混凝土和钢筋用量

2024-08-07

混凝土和钢筋用量(精选5篇)

混凝土和钢筋用量 篇1

对单跨高层框架结构的应用, 国家现行GB 50011—2010建筑抗震设计规范虽然进行了限制, 但对丙类建筑要求还是有所放松, 并且在实际工程应用中, 尤其是在工业建筑中, 该类结构还是有大量的应用, 比如, 冶金行业转炉炼钢工程中的散装上料转运站。工业建筑需服务于工艺布置, 其建筑形式、结构布置往往受场地空间、工艺立体空间、设备空间等的限制。为满足工艺需要, 各种超常规的建筑在工业设计中比较常见。单跨高层框架结构以其占地面积小、能提供高层应用空间、施工简便等优点, 在工业设计中还是有大量应用。

本文选取相同高度、跨度、层高的单跨高层钢框架 (带支撑) 和混凝土框架, 在相同风荷载、地震荷载、屋面及楼面荷载情况下, 进行计算。在满足相同的位移控制指标的情况下, 分别比较二者材料用量和造价。

1 工程概况

所选工程实例为冶金行业转炉炼钢工程中的散装上料转运站。转运站是皮带运输的中转站, 该转运站高度为24 m, 层高4 m, 共6层, 跨度为8 m。转运站最高层放置皮带机机尾, 第5层放置皮带机机头, 这两层为工艺设备层, 用墙围护。其余楼层为结构层, 不进行墙面围护。假定抗震设防烈度分别为7度和8度, 设计基本地震加速度值分别为0.10g和0.20g, 设计地震分组均为第三组, 场地类别均为Ⅱ类, 抗震设防类别均为丙类。假定基本风压分别为0.35 k Pa和0.55 k Pa。基本雪压为0.40 k Pa。设备层楼面恒载为5 k Pa (不包括楼板自重) 、活载为4 k Pa, 屋面恒载为4 k Pa (不包括楼板自重) 、活载为0.5 k Pa。结构材质分别采用Q235B级钢及C30钢筋混凝土。

根据国家现行规范JGJ 3—2010高层建筑混凝土结构技术规程, 水平荷载作用下框架结构楼层层间最大位移与层高之比不宜大于1/550。单跨高层框架转运站由于水平刚度小, 若仅满足上述规定, 并不能很好满足使用要求。根据已有工程经验, 类似单跨高层框架转运站, 水平荷载 (包括风荷载和地震荷载) 作用下最高点水平位移与建筑高度之比控制在1/700时, 在风荷载、设备荷载作用下, 人在最高层能明显感觉到建筑的晃动, 给人以相当大的不安全感。在一些高宽比超限的单跨钢筋混凝土框架转运站中, 甚至人为产生的荷载 (比如撬动设备产生的荷载) 也会使建筑产生可感知的晃动。综合相关工程经验, 水平荷载中风荷载起控制作用时, 将单跨高层框架转运站最高点水平位移与建筑高度之比控制在1/1 200较为合适;若地震荷载起控制作用, 当地震烈度为7度 (0.1g) 及其以下烈度时, 上述指标控制在1/1 200较为合适, 当地震烈度为7度 (0.15g) 及其以上烈度时, 上述指标控制在1/800较为合适。此时, 结构有较大的水平刚度, 能满足设备以及现场操作的要求。

由于高层转运站只有最高两层有设备, 其余各层荷载很小, 风荷载及地震荷载起控制作用。根据以往工程经验, 钢筋混凝土单跨高层框架结构位移参数 (最高点水平位移与建筑高度之比) 往往起控制作用;钢框架—中心支撑单跨高层结构中高宽比在接近规范限值的情况下, 上述结构位移参数往往也起控制作用。在满足基本的力学及构造控制参数的基础上, 将最高点水平位移与建筑高度之比作为一项重要的控制参数。

钢筋混凝土材质转运站采用框架结构, 设备层楼板厚120 mm, 结构层板厚80 mm, 楼板结构采用主次梁形式。设备层采用240 mm厚加气混凝土砌块围护, 其余各层开敞。由于混凝土框架—支撑形式不常采用, 且混凝土支撑施工不便, 故而不采用此种结构。

钢结构转运站采用框架—中心支撑结构, 设备层采用钢筋混凝土楼板, 板厚120 mm, 结构层仅设置四周主梁, 不设次梁和楼板。设备层采用C型钢墙梁、0.8 mm压型钢板围护, 其余各层开敞。

2 结构计算

分别对上述钢结构及钢筋混凝土结构转运站在不同荷载状况下模型进行计算, 框架结构及构件在满足基本力学、构造要求的基础上, 尽量优化构件尺寸, 体现结构的经济性。计算采用PKPM软件, 在构件截面优化的过程中要反复试算, 梁、柱、支撑截面优化要相互协调, 使它们刚度相互适应, 以达到最优结果。计算结果列于表1~表4。其中位移指标为水平荷载作用下最高点水平位移与建筑高度之比。

3 结语

通过对钢结构及钢筋混凝土结构单跨高层转运站在不同荷载状况下模型进行计算, 并对构件截面进行优化, 可以得到如下结论:

1) 单跨高层框架结构抵抗水平荷载的刚度往往较小, 这就使得结构对水平荷载的响应较为敏感, 设备及人为操作产生的水平荷载往往使结构产生可感知的位移或晃动。为使结构产生较大的水平刚度, 水平荷载作用下最高点水平位移与建筑高度之比需要进行较为严格的控制。综合相关工程经验, 水平荷载中风荷载起控制作用时, 将单跨高层框架转运站最高点水平位移与建筑高度之比控制在1/1 200较为合适;若地震荷载起控制作用, 当地震设防烈度为7度 (0.1g) 及其以下烈度时, 上述指标控制在1/1 200较为合适, 当地震设防烈度为7度 (0.15g) 及其以上烈度时, 上述指标控制在1/800较为合适。

其中, 钢转运站由于自重较小且水平刚度相对较大, 在本实例中上述位移指标并不起控制作用, 起控制作用的是力学、构造参数。为使结构有足够的刚度, 在满足力学、构造控制参数的基础上, 应使上述位移指标控制在不小于1/1 200。

混凝土转运站自重较大使其水平刚度相对较小, 在本实例中上述位移指标起控制作用。水平作用中, 地震作用起控制作用, 地震设防烈度越高, 地震作用越明显。

2) 地震烈度对混凝土结构的影响比钢结构更明显, 钢结构因为自身的材料性能以及较小的自重比混凝土结构有更好的抗震性能。钢结构单跨高层转运站比混凝土单跨高层转运站更适合高地震设防烈度即不小于7度 (0.15g) 的情况。

3) 在低地震设防烈度即不高于7度 (0.10g) 情况下, 对单跨高层框架结构转运站, 混凝土结构比钢结构有更好的经济性, 但高地震设防烈度情况下, 钢结构比混凝土结构有更好的经济性。

4) 综合以上结论可以看出, 高地震设防烈度即不小于7度 (0.15g) 情况下, 单跨高层框架结构转运站宜采用钢结构;低地震设防烈度即不大于7度 (0.10g) 情况下, 单跨高层框架结构转运站宜采用钢结构, 也可采用钢筋混凝土结构, 但在高宽比较大的情况下宜采用钢结构。

参考文献

[1]包头钢铁设计研究总院.钢结构设计与计算[M].第2版.北京:机械工业出版社, 2006.

[2]GB 50017—2003, 钢结构设计规范[S].

[3]GB 50011—2010, 建筑抗震设计规范[S].

[4]曲伟伟.型钢混凝土框架结构的研究进展[J].山西建筑, 2014, 40 (34) :44-46.

[5]JGJ 3—2010, 高层建筑混凝土结构技术规程[S].

混凝土和钢筋用量 篇2

(1)混凝土浇筑要求

①浇筑混凝土时为避免发生离析现象,混凝土自高处倾落的自由高度(称自由下落高度)不应超过2m,自由下落高度较大时,应使用溜槽或串筒,以防止混凝土产生离析。溜槽一般用木板制作,表面包铁皮,使用时其水平倾角不宜超过30°。串筒用薄钢板制成,每节筒长700mm左右,用钩环连接,筒内设有缓冲挡板。

②为了使混凝土能够振捣密实,浇筑时应分层浇筑、振捣,并在下层混凝土初凝之前,将上层混凝土浇筑并振捣完毕。如果在下层混凝土已经初凝以后,再浇筑上面一层混凝土,在振捣上层混凝土时,下层混凝土由于受振动,已凝结的混凝土结构就会遭到破坏。

③竖向结构(墙、柱等)浇筑混凝土前,底部应先填50~lOOmm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆。砂浆应用铁铲入模,不应用料斗直接倒入模内。浇筑墙体洞口时,要使洞口两侧混凝土高度大体一致。振捣时,振动棒应距洞边300mm以上,并从两侧同时振捣,以防止洞口变形。大洞口下部模板应开口并补充振捣。浇筑时不得发生离析现象。当浇筑高度超过3m时,应采用串筒、溜槽或振动串筒下落。

④在一般情况下,梁和板的混凝土应同时浇筑。较大尺寸的梁(梁的高度大于lm)、拱和类似的结构,可单独浇筑。在浇筑与柱和墙连成整体的梁和板时,应在柱和墙浇筑完毕后停歇1~1.5h,使其获得初步沉实后,再继续浇筑梁和板。

⑤由于技术上或组织上的原因,混凝土不能连续浇筑完毕。如中间间歇时间超过了混凝土的初凝时间,在这种情况下应留置施工缝。施工缝的位置应在混凝土浇筑之前确定,宜留在结构受剪力较小且便于施工的部位。柱应留水平缝,梁、板应留垂直缝。柱宜留置在基础的顶面、梁或吊车梁牛腿的下面、吊车梁的上面、无梁楼板柱帽的下面;和板连成整体的大截面梁,留置在板底面以上20~30mm处。当板下有梁托时,留在梁托下部,单向板,留置在乎行于板的短边的任何位置;有主次梁的楼板,宜顺着次梁方向浇筑,施工缝应留置在次梁跨度的中间1/3的范围内。墙留置在门洞口过梁跨中1/3范围内,也可留在纵横墙的交接处;双向受力楼板、大体积混凝土结构、拱、薄壳、蓄水池、斗仓、多层钢架及其他结构复杂的工程,施工缝的位置应按设计要求留置。在浇筑混凝土前,施工缝处宜先铺水泥浆或与混凝土成分相同的水泥砂浆一层。浇筑时混凝土应细致捣实,使新旧混凝土紧密结合。后浇带是为在现浇钢筋混凝土结构施工过程中,克服由于温度、收缩而可能产生有害裂缝而设置的临时施工缝,该缝需根据设计要求保留一段时间后再浇筑,将整个结构连成整体。后浇带的设置距离,应考虑在有效降低温差和收缩应力的条件下,通过计算来获得。在正常的施工条件下,有关规范对此的规定是,如混凝土置于室内和土中则为30m;如在露天,则为20m。后浇带在浇筑混凝土前,必须将整个混凝土表面按照施工缝的要求进行处理。填充后浇带混凝土可采用微膨胀或无收缩水泥,也可采用普通水泥加入相应的外加剂拌制,但必须要求填筑混凝土的强度等级比原结构强度提高一级,并保持至少15d的湿润养护。浇筑混凝土时,应经常观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况。当发现有变形、移位时,应立即停止浇筑,并应在已浇筑的混凝土凝结前修整完好。在浇筑混凝土时,应填写施工记录。(2)养护方法

混凝土的凝结硬化是水泥水化作用的结果,而水泥的水化作用只有在适当的温度和湿度条件下才能顺利进行。混凝土的养护,就是创造一个具有适合的温度和湿度的环境,使混凝土凝结硬化,逐渐达到设计要求的强度。混凝土的养护方法很多,最常用的是对混凝土试块的标准条件下的养护,对预制构件的蒸汽养护,对一般现浇钢筋混凝土结构的自然养护等。①自然养护是在常温下(平均气温不低于5℃)用适当的材料(如草帘)覆盖混凝土,并适当浇水,使混凝土在规定的时间内保持足够的湿润状态。混凝土的自然养护应符合下列规定:在混凝土浇筑完毕后,应在12h以内加以覆盖和浇水;混凝土的浇水养护日期:硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得少于7d;掺用缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土,不得少于14d;浇水次数应能保持混凝土具有足够的润湿状态为准。养护初期,水泥水化作用进行较快,需水也较多,浇水次数要多;气温高时,也应增加浇水次数;养护用水的水质与拌制用水相同。

②蒸汽养护是将构件放在充有饱和蒸汽或蒸汽空气混合物的养护室内,在较高的温度和相对湿度的环境中进行养护,以加快混凝土的硬化。蒸汽养护制度包括:养护阶段的划分,静停时间,升、降温速度,恒温养护温度与时间,养护室相对湿度等。常压蒸汽养护过程分为四个阶段:静停阶段、升温阶段、恒温阶段及降温阶段。静停时间一般为2~6h,以防止构件表面产生裂缝和疏松现象。升温温度不宜过快,以免由于构件表面和内部产生过大温差而出现裂缝。恒温养护阶段应保持90%~100%的相对湿度,恒温养护温度不得大于95℃。恒温养护时间一般为3~8h。降温速度不得超过10℃/h,构件出池后,其表面温度与外界温差不得大于20℃。

③对大面积结构可采用蓄水养护和塑料薄膜养护。塑料薄膜养护是将塑料溶液喷涂在已凝结的混凝土表面上,挥发后,形成一层薄膜,使混凝土表面与空气隔绝,混凝土中的水分不再蒸发,内部保持湿润状态。

8.大体积混凝土的施工工艺和技术要求(1)大体积混凝土浇筑方案

大体积混凝土浇筑时,为保证结构的整体性和施工的连续性,采用分层浇筑时,应保证在下层混凝土初凝前将上层混凝土浇筑完毕。一般有三种浇筑方案。①全面分层

在整个模板内,将结构分成若干个厚度相等的浇筑层,浇筑区的面积即为基础平面面积。浇筑混凝土时从短边开始,沿长边方向进行浇筑,要求在逐层浇筑过程中,第二层混凝土要在第一层混凝土初凝前浇筑完毕。全面分层方案一般适于平面尺寸不大的结构。②分段分层

当采用全面分层方案时浇筑强度很大,现场混凝土搅拌机、运输和振捣设备均不能满足施工要求,可采用分段分层方案。浇筑混凝土时结构沿长边方向分成若干段,浇筑工作从底层开始,当第一层混凝土浇筑一段长度后,便回头浇筑第二层,当第二层浇筑一段长度后,回头浇筑第三层,如此向前呈阶梯形推进。分段分层方案适于结构厚度不大而面积或长度较大时采用。③斜面分层

采用斜面分层方案时,混凝土一次浇筑到顶,由于混凝土自然流淌而形成斜面。混凝土振捣工作从浇筑层下端开始逐渐上移。斜面分层方案多用于长度较大的结构。(2)大体积混凝土的振捣

混凝土振捣应采用振捣棒振捣。振捣棒操作,要做到‘快插慢拔”。在振捣过程中,宜将振动棒上下略有抽动,以便上下均匀振动。分层连续浇筑时,振捣棒应插入下层50mm,以消除两层间的接缝。每点振捣时间一般以lO~30s为宜,还应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为宜。

在振动界线以前对混凝土进行二次振捣,排除混凝土因泌水在粗集料、水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高混凝土与钢筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出现的裂缝,减少内部微裂,增加混凝土密实度,使混凝土的抗压强度提高,从而提高抗裂性。(3)大体积混凝土的养护

①养护方法。大体积混凝土的养护方法,分为保温法和保湿法两种。②养护时间。为了确保新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件,防止在早期由于干缩而产生裂缝,大体积混凝土浇筑完毕后,应在12h内加以覆盖浇水。普通硅酸盐水泥拌制的混凝土养护时间不得少于14d;矿渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土养护时间不得少于21d。

(4)在施工中为避免大体积混凝土由于温度应力作用而产生裂缝,可采取以下技术措施: ①优先选用低水化热的矿渣水泥拌制混凝土,并适当使用缓凝减水剂。②在保证混凝土设计强度等级前提下,适当降低水灰比,减少水泥用量。

③降低混凝土的入模温度,控制混凝土内外的温差(当设计无要求时,控制在25°C以内)。如降低拌合水温度(拌合水中加冰屑或用地下水);骨料用水冲洗降温,避免暴晒。④及时对混疑土覆盖保温、保湿材料。

混凝土和钢筋用量 篇3

关键词 高层建筑;钢筋混凝土;梁式转换层;连接;安装

1 钢筋翻样与下料

转换大梁的含钢量大,主筋长,布置密,在两梁相交的柱节点区上下共有几十层上百根主筋在此"相聚",加上腰筋、柱筋等,主筋还须弯起锚固,众筋"抢位"现象十分突出。任何一根主筋的就位错误。均会造成大量的返工。因此,准确地翻样和下料是钢筋顺利施工的前提。

1.1 钢筋翻样前必须弄清设计意图。审核、熟悉设计文件及有关说明;掌握现行规范的有关规定。翻样时要结合实际并考虑方便施工。

1.2 一般设计转换大梁的主筋在柱节点区均弯起锚固,施工难度大。可与设计单位协商解决,如:大梁的最上一排面筋向下弯并锚固至底筋以上;底筋的最下一排主筋尽量靠柱边上弯25d,其余主筋全部取销弯锚,负筋亦不起弯,均伸至弯起筋即可(柱截面大,锚固长度满足要求)。

1.3 梁上部的主筋接头要求设置在跨中1/3跨长内,下部主筋接头要求设在靠近支座1/3跨长内。

1.4 为方便钢筋的安装就位,满足上述规范要求,必须对所有梁主筋按就位顺序进行编号。

1.5 梁箍筋大,下料时要注意对焊接头位置,避免接头出现在箍筋的弯折处。

2 各部位钢筋连接方式

转换层中钢筋的种类繁多,不同位置钢筋受力情况也不尽相同,因此,各部位应综合受力情况、施工难度、经济效益等采用不同的连接方式。

2.1 转换层大梁的主筋是转换层中最重要的受力单元,应采用最可靠且对钢筋无损害的连接方式,通常采用冷挤压连接法。

2.2 转换层柱钢筋、剪力墙竖向分布筋宜采用电渣压力焊。

2.3 转换层主梁腰筋及箍筋、联系梁主筋、板钢筋一般采用闪光焊接。

2.4 其他受力较次要部位,如联系梁架力筋及箍筋可采用绑扎连接。

3 钢筋支撑架的搭设

在钢筋成型及绑扎施工过程中,由于钢筋特长,只能在施工现场进行连接,在连接时,必须搭设钢筋支撑架,支撑架的搭设是便于钢筋绑扎的关键。

3.1 搭设下部钢筋支撑架的具体措施:在距梁底标高竖向高出1000mm处,每横向@3000mm处用横钢管支撑于排架上,做成下第一排钢筋的支撑架,并将下第一排钢筋按设计顺序放于支撑架上,依此类推,直至下三、下四,所有下部钢筋搭设完成。

3.2 搭设上部钢筋支撑架的措施:首先搭设上部钢筋最下一排的支撑架,并设计要求放置好该排钢筋,依次类推,直至上部钢筋支撑架全部完成,但搭设好最上一排钢筋支架时,由于上一排钢筋弯钩长达几米,需经电渣压力焊才能完成,因此不能直接将上一排钢筋置于钢筋架上,须在距上一排钢筋支撑架高出2000mm处另搭设钢筋焊接用的支撑架,将上一排钢筋按设计顺序悬吊其上,进行电渣压力焊,弯钩焊接施工完毕,松开钢筋下落至上一排钢筋支撑架。

4 钢筋的安装与就位

钢筋安装顺序:搭钢管搁架→分层铺设下部纵筋→分层挂吊上部纵筋→套箍筋→放吊筋→拆搁架下横杆、下纵筋与箍筋绑扎固定→上纵筋与箍筋绑扎固定→梁底保护层→骨架就位→绑扎吊筋、柱节点箍筋→穿负筋、腰筋等。

4.1 绑扎下部钢筋,按顺序抽走下一排筋支撑面,下落下一排钢筋至梁底部位,并绑扎。放置横向@1500mm中25分隔筋;抽走下二排支,撑面,下落第二排钢筋至设计要求部位,并绑扎,依此类推,直至所有下部钢筋绑扎完毕。绑扎上部钢筋,首先绑扎上第一排钢筋,完工后,松开并抽走上第一排钢筋支撑面,然后从梁一端向另一端依次开上二排钢筋支撑点。一边松开,一边将钢筋上提至正确位置,同时插进隔筋,绑扎固定上二排筋,依此类推,直至上部钢筋绑扎完毕。

4.2 梁上部的主筋接头要求设置在跨中1/3跨长内,下部主筋接头要求设在靠近支座1/3跨长内。由于梁内主筋多,主筋下料时,必须考虑并调整好每根钢筋的接头位置,以保证主筋的焊接接头相互错开并满足现行规范要求。

4.3 在梁底模的两侧划线定出每排16根φ32纵筋的分布位置,同时确定它们各自在柱节点的位置(位于哪两根柱主筋之间),主筋排列必须按次序对号入座。

4.4 安装梁柱筋要注意梁与梁之间的协调,按先主梁后其余梁的顺序,纵筋依次交叉穿插,上下交替搁置,以保证主筋在梁内的设计位置。

4.5 安装柱节点箍筋时,必须事先确定的位置和数量,在主筋铺设的同时将柱箍放置在各层主筋之间。待大梁钢筋骨架就位后,按由上至下的顺序将柱箍同柱主筋绑扎固定。柱节点箍筋不得少放、漏放。

4.6 大梁上下几排钢筋在绑扎就位时要保证其上下对齐形成垂直的钢筋间隙,以便混凝土灌注和振捣。

4.7 梁底保护层:鉴于梁钢筋骨架重,底筋高度不一,用细石混凝土和钢筋丝网片特制了两种厚度的高强度夹丝保护层垫块(以防压碎)。保护层垫块成排布置,统一垫在主筋下(排距1.5m),在梁骨架就位前放置好。

4.8 梁钢筋安装绑扎时,必须在梁底模两端划定出每排中西32纵筋的分布位置,以确定各自在柱节点的位置,并且对号入座。

4.9 转换层梁柱点处,钢筋分布较为密集,应先穿高梁钢筋(高梁钢筋底筋有弯折),然后再穿低梁钢筋(低梁钢筋锚入高梁中)。

4.10 一般转换梁底筋及其密集,可与设计院、监理、甲方协商,在转换梁中底筋下排φ32钢筋中各抽取一至两根放到最上排。这样钢筋间距拉大,有利于混凝土浇筑。

4.11 由于钢筋复杂,浇筑混凝土时派专人检查及保护钢筋,避免钢筋变形移位。

参考文献

[1] 祁晗.大体积转换梁混凝土浇筑的质量控制措施[J].北京:施工企业管理,2003,9:53-54

混凝土和钢筋用量 篇4

浙江凯恩房地产有限公司 张建雄

摘要:现浇钢筋混凝土楼板裂缝是常见的质量问题,裂缝的存在不仅会影响居民的日常生活,也直接影响到房屋建筑的正常使用以及结构安全性,已经成为房屋建筑工程施工迫切需要解决的质量通病。本人长期工作在施工第一线,结合自己多年施工实践经验就现浇钢筋混凝土楼板裂缝形成原因从混凝土的特性、原材料质量、设计和施工等方面进行了分析,旨在施工过程中预先制定专项裂缝预控措施和方案,减少裂缝的产生作一些探讨,并提出了预防楼板裂缝产生的相应措施和处理方法。

关键词:现浇钢筋混凝土楼板裂缝原因、预防措施、处理方法

混凝土是由水泥、掺合料、外加剂与水配制的胶结材浆体将分散的砂、石子搅拌粘结在一起的工程常用材料,是一种多元、多相、分均匀的水泥基复合材料,弹性模量较高而抗拉强度较低,在受约束条件下只要发生少许收缩,产生的拉应力往往会大于该龄期混凝土的抗拉强度,导致混凝土开裂。现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝是十分普遍的现象,是工程常见的质量通病,也是长期困扰建筑施工的一个难题。其特点是:第一、具有广泛的普遍性。无论是砖混结构、框架结构还是剪力墙结构,由于近年来住宅结构施工周期缩短,劳务作业人员的技术素质下降,楼板结构裂缝成为多发性的质量问题。第二、危害性较大。楼板裂缝不仅对结构安全构成威胁,还会降低建筑物的整体性、耐久性和抗震性,也降低了建筑物的使用寿命。第三、处理难度大。一旦出现楼板裂缝,单纯从技术角度无法处理达到正常水平。因此分析其开裂的原因,既不能忽视隐患的存在,也不能对裂缝产生恐惧感,采取科学的态度进行认真的分析和处理,具有重大的经济效益和社会价值,对于完善混凝土结构设计、施工技术具有极强的现实意义。

一、现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生原因分析

1、混凝土的收缩变形使楼板产生裂缝

1.1浇筑初期(终凝前)的凝缩变形

凝缩变形产生的裂缝发生在混凝土结硬前最初几小时内,通常浇后24h即可观察到。这种裂缝有两类:一类是由于塑性混凝土下沉产生的裂缝,在梁、板、墙中都有可能产生;另一类是塑性收缩裂缝,常出现在板中,裂缝呈不规则的鸡爪状或地图状。凝缩变形产生的裂缝多与混凝土的泌水现象有关。新浇筑的混凝土经压实后,由于重力作用,重的固体颗粒向下沉,迫使轻的水向上移,即所谓“泌水”。当固体颗粒彼此支撑不再下沉,或水泥

结硬阻碍了它的下沉,泌水即停止。如混凝土中固体颗粒能不受阻碍地自由下沉,则仅使结硬后混凝土的体积减少,并不会产生裂缝。

塑性收缩裂缝并不受混凝土中钢筋的影响,影响塑性收缩裂缝的主要因素是混凝土表面的干燥速度,当水分蒸发速度超过了泌水速度时,就会产生这种裂缝。因此凡是能加速蒸发速度的因素(如气温高、相对湿度低、风速大以及混凝土中温度高于周围空气温度)都会促使塑性收缩裂缝的发生。塑性收缩裂缝的表面宽度有的可达1~2mm.这种裂缝在自由支承板的四角处则很少出现,因为角部的干缩不受约束;相反,如板的边缘受到约束(砖墙等),则将出现与板边呈45°的一系列平行裂缝。

1.2硬化过程中的干缩和水化作用引起的自身收缩

自身收缩与干缩一样,在浇筑后相当长的时间约1~3 周才会出现,它是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失,而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降,形成弯月面,产生所谓自干燥作用,使混凝土体的相对湿度降低和体积减少;水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响正相反,即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减少,而自身收缩增大。如当水灰比大于0.5时,其自身干燥作用和自身收缩与干缩相比可以忽略不计;但是当水灰比减少到0.35时,混凝土内相对湿度会很快降低到80%以下,自身收缩与干缩则相接近。在硬化混凝土收缩受约束的条件下,收缩应变将导致弹性拉应力,拉应力可被近似看作弹性模量与应变的乘积;当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,材料出现开裂。但是由于混凝土的粘弹性(徐变),部分应力释放,徐变产生的应力松驰后的残余应力才是决定混凝土是否开裂的关键。

2、材料特性及材料质量问题产生的裂缝

2.1混凝土收缩变形

混凝土作为由砂石集料、水泥以及水拌和而成的脆性材料,在施工成型后随着水分的大量蒸发,混凝土体积势必随之收缩产生变形。但是由于现浇混凝土楼板受到梁、柱、墙等周边支座的约束力,并不能自由收缩变形。当约束应力超过混凝土的极限承受能力时,就会造成现浇混凝土楼板的开裂。这样的裂缝通常出现在板角等应力相对较为集中区域。2.2混凝土温度裂缝

钢筋混凝土楼板浇筑初凝过程中,由于水化热的作用会导致钢筋混凝土内部温度较高,根据相关监测数据发现温度差最高可达50℃以上。在养护期14 天内,混凝土内外温差一般处于较大水平。混凝土楼板表面由于具有较好的热量散失条件温度基本相对较低,现浇钢筋混凝土楼板的内外温差导致温度应力的产生,当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时,便会导致裂缝的产生。

2.3水泥质量和使用上的问题

水泥品种混乱,大量打着普通硅酸盐水泥的水泥在混合材料的使用上存在诸多问题,掺杂使假、违规生产盛行;建设、设计、施工单位对于水泥产品不熟悉,致使水泥品种单一,促成水泥厂造假。中小型水泥厂管理跟不上,盲目提高混合材的掺量,出厂水泥质量难以保证。在任何工程、任何部位、任何施工气候条件千篇一律的使用普硅水泥,无论对于确保工程质量还是降低造价都没有好处。

2.4商品砼自身特点

目前已普遍采用泵送商品砼进行浇筑,但受剧烈的市场竞争,导致各商品砼厂商以采用大粉煤灰掺量,低价位、低性能的砼外掺剂,以及细度模数低、含泥量较高的中细砂作为降低价格和成本的主要竞争手段。混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感,水、水泥、外掺混合材料等计量偏差,将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的砂配制的混凝土收缩大,抗拉强度低,容易因塑性收缩而产生裂缝。泵送砼坍落度大,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时砼脱水干缩时,就会产生表面裂缝。

3、施工技术和方法不当产生的裂缝

3.1模板支撑体系施工措施不当

在现浇钢筋混凝土楼板施工过程中,模板支架没有设计计算或设计达不到规范要求也是导致现浇混凝土楼板开裂的主要原因。近年来现浇钢筋混凝土楼板施工多采用大规格竹胶板(五合板)做模板,铺设后应用钉子与下面的木方支撑肋钉牢固,否则大规格模板与木方档之间会产生空隙,当受到上部压力时,模板会下陷变形(俗称“喘气”)。混凝土浇注过程中因荷载较小,有时模板不变形,当楼板再承受施工活荷载时,就会产生变形,从而导致楼板混凝土裂缝。另外支模过程中模板下方木档的间距过大,上下层之间的支撑不垂直,垂直支撑面与现浇楼板接触位置松动等等都会造成模板支撑体系变形,使混凝土楼板内产生过大的应力变形,造成裂缝的发生。此外由于拆模板过早,现浇钢筋混凝土尚未达到设计强度等级时,在荷载的作用下楼板结构受荷超过承载能力也会造成楼板的开裂。拆除墙角模板方法不当,当上层墙体拆除角部钢模板时,施工人员往往图方便,将拆下的角模板直接推倒砸在楼板上,巨大的冲击力经常导致楼板角部出现环状的密集微裂缝。3.2管线埋设处理不当

现代建筑设计中多采用将各类强电、弱电管线在楼板内暗敷的方式,局部会出现楼板内电气埋管(PVC)集中的现象,集中的PVC埋管占据了较大的楼板截面,形成局部薄弱带,这在一定程度上导致了混凝土楼板内的有效截面减小,而且PVC埋管与混凝土两种材 3

料的线性膨胀系数差别较大,粘结力不强,造成现浇钢筋混凝土的密实度不足,极易导致由于应力集中而造成楼板在PVC埋管弹性力作用下产生与管线走向一致的楼板裂缝。3.3混凝土泵送浇捣施工存在质量问题

在房屋建筑工程施工过程中,现浇钢筋混凝土一般采取泵送的方式,这就要求混凝土的坍落度在120-220MM 之间,水泥用量以及水灰比均较大。同时为了缓解运输过程中出现初凝,部分混凝土中还掺加了缓凝剂,极易导致在泵送以及浇捣过程中出现浮浆,造成浇筑混凝土的均匀性较差,表面收缩量增加,因而出现裂缝,浇捣方法不当和浇捣速度过快也是砼产生裂缝的因素之一。3.4施工荷载过于集中

在楼板混凝土刚刚失去塑性但强度还没有达到一定程度时,最容易受到损害,造成无法修复的缺陷,需要很好的保护。现代施工节奏较快,往往在混凝土刚刚终凝时即开始上层施工,大量的施工材料、机具、人员等施工荷载,特别是高层结构使用的钢制大模板,经常在楼板中间位置集中堆放,造成楼板中间部位出现大量不规则的微小裂缝。

3.5上人操作时间过早

有时为了抢工期,施工人员往往在楼板混凝土强度尚未达到规范要求的1.2MPa时,即开始在上面施工作业,这时楼板受到动荷载的作用,必然在混凝土内部产生微裂缝。

3.6操作工艺及养护措施

经过多年的实践,发现商品混凝土浇捣后二次抹压十分重要。初凝前进行二次振捣和抹压并及时覆盖薄膜对表面裂缝效果很好。规范合理的养护措施可以有效降低混凝土的收缩量,试验研究表明混凝土保湿养生两周相比于不足一周的养护时间,收缩量可以降低25%左右,这对于控制混凝土现浇楼板的裂缝具有重要的作用。但是部分施工单位对于混凝土浇筑结束后的保湿养生重视不足,难以按照相关规范要求进行养护,造成现浇钢筋混凝土裂缝的出现。

3.7过早加载或施工超载

在新浇的板面过早加载或施工超载,在使用塔吊向新浇筑的楼板上吊运钢筋、料箱(斗)等重量较大的物体时,经常由于指挥控制不当以及下部未垫方木等原因,物体下落速度较快,导致重物直接冲击楼板而产生楼板裂缝。

4、结构设计方面产生的裂缝 4.1建筑和构造

平面布局不合理,结构构造措施不力,变形缝(后浇带)位置不合理,构造钢筋不足。设计无抗裂要求,抗扭、抗冲切和抗剪强度不足。地基变形或沉降过大等。

4.2设计中对多跨连续板边跨的板边往往简化处理为简支,由此而产生的误差在构造上予以配置构造钢筋补强,但所配置的构造钢筋有往往存在直径过细,间距过大。

4.3楼板配筋设计中,仅在楼板轴线承重梁处配置了负弯筋,这些钢筋在楼板挠度应变产生负弯矩时起抗力作用,刚性较大;而在楼板中间的配筋设计仅计算支撑平板的正压力负荷,数量较少所以就显得相对薄弱,容易出现裂缝。

4.4对楼板来说,约束最大的位置在阳角和阴角处,因为转角处梁或墙的刚度最大,它对楼板形成的约束也最大,同时沿外墙转角处因受外界气温影响,也是楼板收缩变形最大的部位;一般来说,板内配筋都按平行于板的两条相邻边设置,使得转角处夹角平分线方向的抗拉能力最薄弱,沿外墙转角处的楼板容易出现45°斜向放射状裂缝。

综上所述,现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,在设计和施工过程中要充分考虑到上述因素,有针对性的加以预防和解决,采用合理的技术措施,现浇钢筋混凝土楼板裂缝是可以得到有效控制和预防的。

二、现浇钢筋混凝土楼板裂缝预防措施

1、严格控制混凝土原材料质量

由于钢筋混凝土现浇楼板大多使用商品混凝土,因此为避免由于混凝土材料原因出现裂缝,必须严格控制水泥、砂石等原材料的质量,严格按照设计以及规范要求进行配合比设计及计量。对于进场使用的混凝土,除进行坍落度等必要的试验验收外,仍需留置混凝土试块,以确保用于浇筑施工的混凝土质量。

2、完善钢筋混凝土现浇过程施工工艺,规范混凝土养护作业。

对于模板支撑体系施工作业,首先应该根据工程不同情况及相关要求进行设计验算,综合考虑施工过程中吊装等各种荷载对模板稳定性的影响。对于钢筋的绑扎,应该确保保护层的厚度与设计要求一致,避免保护层过厚导致现浇板有效厚度降低而出现裂缝。电暖等管线的铺设应尽可能的与钢筋交叉布置或者与现浇板短跨方向平行铺设。避免多层管线相互叠放造成应力集中,如不得已需要在各种管线集中位置增加钢筋加强网或采取预埋线盒等保护措施。对于混凝土的浇筑捣实作业,应根据不同季节混凝土的初凝时间,确保初凝前完成捣实以及找平。在现浇混凝土终凝时间之前应完成板面的二次抹压工作,以便于及时进行混凝土保湿养生。规范合理的混凝土养护措施,是提高钢筋混凝土现浇板整体强度,预防裂缝发生的有效措施。养护作业的关键要点在于确保混凝土处于潮湿状态下,避免混凝土表面水分的蒸发。通常情况下二次抹平后及时对混凝土采用覆盖塑料薄膜或者使用薄膜养生液,保湿养生时间不得低于一周,有抗渗要求的不少于14天,对其它使用外掺剂的混凝土应适当延长养生时间。在混凝土强度没有达到7.2N/mm2前,不得上去踩踏或进

行施工作业。

三、现浇钢筋混凝土楼板裂缝常用的处理方法

现浇钢筋混凝土楼板裂缝常用的处理方法有表面修补法、局部修补法(部分凿除重浇)、水泥压力灌浆(≥0.5MM的稳定裂缝)、化学灌浆(≥0.5MM的裂缝)、减小结构内力及卸载或控制荷载、结构补强、改变结构方案及拆除重做等方法,具体应根据不同建筑类型和用途按照实际情况慎重选用,下面就一般常用做法作简单的介绍。

1、表面封闭法

对于混凝土裂缝小于 0.15mm 难以使用填充材料的微缝,可以通过表面封闭的方式进行处理,以提高钢筋混凝土现浇板的防水性,避免水分浸入对钢筋的锈蚀。表面封闭法的施工工艺为首先清洗处理干净现浇楼板表面(包括迎水面和背水面),待充分干燥后使用黏度相对较低的液态树脂或者是表面涂料胶均匀的填充涂刷裂缝表面,形成对裂缝的封闭处理。

2、压力灌浆法

压力灌浆主要包括水泥灌浆以及化学灌浆两种方式,一般情况下用于处理宽度介于0.15-0.5mm 之间的裂缝,其处理方式为通过一定的压力条件将水泥或者环氧、甲凝类材料灌入裂缝内部实现混凝土现浇楼板裂缝的修复。压力灌浆法施工步骤主要包括:清洁裂缝、确定灌浆口、裂缝封闭、安设底座及灌浆设备、压力灌浆及封口,最后作业结束后清理灌缝表面的封缝胶。

3、开槽填补法

对于宽度超过 0.5mm 而且较长的现浇混凝土楼板裂缝,一般采用开槽填补的方式处理。首先利用切割机沿裂缝发展方向将裂缝扩大,使其形成v 型槽的形式,之后将处理后的裂缝清洗干净,将槽底通过水泥浆处理后分层填充环氧砂浆、水泥砂浆或者其他密封材料,密封裂缝后将现浇楼板表面抹平压实。

4、压力灌浆法施工工艺 4.1材料选用

①水溶性聚氨酯灌浆液与丙酮化学分析醇

适用于地下室底板及地下室顶板裂缝长度大于2米或裂缝宽度大于0.2mm的裂缝。水溶性聚氨酯是由环氧乙烷或环氧丙烷开环共聚的聚醚与异氰酸合成制得的一种不溶于水的单组分灌浆材料,该材料适用范围广泛,无污染。

②速凝微膨胀水泥

适用于地下室顶板裂缝长度小于2米或裂缝宽度小于0.2mm的裂缝。

③水泥基聚合物防水剂

在地下室顶板裂缝修补后的迎水面进行防水处理,原卷材防水照常施工。4.2施工工艺流程

将照明灯引入施工面寻打出裂缝部局并做好标记→在地下室架好通风设备→凿去缝表面的松动混凝土及杂物,并用水清洗干净缝口→用速凝微膨胀水泥补平→每一定距离用冲击电钻钻孔深100mmΦ12mm孔→用12mm灌浆咀埋入孔中(孔深及灌浆咀直径应根据板确定)→再用电动压力机将水溶性聚氨酯,从灌浆咀注入渗水裂缝内→注浆时缓慢进行→直至有浆料开始从裂缝渗出来为止→检查清理。

4.3施工步骤

①检查:仔细检查漏水部位,清理渗漏部位附近的污物,以备灌浆。

②寻找裂缝是一项繁琐、细致的工作,如表面不易干燥,可以用喷灯烘干,用角磨机磨光周边,裂缝处因含有水份,立即可以发现,此办法即提高了工作效率,又可确保每一分区无遗漏。

③布孔:在漏水部位打灌浆孔,对深层裂缝可钻斜孔穿过缝面,一般孔距为200MM—500MM。

④埋嘴封缝:埋设注浆嘴,用快干水泥封闭。

⑤裂缝修补:灌浆液应从每一枚针头开始(结构立面由下往上灌注),当浆液从微孔处冒出时,应立即停止,移入第二枚继续灌注,依次向前进行。在灌注过程中,如果浆液已灌满相邻的针头位置,可以跳开不注;如注浆后发现裂缝两端仍有继续延伸、或有裂缝与其相交叉,应在该位置补孔,重新注浆。这样,整条裂缝的第一次注浆才算结束。

⑥灌浆:根据渗漏部位的具体情况确定灌浆压力、灌浆量。用堵漏注浆泵将水溶性聚氨酯灌入裂缝,当全邻孔出现纯浆液时,移至邻孔,在规定的压力下灌浆,直至压不进为止(注入率≤0.01L/min),随即关闭阀门。(一般灌浆压力0.3Mpa)。

⑦72小时后检查渗漏部位有无渗水,无渗水将灌浆嘴折断,用快干水泥将基面封闭、抹平。

⑧先做样板经监理甲方确认后再大面积施工。4.4注浆时应注意的问题

①当一枚针头在灌注较长时间后(约5分钟后),浆仍未从裂缝内冒出,应停止灌注,间隔一段时间后再进行,如仍未灌满,应检查钻孔是否与埋管线交叉、板底是否有孔洞等情况,待查明原因后再进行灌浆。

②灌注时应严密注视灌注机的工作压力表,如超过额定压力(350kg以上),应停机后再进行,如压力仍居高不下,应检查钻孔是否与裂缝完全交叉。

③聚氨酯是遇水膨胀材料,工作时应穿戴好防护用具,如手套、护目镜等。表面清理及设备维护。

④待浆液凝固后,表面应及时清理。

⑤灌注机连续使用最多不超过10小时,如中途停止工作超过30分钟,应及时清理机械,清洗可用专用清洗剂或丙酮等。

4.5资料整理

①对于地下室渗漏的部位,必须在图纸中标注清楚,注明裂缝方向、部位、裂缝宽度等。

②做好施工纪录,详细注明裂缝修复部位、长度、裂缝宽度及施工时间及其施工方法。③对原材料厂家证明、合格证及有关检验报告进行收集与整理。4.6施工中应注意的问题

①在寻找裂缝前,首先应对裂缝进行分析,并按裂缝宽度、长度的不同分别取蕊,以确定裂缝深度发展规律。如非贯穿裂缝且深度较浅,可以作表面处理。

②裂缝修补:灌浆液应从每一枚针头开始(结构立面由下往上灌注、平面一般由板底面向上灌注),当浆液从微孔处冒出时,应立即停止,移入第二枚继续灌注,依次向前进行。在灌注过程中,如果浆液已灌满相邻的针头位置,可以跳开不注;如注浆后发现裂缝两端仍有继续延伸、或有裂缝与其相交叉,应在该位置补孔,重新注浆。这样,整条裂缝的第一次注浆才算结束。

③为使裂缝内注满浆液,应进行第二次注浆,第二次灌注应与第一次间隔一段时间(约30分钟),必须在浆液凝固前完成,如第二次灌注后,浆液仍不能愈合,应在该位置重新钻孔注浆。

④裂缝内注满浆液后拨下高压注浆管,其止水针在没有压力的情况下能自动封闭。

⑤注浆完后,剔除止水针头,用避水通防水砂浆抹平压光,恢复成板面平。结束语

现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,只有在设计过程中针对各种影响因素考虑全面、细致,严格遵守设计规范,设计合理;同时对于混凝土楼板施工做好事前、事中和事后控制,施工前做好各种专项施工方案的编制、审核,确保方案可行,切合实际;施工中加强对钢筋质量的检查、验收和过程保护,加强混凝土施工工艺控制;施工完成后 8

做好楼板混凝土的养护工作,总之只有在施工中加强管理、责任到人、措施到位,这样才能有效的预防和减少裂缝的产生,真正做到安全防患于未然。

容易出现的一些非结构性裂缝现象,国内外专家虽有很多的预防措施和处理的方法,但混凝土结构带裂缝工作是绝对的,无裂缝工作是相对的,重要的是在施工过程中要避免可见的、能够预控的、特别是对结构安全有影响的裂缝产生。现阶段只能采取以“预防为主,修补为辅”的裂缝控制方案,要想在实际施工中彻底杜绝裂缝的产生,仍需要科技的不断创新、施工技术的不断提高。全面保证混凝土现浇构件的质量,关键在于混凝土形成过程中的一系列阶段的控制,从平面布置、设计构造、原材料、配合比、混凝土的开盘鉴定、混凝土的拌制和运输,入模振捣、施工缝及后浇带的处理、养护等各个环节都会影响混凝土的质量。因此,施工单位要提高认识,加强管理,控制好工序的质量,而监理工程师也要对混凝土施工实行旁站监理,加强对施工工艺及措施的监督,针对裂缝形成的不同原因,有目的性的采取预防处理办法,加强施工过程中的质量控制管理,完善施工监管及质量验收手段,可以有效的缓解现浇钢筋混凝土裂缝的发生。

参考文献:

[1] 混凝土结构工程施工规范 GB 506666-2011中国建筑工业出版社 [2] 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204—2002(2011年版)[3] 混凝土结构设计规范 GB 50010—2010 中国建筑工业出版社 [4] 工程结构裂缝控制 王铁梦著 中国建筑工业出版社 2001.5 [5] 建筑工程事故处理手册 王赫主编 中国建筑工业出版社 [6] 建筑工程事故分析及处理实例应用手册 范锡盛 王跃 主编

混凝土和钢筋用量 篇5

关键词:混凝土;裂缝;鉴定和处理

钢筋混凝土屋面梁、板产生裂缝的原因很多,如荷载的作用、温度的变化、混凝土的收缩、基础的不均匀沉降以及钢筋的锈蚀等。而很多裂缝往往是几种因素影响的结果,其中温度和收缩对梁、板裂缝起着相当重要的作用。

1 荷载裂缝

钢筋混凝土结构构件在动力和静力荷载作用下因变形而产生的裂缝,称为荷载裂缝。这种裂缝多出现在构件的受拉区、剪拉区或有严重振动的部位。

对普通钢筋混凝土构件,当受拉区混凝土拉应力σ1和剪拉区最大主拉应力σtp达到或超过式(1)的限值时,混凝土即开裂。

σ1≤y·ftk

σtp≤0.95·ftk(1)

式中:ftk——混凝土抗拉强度标准值;

y——受拉区混凝土塑性影响系数。

2 塑性裂缝

2.1 塑性沉降裂缝

新浇混凝土经压实后,由于重力作用,重的固体颗粒下沉,水向上浮,即所谓的“泌水”。当固体颗粒彼此支撑不再下沉,或水泥结硬阻碍了它的下沉,泌水即停止。由于顶部钢筋的存在,钢筋两侧混凝土的下沉将形成沿钢筋的纵向裂缝。这种裂缝的深度一般到钢筋的顶面,裂缝通常在浇筑后4h左右形成,开始很不明显,24h左右即可观察到。

2.2 塑性收缩裂缝

由于浇筑后的混凝土受风吹日晒的影响,使新浇混凝土表面水分蒸发过快,表面混凝土的收缩受到底层混凝土的约束,使正在硬化的混凝土产生拉应力,从而导致混凝土出现表面裂缝,裂缝为无规则形状。塑性收缩裂缝的表面宽度有的可达到1~2mm。这种裂缝在自由支承板的四角处很少出现,如果板的边缘受到约束(如梁、砖墙等),则将出现与板边呈45°的一系列平行裂缝。

2.3 收缩裂缝

收缩是混凝土不受力的情况下因体积变化引起的变形。当混凝土不能自由收缩时,收缩的结果会在混凝土内引起拉应力而产生裂缝。混凝土的收缩主要由两种情况引起:一种是干燥失水引起的,如水泥水化凝固硬化、颗粒沉陷析水和干燥蒸发等;另一种是碳化作用引起的。混凝土收缩能持续多年,但头一年收缩最大。

收缩裂缝发生在混凝土面层上,裂缝浅而细,宽度多在0.05~0.2mm之间。对于梁、板构件,多沿短方面,均匀地分布于相邻的两根钢筋之间,并与钢箍平行;对于高度较大的钢筋梁,由于腰筋得过稀,在腰部产生竖向裂缝,且多集中在构件中部,中间宽两头窄,至梁的上缘及下缘附近逐渐消失,梁底一般没有裂缝。这是因为梁上、下缘附近配有较多的纵向钢筋,承受拉力,混凝土不开裂;而中部纵筋过稀,不足以抵抗这种拉力而出现裂缝。

2.4 温度裂缝

钢筋混凝土屋面随着温度变化会产生胀缩变形,这种变形即为温度变形。若这种变形受到约束,必将在梁、板内产生内应力。当由此产生的混凝土内的拉应力超过混凝土抗拉强度时,梁、板混凝土便产生裂缝。裂缝发生在板上时多为贯穿裂缝;发生在梁上时多为表面裂缝,且随温度变化裂缝宽度变化较为明显。

对现浇屋盖、屋面梁出现温度裂缝时间普遍在夏季。特别是南方的气候,例如湛江本地的夏天,屋面受太阳辐射影响,表面温度一般可达60~70℃,屋面板的温度较梁顶面高得多,板的变形较梁大,形成了相对变形差,给屋面梁沿轴线方向产生了很大的拉应力,它随着温差的增加而加大,当此应力超过混凝土的极限抗拉强度时,屋面梁就会开裂;屋面现浇板温度裂缝多出现在冬季,这是因为板内温度较梁内低,板收缩大于梁收缩,必然在板内产生拉应力,导致板开裂。

预制装配式整体屋盖结构产生温度裂缝的主要原因在于季节性温差的影响,此类梁温度裂缝一般出现在冬季。低温作用下,混凝土梁收缩,这种收缩变形由于受到柱和墙的约束,从而在梁内产生拉应力,由此产生的裂缝多为环状裂缝。

2.5 基础不均匀沉降裂缝

由于地基不均匀沉降产生的梁、板裂缝多属贯穿性裂缝,其走向与沉降情况有关,一般表现为垂直或呈30~40°角方向发展。

2.6 钢筋锈蚀裂缝

在钢筋混凝土结构内,钢筋受到周围混凝土的保护,一般并不腐蚀。但当保护层混凝土碳化或不密实、保护层不足时,钢筋在一定条件下将锈蚀。钢筋锈蚀体积膨胀约2.2倍,致使周围混凝土产生拉应力。当锈蚀量达到一定程度后,混凝土中的拉应力达到混凝土的抗拉强度,混凝土即开裂。

3 鉴定和处理

对已出现裂缝的屋面梁、板,应采取措施控制裂缝发展或对裂缝进行处理。处理前应先分析裂缝的原因、裂缝开展是否稳定,以便采到正确的处理方法。

3.1 裂缝鉴定

钢筋混凝土构件裂缝可靠性鉴定可按如下几方面进行:

3.1.1 判别是结构性裂缝还是非结构性裂缝

结构性裂缝多由于承载力不够引起的,是结构破坏开始的特征或强度不足征兆,是比较危险的,须进一步对裂缝进行分析;非结构性裂缝往往是自身应力形成的,对结构承载力影响不大,可根据结构耐久性和使用的方面要求,采取修补措施即可。

3.1.2 判断结构性裂缝的受力性质

结构性裂缝,根据受力性质和破坏形式分为脆性破坏和塑性破坏。脆性破坏的特征是事先没有明显的预兆而突然发生,一旦出现裂缝,对结构承载力影响很大,属于这类性质的梁、板裂缝有压区裂缝、斜截面裂缝、冲切裂缝,脆性破坏是危险的,应采取必要的加固措施和其他的安全措施;塑性破坏的特征是事先有明显的变形和裂缝征兆,人们可以及时采取措施予以补救,危险性稍小,属于这类破坏的受力裂缝有梁、板正截面裂缝。

3.1.3 判断裂缝是发展的还是停止的

钢筋混凝土结构在各种荷载作用下,由于其抗拉强度低,裂缝一般是不可避免的。只要裂缝是稳定的,其宽度不大,则无多大危险。但若裂缝随时间不断扩展,说明钢筋应力接近或达到流限,对承载力有严重的影响,危险性较大,应及时采取措施。

3.2 裂缝处理

裂缝修补大致有三种:表面处理法;填充密度法;压力灌浆法。表面处理法是对混凝土构件上较细(小于0.2mm)及较浅的裂缝,用环氧树脂或砂浆进行表面涂刷;填充密实法用于修补中等宽度的混凝土裂缝,将裂缝表面凿成凹槽,然后填以填充料进行填充修补;压力灌浆法又称注入法,它不仅修补裂缝表面,而且能注入到混凝土内部,对裂缝进行粘合、封闭和补强。灌浆材料有水泥或水灰灌浆、化学灌浆、沥青灌浆等。

裂缝补强加固的目的在于提高结构或构件的承载力、刚度、稳定性和耐久性。混凝土结构加固方法有加大截面法、外包钢加固法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、粘贴钢板加固法、喷射混凝土加固法等。

4 结束语

通过对屋盖梁裂缝的检查与分析,应用有关的标准和规范,可得出如下的结论和建议:

(1)屋盖梁裂缝是由荷载、温度和收缩综合作用所致。次梁的配筋率低、截面尺寸小,现浇屋面板对它的约束作用大,是它的裂缝产生的特殊附加因素。

(2)鉴于部分裂缝宽度已超过规范允许值,以及后期使用过程中可能有的振动作用。

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