦此約束應(yīng)力大于水泥石和骨料間的粘結(jié)強(qiáng)度, 以及水泥石自身的抗拉強(qiáng)度, 就產(chǎn)生微裂縫。
1 混凝土產(chǎn)生裂縫的原因
混凝土裂縫的產(chǎn)生, 都是微裂縫發(fā)展的結(jié)果?；炷林挟a(chǎn)生裂縫有多種原因, 就其本身而言, 一般認(rèn)為是混凝土材料變形約束所引起的內(nèi)應(yīng)力大于材料抗拉強(qiáng)度的緣故。
1.1材料選配不當(dāng)形成缺陷和裂縫
使用過(guò)期水泥, 骨料含泥過(guò)量、含活性SiO2 , 水泥中含堿量過(guò)高, 骨料石灰石, 水泥水化熱等。
1.2施工違反操作規(guī)程形成缺陷和裂縫
塑性混凝土下沉, 被頂部鋼筋所阻, 形成沿鋼筋的裂縫; 混凝土振搗不密實(shí), 出現(xiàn)蜂窩、易形成各種受力裂縫的起點(diǎn); 混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng), 使水分蒸發(fā), 引起混凝土澆注時(shí)坍落度過(guò)低, 使得在混凝土體積中出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫; 混凝土初期養(yǎng)護(hù)時(shí)急驟干燥使得在混凝土與大氣接觸面上出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫; 過(guò)早拆模, 混凝土尚未建立足夠強(qiáng)度, 構(gòu)件在實(shí)際施加與自身的重力荷載作用下, 容易發(fā)生各種受力裂縫等。
1.3因構(gòu)件受力、變形形成缺陷和裂縫
砼構(gòu)件中心受拉; 中心受壓; 受彎; 受剪; 受沖切;梁的混凝土收縮和溫度變形; 板的混凝土收縮和溫度變形;在鋼筋混凝土中, 拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān), 混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力, 則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。
有時(shí)溫度應(yīng)力可超過(guò)其它外荷載所引起的應(yīng)力, 因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要: 主要是溫度和濕度的變化, 混凝土的脆性和不均勻性, 以及結(jié)構(gòu)不合理, 原材料不合格(如堿骨料反應(yīng)) , 模板變形, 基礎(chǔ)不均勻沉降等。
混凝土構(gòu)件多次受冰凍- 溶解循環(huán)作用, 使混凝土中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力, 促進(jìn)已有裂縫發(fā)展, 結(jié)構(gòu)疏松, 表面龜裂,表層剝落或整體崩潰。
混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱, 內(nèi)部溫度不斷上升, 在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中, 由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束, 又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí), 即會(huì)出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢, 但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕, 表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束, 也往往導(dǎo)致裂縫?；炷潦且环N脆性材料, 抗拉強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的1 /10左右, 短期加荷時(shí)的極限拉伸變形只有(016～110) ×104 ,長(zhǎng)期加荷時(shí)的極限位伸變形也只有(112～210) ×104。由于原材料不均勻, 水灰比不穩(wěn)定, 運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中的離析現(xiàn)象, 在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又是不均勻的, 存在著許多抗拉能力很低, 易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。
1.4 因環(huán)境因素影響形成缺陷和裂縫
主要是溫度和濕度的變化, 混凝土的脆性和不均勻性,以及結(jié)構(gòu)不合理, 原材料不合格(如堿骨料反應(yīng)) , 模板變形, 基礎(chǔ)不均勻沉降等。混凝土構(gòu)件多次受冰凍- 溶解循環(huán)作用, 使混凝土中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力, 促進(jìn)已有裂縫發(fā)展, 結(jié)構(gòu)疏松, 表面龜裂, 表層剝落或整體崩潰。
2 控制和防止裂縫的措施
(1) 對(duì)水泥、水、骨料、外加劑、鋼筋材料選用不當(dāng)形成的裂縫, 必須用對(duì)進(jìn)場(chǎng)原材料按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格檢查和驗(yàn)收的辦法加以預(yù)防, 凡不合格的次品材料一律不得使用, 或經(jīng)試驗(yàn)后降低等級(jí)使用; 對(duì)已發(fā)生這類(lèi)因材料選用不當(dāng)而產(chǎn)生的砼缺陷或裂縫, 必須作長(zhǎng)期詳細(xì)的觀(guān)察(因有的問(wèn)題需要一段時(shí)間才能發(fā)現(xiàn)) , 認(rèn)真查明其原因和質(zhì)量問(wèn)題的嚴(yán)重程度,研究制定其處理和加固方案。這是因?yàn)橐坏┮虿牧线x用不當(dāng)而發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題, 往往帶有普遍性的緣故。
(2) 由于砼攪拌運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng), 澆筑速度過(guò)快, 振搗不實(shí)、施工縫留設(shè)位置或處理方法不當(dāng)、模板走動(dòng)等原因形成的裂縫可以按照《混凝土施工規(guī)程》嚴(yán)格執(zhí)行混凝土拌制、運(yùn)輸、澆筑、振搗工藝, 妥善處理施工縫設(shè)置和舊混凝土連接, 嚴(yán)格執(zhí)行模板制作、拆模以及養(yǎng)護(hù)方面的規(guī)定實(shí)施預(yù)防。對(duì)已出現(xiàn)這類(lèi)裂縫的構(gòu)件, 要區(qū)分構(gòu)件的類(lèi)別、構(gòu)件的受力特征、裂縫所在的部位以及裂縫嚴(yán)重的程度, 分別采用一般混凝土裂縫補(bǔ)強(qiáng)措施或采用充填混凝土材料、鋼錨栓加固、甚至粘貼纖維或鋼板、預(yù)應(yīng)力加固等補(bǔ)救措施。
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剪力墻
中圖分類(lèi)號(hào)：tu37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a
隨著改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)各個(gè)行業(yè)都得到了巨大的發(fā)展，整體的行業(yè)水平穩(wěn)步提高，其中，建筑行業(yè)的提升水平是比較快的，建筑行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了建筑形式，建筑技術(shù)，建筑材料等的多元化變革，其中鋼筋混凝土因?yàn)榘踩禂?shù)高，抗震性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)而使用廣泛，其中高層建筑發(fā)展更為迅速，設(shè)計(jì)思想也在不斷更新，結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化，建筑平面布置與豎向體型也越來(lái)越復(fù)雜，這就給高層建筑結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)提出了更高的要求。如何高效、準(zhǔn)確地對(duì)高層結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行內(nèi)力分析，是結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)需要解決的重要課題。本文通過(guò)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析，為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供計(jì)算方法及理論依據(jù)。
1 建筑設(shè)計(jì)
建筑不同于普通商品，尤其是高層建筑，很多因?yàn)槭堑乩順?biāo)志性建筑。什么是高層建筑呢？10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高層民用建筑。在建筑外觀(guān)上，我們應(yīng)該多選擇一些新穎的建筑樣式，同時(shí)又要注意其抗震設(shè)計(jì)、抗風(fēng)設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)要素。但是建筑也不能盲目的標(biāo)新立異，結(jié)構(gòu)上應(yīng)該選擇規(guī)則性強(qiáng)一些的，不論是平面或者立體都應(yīng)該盡量遵循這個(gè)原則。而且建筑在彈性設(shè)計(jì)上，盡量要滿(mǎn)足延展性的需求。這種概念設(shè)計(jì)的強(qiáng)調(diào)是對(duì)建筑師的必須要求，建筑設(shè)計(jì)師一定要重視各種規(guī)范規(guī)定，千萬(wàn)不要陷入只管設(shè)計(jì)不管計(jì)算的誤區(qū)。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 剪力墻底部加強(qiáng)部位墻厚的確定
抗震設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻的底部加強(qiáng)部位包括底部塑性鉸范圍及其上部的一定范圍，其目的是在此范圍內(nèi)采取增加邊緣構(gòu)件箍筋和墻體橫向鋼筋等必要的抗震加強(qiáng)措施避免脆性的剪切破壞，改善整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能。《高建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》jgj3-2010（下簡(jiǎn)稱(chēng)《高規(guī)》）7.1.4條規(guī)定，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一般剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1/10和底部?jī)蓪佣叩妮^大值。部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)符合《高規(guī)》10.2.2條的規(guī)定，底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)從地下室頂板算起，當(dāng)結(jié)構(gòu)計(jì)算嵌固端位于地下一層底板或以下時(shí)，底部加強(qiáng)部位宜延伸到計(jì)算嵌固端?！督ㄖ拐鹨?guī)范》gb50011（以下簡(jiǎn)稱(chēng)<抗規(guī)》）及《高規(guī)》規(guī)定了剪力墻底部加強(qiáng)部位墻厚的取值。其中，考慮到高層建筑結(jié)構(gòu)的重要性，《高規(guī)》對(duì)墻厚的取值規(guī)定得更為嚴(yán)格。一般情況下，高層建筑結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的剪力墻截面厚度k取法如下：一、二級(jí)抗震等級(jí)時(shí)取層高或剪力墻無(wú)支長(zhǎng)度的1/16，并且滿(mǎn)足bw≥200mm；三、四級(jí)抗震等級(jí)時(shí)，k取層高或剪力墻無(wú)支長(zhǎng)度的1/20，并且滿(mǎn)足k≥160mm。但對(duì)于墻底軸力較小且結(jié)構(gòu)層高相對(duì)較高的剪力墻而言。其截面厚度按上述方法取值則顯得不是很經(jīng)濟(jì)合理。因此具體工程設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻截面厚度bw可適當(dāng)減小但必須按下式計(jì)算墻體的穩(wěn)定性。
公式中：q為作用于墻頂組合的等效豎向均布荷載設(shè)計(jì)值；ec為剪力墻混凝土彈性模量；t為剪力墻墻肢截面厚度；lo墻肢計(jì)算長(zhǎng)度。
2.2 結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題
在抗震規(guī)范與高規(guī)中，建筑物的高度控制是非常嚴(yán)格的，而在新規(guī)范中這一點(diǎn)重新進(jìn)行了界定，除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為a級(jí)高度的建筑外，增加了b級(jí)高度的建筑。因此，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一定不可以超越其應(yīng)屬范圍，b級(jí)建筑物就應(yīng)該控制在b級(jí)規(guī)定范圍之內(nèi)，一旦超過(guò)了，那么無(wú)論是設(shè)計(jì)還是施工都要全部進(jìn)行重新設(shè)定。在現(xiàn)實(shí)情況中這類(lèi)問(wèn)題曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)，結(jié)果導(dǎo)致審查時(shí)難以通過(guò)。
2.3 短肢剪力墻的設(shè)置問(wèn)題
短肢剪力墻使用雖然具有一定的的作用，但是在使用數(shù)量上一定要嚴(yán)格參照規(guī)范，《高規(guī)》7.1.8規(guī)定抗震設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)全部采用短肢剪力墻，b級(jí)高度高層建筑以及抗震設(shè)防度為9度的a級(jí)高度層建筑，不宜布置短
肢剪力墻，不應(yīng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）在規(guī)定的水平地震作用下，短肢剪力墻承擔(dān)的底部?jī)A覆力矩不宜大于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的50%；（2）房屋適用高度應(yīng)比本規(guī)程表3.3.1-1規(guī)定的剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度適當(dāng)降低，7度、8度（0.2g）和8度（0.3g）時(shí)分別不應(yīng)大于100m，80m和60m。短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。
2.4 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問(wèn)題。由于我國(guó)占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無(wú)法對(duì)全國(guó)各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定。因此，作為建立在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)，地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類(lèi)型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確。所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。
3 計(jì)算與分析
3.1 計(jì)算模型的選取
對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)，可采用樓板整體平面內(nèi)無(wú)限剛假定模型；對(duì)于多塔或錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，可采用樓板分塊平面內(nèi)無(wú)限剛模型；對(duì)于樓板局部開(kāi)大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結(jié)構(gòu)等可采用樓板分塊平面內(nèi)無(wú)限剛，并帶彈性連接板帶模型；而對(duì)于樓板開(kāi)大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結(jié)構(gòu)或要求分析精度高的高層結(jié)構(gòu)則可采用彈性樓板模型。
3.2 抗震等級(jí)的確定
對(duì)常規(guī)高層建筑，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級(jí)不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)；對(duì)于地下室部分，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級(jí)可逐層降低一級(jí)，但不低于四級(jí)，地下室中超出上部主樓相關(guān)范圍且無(wú)上部結(jié)構(gòu)的部分，其抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四級(jí)。
結(jié)語(yǔ)
鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代化城市發(fā)展的一種客觀(guān)成果，引領(lǐng)著我國(guó)建筑行業(yè)整體的發(fā)展水平。在設(shè)計(jì)方面，鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)一定要充分考慮到各種潛在的因素，既要讓建筑漂亮美觀(guān)大方，也要注意建筑的安全性能，畢竟后者是所有建筑的立足之本。在做好相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，希望我國(guó)的建筑水平能迎來(lái)更好的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]jgj3-2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[s].
【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土，樓板裂縫，成因分析，控制措施
【 abstract 】 along with the rapid development of China's construction industry, reinforced concrete in the construction industry has made more and more widely used for our country's construction industry, made an important contribution, but, in construction process, the reinforced concrete floor crack phenomenon more and more, light person is only affect building beautiful, serious, can destroy houses inherent structure, and lead to decline, seismic safety decreased ability. Finally affect the normal use of houses, especially some residential floor crack happens, often can cause for complaint disputes, constructor and users are caused a loss. This article mainly from the reinforced concrete floor crack is discussed: floor crack phenomenon, floor cracks causes and prevention measures and floor crack control method.
【 key words 】 reinforced concrete, floor cracks, cause analysis, the control measures
中圖分類(lèi)號(hào)： TU528.571文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一．前言
近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)的建筑事業(yè)也飛速的進(jìn)步，當(dāng)前鋼筋混凝土建筑趨于主流，其配料，運(yùn)輸，筑造工藝也不斷地取得新的成果。我們知道比較傳統(tǒng)的空心板已經(jīng)逐漸走向淘汰，鋼筋混凝土樓板日漸取代其重要地位，使用鋼筋混凝土樓板，大大的提高了樓板的承受能力，也更加的美觀(guān)。其特性明顯優(yōu)于空心板。但是遺憾的是在建筑施工的過(guò)程中由于各種各樣的原因，鋼筋混凝土樓板也出現(xiàn)了裂縫。這樣就不僅影響了其外觀(guān)而且影響了保溫、隔熱和防水等一列的功能問(wèn)題，甚至影響建筑的安全使用。所以防治樓板裂縫的工作顯得格外重要。這也是提高建筑工程質(zhì)量，增加美觀(guān)性，實(shí)用性及消除安全隱患的重要步驟。
二．鋼筋混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因分析
鋼筋混凝土特別是商品混凝土樓板出現(xiàn)裂縫的原因很多，而且也比較復(fù)雜。只要出現(xiàn)裂縫，那么處理起來(lái)難度很大。所以裂縫問(wèn)題也受到了各個(gè)單位重視，因此從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)到建筑施工我們都必須采用科學(xué)的方法，用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度去執(zhí)行操作，來(lái)防止樓板縫隙的出現(xiàn)。混凝土配合比例、環(huán)境溫度及溫度應(yīng)力都是其影響因素，但是其具體的產(chǎn)生原因分析如下：
1、設(shè)計(jì)方面：在設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周，結(jié)構(gòu)形式不正確，結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開(kāi)洞、留槽、凹腔四角等容易引起應(yīng)力集中的地方鋼筋布置不當(dāng)，構(gòu)件不能隨溫度變化而自由伸縮，伸縮縫、沉降縫過(guò)少，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不合理，梁的嵌接端缺少斜筋加強(qiáng)。非結(jié)構(gòu)性的連接構(gòu)件配筋不足以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)榷既菀讓?dǎo)致混凝土開(kāi)裂。
2、配筋：涉及鋼筋的混凝土裂縫問(wèn)題有兩種情況，其一是鋼筋配筋率過(guò)高，出現(xiàn)超筋；為了滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)受拉的需要，在結(jié)構(gòu)斷面面積有加大的情況下，過(guò)度增加的數(shù)量，從而容易引起混凝土碎裂。其二是鋼筋被腐蝕：正常情況下，混凝土中的鋼筋處于混凝土的包裹之中，接受鈍化保護(hù)。然而，當(dāng)其鈍化保護(hù)遭到侵蝕離子（主要是氯化物）的破壞后，鋼筋就有可能遭到腐蝕。由腐蝕引起的體積增大使鋼筋周?chē)幕炷烈惺芎艽蟮膹较蛲话l(fā)應(yīng)力，從而導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋，裂紋沿鋼筋方向擴(kuò)展，最終形成與鋼筋平行的裂縫。
3、模板以及模板支撐力不夠
由于模板以及模板支撐力不夠?qū)е履０宓南鲁磷冃?，這主要是出現(xiàn)在模板的跨度較大的地方，由于模板的下沉變形，會(huì)導(dǎo)致模板與模板之間形成縫隙，那么在澆灌的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)漏漿，澆灌出來(lái)的樓板也會(huì)不規(guī)則，導(dǎo)致受力不均，易出現(xiàn)斷裂。
4、混凝土的澆筑方法不規(guī)范
如果澆筑混凝土的方法不規(guī)范，比如混凝土在澆筑時(shí)被過(guò)分的振搗，就會(huì)導(dǎo)致粗骨料全部下沉，反而水分及空氣全部被擠出表面，這種材料的分布會(huì)極大影響樓板受力度的。再如混凝土被連續(xù)的澆搗以及澆島后又長(zhǎng)時(shí)間的不做其他工序的處理，這些都是一些不規(guī)范的澆筑方法，也是產(chǎn)生縫隙的主要問(wèn)題。
5、商品混凝土的缺陷所致
水泥的水化熱是水泥固有的性質(zhì)，水化熱引起混凝土內(nèi)部溫度的升高，內(nèi)外產(chǎn)生溫差，溫差引起的應(yīng)力可使混凝土產(chǎn)生裂縫?；炷林械乃嘤昧吭酱?，總發(fā)熱量越大?；炷恋臏囟葧?huì)隨水泥用量的增加而提高，造成混凝土的收縮大，水化熱高，產(chǎn)生非受荷裂縫。特別是現(xiàn)在各地都普遍地使用商品混凝土，而商品混凝土為了保證其和易性和便于泵送，減小了粗骨料的粒徑和用量，增加了粉料的用量，增加了混凝土因溫差引起的裂縫。
6、鋼筋位置以及保護(hù)層的厚度出現(xiàn)偏差
鋼筋在樓板中承受著巨大的拉力，所以鋼筋的位置十分重要。如果鋼筋的位置不能控制好，就會(huì)導(dǎo)致樓板內(nèi)的鋼筋受不到力或者受力太大，甚至出現(xiàn)漏筋的現(xiàn)象，這都是在澆筑中需要注意的問(wèn)題。
7、建筑施工的荷載超過(guò)了實(shí)際設(shè)計(jì)的荷載
由于在施工的過(guò)程中，可能在樓板的局部堆放大量的工程物資，其重量太大樓板不能承受，或者因?yàn)槠涠逊盘^(guò)其中，樓板受力不均導(dǎo)致樓板局部下沉破裂，出現(xiàn)縫隙，同時(shí)，還應(yīng)盡力避免為搶工期而產(chǎn)生的樓板過(guò)早堆載問(wèn)題。所以在施工時(shí)一定要考慮到樓板的受力程度，在可以承受的范圍內(nèi)堆放。同時(shí)要注意堆放的技巧不要過(guò)于集中堆放，要不堆放在樓板跨度最大的中央，盡量堆放在墻角處，以減輕樓板受力。
8、澆筑后的養(yǎng)護(hù)不合理
我們知道現(xiàn)在建筑樓板澆筑后的養(yǎng)護(hù)方法已經(jīng)比較落后，這種老式的養(yǎng)護(hù)方法已經(jīng)不符合現(xiàn)代建筑的需要，所以探索改進(jìn)新的養(yǎng)護(hù)方法尤為重要。眾所周知混凝土的失水情況會(huì)影響到水泥的水化作用，如果在水泥的水化作用完成之前，失水太嚴(yán)重就會(huì)造成混凝土的結(jié)構(gòu)疏松形成干縮裂縫等導(dǎo)致樓板的滲水性過(guò)大。
三．鋼筋混凝土樓板裂縫防治措施
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)今建筑的主流結(jié)構(gòu)，其優(yōu)越性和科學(xué)性是十分明顯的。如果澆筑方法規(guī)范合理其縫隙的產(chǎn)生也是完全可以避免的。即使如果出現(xiàn)了縫隙，但是其有害程度也必須控制在一定的范圍之內(nèi)。其控制方法涉及到了設(shè)計(jì)的科學(xué)性、材料質(zhì)量、施工程序等各個(gè)方面。如何將裂縫控制在正常的范圍之內(nèi)。我們必須做到以下幾點(diǎn)：
嚴(yán)格遵照施工圖紙進(jìn)行施工
在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮各個(gè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。并且根據(jù)施工的經(jīng)驗(yàn)對(duì)一些部位作出增強(qiáng)構(gòu)造配筋等措施，使用細(xì)筋密配的原則，周全的考慮并作出慎重對(duì)策，來(lái)減輕縫隙的產(chǎn)生。
嚴(yán)格的按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行施工，包括材料的選用，施工的注意事項(xiàng)，以及需要特殊加固的部分要嚴(yán)格規(guī)范的執(zhí)行，因?yàn)閳D紙的設(shè)計(jì)只是理論上的。實(shí)際施工出現(xiàn)偏差一樣會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。
2、 嚴(yán)格控制上層鋼筋的正確位置
在現(xiàn)澆樓板施工中，上層鋼筋的準(zhǔn)確高度一直是施工中的一大難題，也是樓板支座裂縫和轉(zhuǎn)交裂縫得主要成因。主要有四個(gè)方面：鋼筋較細(xì)、人員踩踏、彎曲下墜造成變形；鋼筋網(wǎng)離模板有一定的高度，無(wú)法受到模板的依托和保護(hù)；各工種交叉作業(yè)，行走頻繁，無(wú)處落腳，難以避免踩踏；上層鋼筋網(wǎng)片支撐間距設(shè)置過(guò)大。宜在以下幾個(gè)方面進(jìn)行有效控制：①合理安排各工種的交叉作業(yè)時(shí)間，各工種完工后做到不留“尾巴”或少留“尾巴”。②在樓梯和主要通道處，鋪設(shè)簡(jiǎn)易通道供施工人員走動(dòng)。③做好職工班前技術(shù)交底，重視保護(hù)好上層鋼筋正確位置的重要性，行走時(shí)必須自覺(jué)沿鋼筋網(wǎng)中支撐點(diǎn)行走，支撐點(diǎn)設(shè)置要以人為本，間距應(yīng)控制在0.6m 左右，呈梅花形布置。④混凝土澆筑前，現(xiàn)場(chǎng)安排足夠數(shù)量的鋼筋工，在混凝土澆筑前和澆筑中及時(shí)進(jìn)行整修。⑤混凝土澆搗工在澆筑時(shí)應(yīng)鋪設(shè)活動(dòng)跳板以擴(kuò)大接觸面，盡量避免上層鋼筋網(wǎng)受到踩踏而發(fā)生變形，避免因混凝土保護(hù)層偏厚產(chǎn)生裂縫。⑥預(yù)埋管線(xiàn)處增設(shè)垂直于管線(xiàn)的短鋼筋網(wǎng)加強(qiáng)，管線(xiàn)在敷設(shè)時(shí)應(yīng)盡量避免立體交叉穿越，交叉穿越處應(yīng)采用線(xiàn)盒，同時(shí)在多根管線(xiàn)的集散處宜采用放射性分布，盡量避免緊密平行排列。
3、模板及其支撐使用規(guī)范
模板及其支撐應(yīng)通過(guò)精確的計(jì)算來(lái)確定其規(guī)格，不僅要能夠滿(mǎn)足強(qiáng)度要求還要能夠滿(mǎn)足變形的要求。其具體的有以下幾點(diǎn)需要我們注意：如位于回填土上的一系列支撐應(yīng)該首先將回填土夯實(shí)，再加墊上滿(mǎn)足厚度條件的墊板，以增大支撐物的受力面積；再如當(dāng)板跨大于等于4m時(shí)，中部最好有一定角度的拱起。
4、澆筑混凝土方法規(guī)范
在澆筑樓板時(shí)要充分?jǐn)囌窕炷?，但?shí)際不宜過(guò)長(zhǎng)，最好使用平板式振動(dòng)器來(lái)攪振。在振搗的過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格的攪振均勻和時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)表面均勻的溢出漿液為最佳。具體而言每一個(gè)位置連續(xù)振搗的時(shí)間一般在二十五秒到三十秒之間，不宜過(guò)長(zhǎng)的振搗。
5、混凝土養(yǎng)護(hù)十分重要，如果墻體和柱、梁的保溫養(yǎng)護(hù)不到位或養(yǎng)護(hù)時(shí)間過(guò)短，很容易產(chǎn)生收縮裂縫?；炷脸跄梆B(yǎng)護(hù)不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，引起失水收縮。此時(shí)骨料和水泥之間也產(chǎn)生不均勻的沉降變形，其收縮量可達(dá)1%左右。在混凝土表面上，特別是在抹壓不及時(shí)和養(yǎng)護(hù)不良的部位出現(xiàn)龜裂，寬度達(dá)1~2mm。
6、按規(guī)定處理后澆帶和施工縫按照設(shè)計(jì)的規(guī)定，必須把后澆帶及施工留下的縫隙留在受力較小的部位，這些部位相對(duì)的脆弱必須減少其受力。再之后澆部位澆筑時(shí)間間隔在六十天以上的應(yīng)該確保新舊混凝土能夠緊密連接。
7、認(rèn)真做好澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作
建筑工程完工交付使用之前，施工單位必須加強(qiáng)建筑物的管理和保養(yǎng)，避免溫差過(guò)大或者樓板過(guò)于干燥導(dǎo)致裂縫，所以必須根據(jù)施工環(huán)境做好覆蓋和保水工作，必要時(shí)還應(yīng)采取室內(nèi)噴水的方法解決。
四．結(jié)束語(yǔ)
鋼筋混凝土的裂縫在整個(gè)建筑行業(yè)中都是一個(gè)常見(jiàn)卻也比較難以克服的難題，但是只要我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工程序、材料選購(gòu)使用等發(fā)面嚴(yán)格按照規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，于此同時(shí)不斷加強(qiáng)監(jiān)督和管理養(yǎng)護(hù)力度，我們就可以做到縮減其產(chǎn)生的可能性的效果，有效地控制裂縫的產(chǎn)生及危害。
參考文獻(xiàn)：
[1]王欣 徐傳磊 鋼筋混凝土樓板裂縫成因分析及控制措施 [期刊論文] 《土木建筑學(xué)術(shù)文庫(kù)》 -2011年1期
[2]祝泉林 楊盈琴 某鋼筋混凝土樓板裂縫成因分析及控制措施 [期刊論文] 《江西水利科技》 -2004年z1期
[3]張盛旺 住宅工程鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓(屋)面板裂縫的成因及控制措施 [期刊論文] 《中國(guó)西部科技》 -2009年13期
[4]朱永平 混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫成因分析及控制措施 [期刊論文] 《科技與生活》 -2010年9期
[5]余國(guó)章 淺談鋼筋混凝土板裂縫成因分析及預(yù)防 [期刊論文] 《中華民居》 -2012年4期
關(guān)鍵詞：時(shí)間；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；抗力
1.引言
由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)價(jià)格相對(duì)低廉，它被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代土木工程中。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和鋼筋混凝土材料的研究對(duì)鋼筋混凝土強(qiáng)度與時(shí)間關(guān)系研究較少，尤其對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋與混凝土的粘結(jié)應(yīng)力隨時(shí)間變化的研究更少。近年來(lái)，隨著建筑設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的發(fā)展，才涉及了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗力與時(shí)間的關(guān)系。通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土柱的破壞概率的研究，表明低強(qiáng)度的鋼筋混凝土柱破壞概率低于偶然荷載作用下的破壞概率，這種方法已經(jīng)被運(yùn)用到隨時(shí)間而變化的破壞概率上。低強(qiáng)度的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)耐久性上的研究認(rèn)為這種作用加速了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性分析表明，不同因素作用影響鋼筋混凝結(jié)構(gòu)強(qiáng)度?；诨炷两Y(jié)構(gòu)的安全性，研究時(shí)間對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗力影響是必要的。
2.影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度因素
許多因素影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗力，如鋼筋的幾何尺寸、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境以及時(shí)間因素等影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗力。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗力的變化是的一個(gè)隨機(jī)函數(shù)過(guò)程或者說(shuō)是一系列材料和結(jié)構(gòu)變量的相互作用?，F(xiàn)在許多研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋斷裂、疲勞破壞的模型還沒(méi)有得到大家認(rèn)可，獲得相關(guān)鋼筋混凝土模型的實(shí)際方法是一種多因素理解方法。對(duì)于單一的因素許多結(jié)果只考慮到混凝土的碳化作用，碳化的厚度公式：
D（t）= K t（1）
式中D（t），K和t分別為厚度，速度系數(shù)與碳化的時(shí)間。
鋼筋混凝土碳化是混凝土合成物與空氣中二氧化碳緩慢中和反應(yīng)的過(guò)程。密實(shí)的混凝土在空氣中碳化需要花幾十年的時(shí)間，但是非密實(shí)混凝土碳化只要幾年的時(shí)間。若是混凝土合成物的含量較高，隨著碳化過(guò)程的進(jìn)行，混凝土的抗力就會(huì)下降。碳化作用會(huì)造成混凝土堿度下降及鋼筋的銹蝕，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層產(chǎn)生裂縫甚至脫落，降低鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗力下降。
近年的研究成果表明非碳化保護(hù)層15mm處的鋼筋腐蝕最嚴(yán)重，主要是因?yàn)榛炷帘Ｗo(hù)層上裂縫和較薄的表層加速了鋼筋腐蝕。當(dāng)鋼筋的應(yīng)力小于其屈服應(yīng)力時(shí)，鋼筋腐蝕較為緩慢，當(dāng)鋼筋的應(yīng)力超過(guò)其屈服應(yīng)力，鋼筋的腐蝕加速。鋼筋的銹蝕導(dǎo)致鋼筋的面積減小、粘結(jié)力破壞，從而引起結(jié)構(gòu)抗力下降。疲勞破壞分為固定疲勞破壞和隨機(jī)疲勞破壞，固定疲勞破壞是周期荷載作用，隨機(jī)疲勞破壞是任意荷載。當(dāng)結(jié)構(gòu)承擔(dān)活載時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在鋼筋腐蝕的情況下承擔(dān)活載，其極易發(fā)生疲勞破壞，也易造成結(jié)構(gòu)剛度下降及裂縫的擴(kuò)展。荷載的調(diào)幅可以使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗力降低。
3.時(shí)間對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗力的影響
3.1時(shí)間對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗力影響解析公式
時(shí)間對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗力影響是屬于該情況結(jié)構(gòu)的隨機(jī)變量是彼此相互獨(dú)立的，以隨機(jī)時(shí)間相依函數(shù)為特征的鋼筋混凝土可以用下面公式來(lái)表示：
計(jì)算結(jié)果表明，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗力隨著時(shí)間增加而減小。這對(duì)于校核鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性不可忽略。
4.結(jié)論
通過(guò)對(duì)影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗力因素的分析，可以得到以下結(jié)論：
（1）混凝土碳化、鋼筋的腐蝕影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗力。
（2）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗力隨時(shí)間的增加而減小，這對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)，安全性評(píng)估提供理論參考。
（3）針對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗力隨著時(shí)間的變化，建議采用解析方法進(jìn)行分析。（作者單位：1.江西建工集團(tuán)有限公司；2.綠地房地產(chǎn)集團(tuán)有限公司）
參考文獻(xiàn)：
[1] 曾志興；吳曉斌；；鋼纖維陶?；炷撂蓟罅W(xué)性能試驗(yàn)研究[J]；工業(yè)建筑；2009年01期
[2] 曹大富；富立志；；凍融環(huán)境下普通混凝土力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[J]；混凝土；2010年10期
[3] 牛荻濤，王慶霖；一般大氣環(huán)境下混凝土強(qiáng)度經(jīng)時(shí)變化模型[J]；工業(yè)建筑；1995年06期
[4] 曹雙寅；朱伯龍；；受腐蝕混凝土和鋼筋混凝土的性能[J]；同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)；1990年02期
[5] 徐乃欣；腐蝕控制最近25年的發(fā)展――美國(guó)腐蝕專(zhuān)家的回顧[J]；腐蝕與防護(hù)；2000年06期
關(guān)鍵詞：翼墻；鋼管混凝土；Abaqus有限元；加固
0引言
近年來(lái)，我國(guó)頻繁發(fā)生地震災(zāi)害，比如2008年，汶川大地震；2010年，青海玉樹(shù)大地震；2013年，四川的蘆山縣大地震；2014年，新疆省于田大地震，我們對(duì)現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能提出了更高的要求。很多建筑物和構(gòu)筑物在我們的長(zhǎng)期使用中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，如承載力不足、地基沉降、出現(xiàn)裂縫等[1]。為了能夠正常使用，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重的損害，給人們帶來(lái)財(cái)產(chǎn)、精神和生命上的危害，應(yīng)該對(duì)建筑物及時(shí)的進(jìn)行可靠度鑒定，并采取相應(yīng)的措施對(duì)建筑物進(jìn)行加固維修。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)加固的方法主要包括：外包鋼法、粘貼纖維復(fù)合材料加固法、粘鋼加固法、增大截面法、增設(shè)翼墻加固等[2]。本文將通過(guò)Abaqus非線(xiàn)性有限元模擬來(lái)探究鋼管混凝土翼墻的受力性能。
1構(gòu)件尺寸及模型建立
1.1構(gòu)件的尺寸
本文模擬中選取如下的模型作為研究對(duì)象：混凝土柱尺寸500×500mm，柱高1.8m，縱向鋼筋12B16，箍筋B8@ 200mm，底端加密箍筋B8@100mm（B為鋼筋直徑），兩側(cè)的翼墻為鋼管混凝土翼墻，用鋼套箍將鋼管混凝土翼墻的端部與鋼筋混凝土柱固結(jié)在一起，其它部位沒(méi)有連接，鋼套箍為高度300mm，厚度為5mm。其中的一個(gè)構(gòu)件的截面如圖1.1所示。
圖1.1 構(gòu)件的截面尺寸
有限元數(shù)值模擬分別以鋼管的厚度為參變量，對(duì)不同組的構(gòu)件分別進(jìn)行低周反復(fù)荷載作用下的模擬。其中L表示鋼筋混凝土柱的長(zhǎng)，B表示鋼筋混凝土柱的寬；l表示鋼管混凝土翼墻的長(zhǎng)度，b表示鋼管混凝土翼墻的厚度；n表示軸壓比；t表示鋼管的厚度。構(gòu)件尺寸如表1.1。
表1.1 鋼管混凝土翼墻加固構(gòu)件模擬試件表
試件編號(hào) L（mm） ×B（mm） l（mm） ×b（mm） n t（mm）
JGZ-1 500×500 300×200 0.5 3
JGZ-2 500×500 300×200 0.5 5
JGZ-3 500×500 300×200 0.5 7
1.2模型的建立
運(yùn)用創(chuàng)建部命令件創(chuàng)建混凝土柱、混凝土翼墻、鋼管、縱筋和箍筋各部件，其中混凝土柱、 混凝翼墻和鋼管為實(shí)體單元，而縱筋和箍筋為桁架單元。如圖1.2所示。
圖1.2 模型建立
2不同試件的有限元分析
2.1試件的滯回曲線(xiàn)
在軸壓比0.5時(shí)，翼墻中鋼管的厚度為3mm、5mm、7mm的鋼管混凝土翼墻加固柱的構(gòu)件滯回曲線(xiàn)如圖2.1所示。
圖2.1 JGZ-1、JGZ-2、JGZ-3滯回曲線(xiàn)
從圖2.1能夠看出，在這組模擬中任何一個(gè)滯回曲線(xiàn)形狀都表現(xiàn)為比較飽滿(mǎn)的梭形，這反映了鋼管混凝土翼墻加固鋼筋混凝土柱具有良好的耗能能力以及抗震性能[3]。
從這組的滯回曲線(xiàn)可以看出，鋼管厚度t=7mm的加固構(gòu)件的滯回曲線(xiàn)的峰值最大，t=3mm的加固構(gòu)件滯回曲線(xiàn)峰值最小，說(shuō)明鋼管厚度越大鋼管混凝土翼墻加固柱的極限承載力越大。隨著加載的繼續(xù)進(jìn)行，滯回曲環(huán)的峰值出現(xiàn)了下降，不同鋼管厚度下降的趨勢(shì)也不同，鋼管厚度為3mm的加固柱下降趨勢(shì)比鋼管厚度為7mm的加固柱下降趨勢(shì)大，說(shuō)明隨著鋼管厚度的增大鋼管混凝土翼墻加固柱的延性增加[4]。
2.2試件的骨架曲線(xiàn)
在軸壓比為0.5時(shí)，翼墻中鋼管厚度為3mm、5mm、7mm的鋼管混凝土翼墻加固柱的構(gòu)件骨架曲線(xiàn)如下圖2.2所示。
圖2.2JGZ-1、JGZ-2、JGZ-3骨架曲線(xiàn)
從圖2.2可以看出，鋼管混凝土翼墻中鋼管厚度為7mm時(shí)加固構(gòu)件的極限承載力值最大，鋼管厚度為5mm次之，鋼管厚度為3mm最小，說(shuō)明了隨著鋼管厚度的增加鋼管混凝土翼墻加固柱的極限承載力增大。
在骨架曲線(xiàn)的前期彈性階段，鋼管厚度為7mm的鋼管混凝土翼墻加固的鋼筋混凝土柱的斜率最大，說(shuō)明隨著鋼管厚度的增加構(gòu)件的彈性階段的剛度增大，加載后期骨架曲線(xiàn)均有一段保持水平，表現(xiàn)出鋼管混凝土翼墻加固柱具有良好的塑性性能；隨著荷載繼續(xù)加載，骨架曲線(xiàn)出現(xiàn)下降趨勢(shì)，說(shuō)明鋼管混凝土加固鋼筋混凝土柱的延性降低；鋼管厚度為3mm的加固構(gòu)件下降趨勢(shì)大于鋼管厚度為7mm的加固構(gòu)件，說(shuō)明了鋼管厚度越大加固構(gòu)件的延性越好[5]。
3結(jié)論
利用有限元軟件ABAQUS以鋼管厚度為參數(shù)建立的3個(gè)鋼管混凝土翼墻加固鋼筋混凝土柱模型，并進(jìn)行了模擬分析，從提取的滯回曲線(xiàn)和骨架曲線(xiàn)上可以看出，鋼管混凝土翼墻加固柱均具有較好的耗能能力及抗震性能。鋼管厚度增加則構(gòu)件的極限承載力增大，剛度增大，耗能能力良好。由于篇幅有限有些參變量沒(méi)有考慮進(jìn)來(lái)，在以后的研究中將重點(diǎn)關(guān)注。
參考文獻(xiàn)
[1] 魏闖.增設(shè)翼墻加固功能混凝土柱受力性能研究[D]沈陽(yáng)建筑大學(xué)碩士論文，2011
[2] 柳炳康，吳勝興，周安.工程結(jié)構(gòu)鑒定與加固[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008
[3] 張心令，王財(cái)全，劉潔平. 翼墻加固方法對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響分析[J].土木工程學(xué)報(bào)，2012
[4] 景悅.方鋼管混凝土軸壓短柱非線(xiàn)性有限元分析[D].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文，2008