淺談鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂縫控制

1、<p>　　淺談鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂縫控制</p><p>　　【摘要】在施工過程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的表面常會出現(xiàn)各種各樣病害，其中混凝土裂縫可以說是很普遍也是很嚴重的一種結(jié)構(gòu)性病害。本文針對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂縫控制進行了探討。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】剛勁 混凝土 設(shè)計 裂縫 </p><p>　　中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

2、 </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在目前的工業(yè)與民用建筑中占有重要的地位。但由于混凝土這種材料的特性, 以及設(shè)計和施工中某些措施的不當(dāng), 產(chǎn)生裂縫也相當(dāng)普遍, 特別是最近幾年, 日益增加的混凝土裂縫已引起諸多業(yè)主和用戶的不滿及投訴。 </p><p>　　一、裂縫對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造成的危害 <

3、;/p><p>　　1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受力重新分配 </p><p>　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)正常使用時，鋼筋抵抗拉力，混凝土則抵抗壓力，當(dāng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開裂之后，裂縫處的鋼筋與混凝土錨固失效，鋼筋的應(yīng)力變化極大，混凝土由整體變?yōu)槠扑榈母鞑糠?，上部混凝土受壓區(qū)高度相對變小，壓應(yīng)力也急劇增長。 </p><p>　　2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗剪能力下降 </p>&l

4、t;p>　　當(dāng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開裂之后，混凝土由一個整體被分為各支離破碎的部分，混凝土的各個截面不再完整，使得起到抗剪作用的凈截面面積減小，整體的抗剪能力大幅度下降。 </p><p>　　3、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的剛度減小 </p><p>　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開裂比較嚴重時，裂縫截面處的中性軸上移，結(jié)構(gòu)的變形加大，剛度減小，整體撓度隨著裂縫的發(fā)展而激增。 </p><p

5、>　　4、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞度下降 </p><p>　　裂縫的出現(xiàn)不但降低了結(jié)構(gòu)的整體剛度，還使得鋼筋及混凝土長時間處于高應(yīng)力拉壓狀態(tài)，降低了它們的疲勞壽命，從而降低了整體結(jié)構(gòu)的疲勞度。 </p><p>　　5、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度降低 </p><p>　　裂縫的出現(xiàn)致使結(jié)構(gòu)中的鋼筋外露，空氣及水分中有腐蝕作用的成分侵入混凝土內(nèi)部，引起鋼筋銹蝕及混凝土

6、質(zhì)變，導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)強度逐漸降低，強度的降低又會加大裂縫的擴展，最終造成結(jié)構(gòu)的受力性能進一步惡化，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性及使用性能嚴重下降。 </p><p>　　二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因 </p><p><b>　　1、材料因素 </b></p><p>　　粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大; 集料顆粒級配不良容易增大混凝土收縮，使

7、混凝土產(chǎn)生裂縫。骨料粒徑越細、針片含量越大，混凝土用灰量、用水量增多，收縮量增大。混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴重增加混凝土收縮。水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。水泥等級及混凝土強度等級原因: 水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大。 </p><p><b>　　2、施工因素 </b></

8、p><p>　　混凝土是一種人造混合材料，其質(zhì)量好壞的一個重要標志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接成因。水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因。模板構(gòu)造不當(dāng)，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成混凝土開裂。施工過程中，鋼筋表面污染，混凝土保護層太小或太大，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等

9、都可能引起裂縫。混凝土養(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切。早期表面干燥或早期內(nèi)外溫差較大更容易產(chǎn)生裂縫。避免在極端天氣條件下施工，可以減少砼結(jié)構(gòu)的開裂情況。 </p><p><b>　　3、設(shè)計因素 </b></p><p>　　設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開洞、留槽引起應(yīng)力集中，構(gòu)造處理不當(dāng)，所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫。設(shè)計中對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫( 偏心、

10、應(yīng)力過大等) 。設(shè)計中構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗等引起構(gòu)件裂縫( 如墻板、樓板) 。設(shè)計中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。設(shè)計中采用的混凝土等級過高，造成用灰量過大，對收縮不利。各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩厝菀讓?dǎo)致砼開裂。 </p><p>　　三、具體結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫控制 </p><p><b>　　1、基礎(chǔ)裂縫控制 </b></p><p>　　基礎(chǔ)

11、的混凝土強度等級宜按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》采用; 第3.4.1條規(guī)定了一般基礎(chǔ)的環(huán)境類別為二a或者二b類, 第3.4.2條規(guī)定了最低混凝土強度等級: 二a類為C25, 二b類為C30。保證基礎(chǔ)的最小配筋率, 根據(jù)基礎(chǔ)形式的不同, 按照相應(yīng)的規(guī)范要求。但任何基礎(chǔ)的受力鋼筋都不小于A10@200, 分布鋼筋不小于A8@200?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第10.1.11條規(guī)定: 當(dāng)板厚大于2 m時, 除在板的頂面、底面布置縱橫鋼筋以外, 尚宜在板

12、厚方向設(shè)置與板面平行的構(gòu)造鋼筋網(wǎng)片, 間距不超過1m, 直徑不小于12 mm, 縱橫方向的鋼筋間距不大于200mm。這樣做不僅可以減少大體積混凝土溫度收縮產(chǎn)生的應(yīng)力影響, 同時也有利于提高構(gòu)件的抗剪承載力。地下室外墻迎水面的混凝土保護層厚度應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第9.2.1 條規(guī)定最小厚度為20 mm, 而不應(yīng)該人為的加厚保護層。若堅持要加大保護層厚度, 大于50 mm的時候, 應(yīng)按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第9.2.4條的規(guī)定, 對

13、保護層應(yīng)采取有效的防裂構(gòu)造措施。通常是在混凝土保護層中離構(gòu)件表面一定距離處全面增配由細鋼筋制成的鋼筋網(wǎng)片。雖然《建筑</p><p>　　2、梁、柱的裂縫控制 </p><p>　　控制保護層厚度, 當(dāng)梁柱的保護層厚度超過50 mm時,按照《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范》9.2.4, 應(yīng)對保護層采取有效的防裂構(gòu)造措施, 或者按擴大的柱截面配置縱向鋼筋和箍筋。當(dāng)梁高≥450 mm時, 因為梁截面的增大

14、, 有可能在梁側(cè)產(chǎn)生垂直于梁軸線的收縮裂縫, 因此應(yīng)在梁側(cè)根據(jù)最小配筋率配置縱向鋼筋, 按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》10.2.16條, 在梁的兩個側(cè)面沿高度配置縱向構(gòu)造鋼筋, 每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋的截面面積不應(yīng)小于梁腹板截面面積的0.1% , 且間距不宜大于200 mm。當(dāng)梁需要進行疲勞驗算的時候, 為防止由于反復(fù)的水平力致使梁下部腹板產(chǎn)生裂縫, 梁下部1 /2梁高范圍的腹板內(nèi), 沿兩側(cè)縱向設(shè)置構(gòu)造鋼筋間距100 mm～150 mm。在主次梁

15、交接處或者有集中荷載的部分應(yīng)設(shè)置附加鋼筋, 因為當(dāng)集中荷載在梁高范圍內(nèi)或者梁下部傳入時, 集中荷載影響區(qū)下部混凝土有可能出現(xiàn)拉脫, 且由于間接的加載導(dǎo)致梁的斜截面受剪承載力降低。附加橫向鋼筋宜優(yōu)先選用箍筋, 對于防止梁側(cè)斜裂縫效果較好。 </p><p><b>　　3、板的裂縫控制 </b></p><p>　　由于樓(屋) 面板的邊界約束條件較復(fù)雜, 且混凝土收縮

16、應(yīng)力和溫度應(yīng)力較精確的理論計算至今未完全解決,而在實際的施工過程中, 由于各種原因, 無法使板處于設(shè)計時的理想狀態(tài), 因此在工程設(shè)計實踐中, 只能從設(shè)計概念和構(gòu)造措施上對其進行控制, 實踐表明, 采取適當(dāng)?shù)拇胧┖? 現(xiàn)澆樓板的裂縫是可以得到一定的控制的。由于混凝土收縮和溫度變化是引起裂縫的主要原因,因此設(shè)置溫度收縮鋼筋有利于減少這類裂縫。因為板中已配的受力鋼筋和分布鋼筋也可以抵抗溫度和收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力, 所以溫度鋼筋應(yīng)主要在未配置鋼筋的

17、部位和配筋數(shù)量不足的部位沿溫度、收縮應(yīng)力的主要受力方向布置溫度收縮鋼筋。但是由于無法精確的對這兩種作用產(chǎn)生的應(yīng)力進行計算。因此應(yīng)按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第10.1.9條規(guī)定的原則和最低數(shù)量進行配置。 </p><p><b>　　結(jié)論 </b></p><p>　　通過對裂縫產(chǎn)生的機理分析可知，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生是各種因素共同作用的結(jié)果。我們應(yīng)認真分析鋼筋混凝

18、土結(jié)構(gòu)開裂機理，根據(jù)不同情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施，盡可能對裂縫的擴展進行有效控制，以保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的耐久性及安全性。 </p><p><b>　　【參考文獻】 </b></p><p>　　[1] 李洋. 淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫[ J ] . 應(yīng)用技術(shù), 2010( 04) </p><p>　　[2]張雄. 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫防治技術(shù)[ M]