淺談鋼筋混凝土結構設計中的裂縫控制

1、<p>　　淺談鋼筋混凝土結構設計中的裂縫控制</p><p>　　【摘要】在施工過程中，鋼筋混凝土結構的表面常會出現(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構性病害。本文針對鋼筋混凝土結構設計中的裂縫控制進行了探討。 </p><p>　　【關鍵詞】剛勁 混凝土 設計 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>　　鋼筋混凝土結構在目前的工業(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, 以及設計和施工中某些措施的不當, 產(chǎn)生裂縫也相當普遍, 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構造成的危害 <

3、;/p><p>　　1、鋼筋混凝土結構受力重新分配 </p><p>　　鋼筋混凝土結構正常使用時，鋼筋抵抗拉力，混凝土則抵抗壓力，當鋼筋混凝土結構開裂之后，裂縫處的鋼筋與混凝土錨固失效，鋼筋的應力變化極大，混凝土由整體變?yōu)槠扑榈母鞑糠郑喜炕炷潦軌簠^(qū)高度相對變小，壓應力也急劇增長。 </p><p>　　2、鋼筋混凝土結構的抗剪能力下降 </p>&l

4、t;p>　　當鋼筋混凝土結構開裂之后，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、鋼筋混凝土結構的剛度減小 </p><p>　　鋼筋混凝土結構開裂比較嚴重時，裂縫截面處的中性軸上移，結構的變形加大，剛度減小，整體撓度隨著裂縫的發(fā)展而激增。 </p><p

5、>　　4、鋼筋混凝土結構的疲勞度下降 </p><p>　　裂縫的出現(xiàn)不但降低了結構的整體剛度，還使得鋼筋及混凝土長時間處于高應力拉壓狀態(tài)，降低了它們的疲勞壽命，從而降低了整體結構的疲勞度。 </p><p>　　5、鋼筋混凝土結構的強度降低 </p><p>　　裂縫的出現(xiàn)致使結構中的鋼筋外露，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，導致整個結構強度逐漸降低，強度的降低又會加大裂縫的擴展，最終造成結構的受力性能進一步惡化，鋼筋混凝土結構的耐久性及使用性能嚴重下降。 </p><p>　　二、鋼筋混凝土結構裂縫的成因 </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?；炷镣饧觿?、摻和料選擇不當、或摻量不當，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)、水泥結石和混凝土干縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因。模板構造不當，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?；炷琉B(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護質(zhì)量與裂縫的關系密切。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，可以減少砼結構的開裂情況。 </p><p><b>　　3、設計因素 </b></p><p>　　設計結構構件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中，構造處理不當，所產(chǎn)生的構件裂縫。設計中對構件施加預應力不當，造成構件的裂縫( 偏心、

10、應力過大等) 。設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫( 如墻板、樓板) 。設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形。設計中采用的混凝土等級過高，造成用灰量過大，對收縮不利。各種結構縫設置不當?shù)纫蛩厝菀讓е马砰_裂。 </p><p>　　三、具體結構構件裂縫控制 </p><p><b>　　1、基礎裂縫控制 </b></p><p>　　基礎

11、的混凝土強度等級宜按《混凝土結構設計規(guī)范》采用; 第3.4.1條規(guī)定了一般基礎的環(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。保證基礎的最小配筋率, 根據(jù)基礎形式的不同, 按照相應的規(guī)范要求。但任何基礎的受力鋼筋都不小于A10@200, 分布鋼筋不小于A8@200?！痘炷两Y構設計規(guī)范》第10.1.11條規(guī)定: 當板厚大于2 m時, 除在板的頂面、底面布置縱橫鋼筋以外, 尚宜在板

12、厚方向設置與板面平行的構造鋼筋網(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)生的應力影響, 同時也有利于提高構件的抗剪承載力。地下室外墻迎水面的混凝土保護層厚度應按《混凝土結構設計規(guī)范》第9.2.1 條規(guī)定最小厚度為20 mm, 而不應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, 應按照《混凝土結構設計規(guī)范》第9.2.4條的規(guī)定, 對

13、保護層應采取有效的防裂構造措施。通常是在混凝土保護層中離構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, 當梁柱的保護層厚度超過50 mm時,按照《鋼筋混凝土結構規(guī)范》9.2.4, 應對保護層采取有效的防裂構造措施, 或者按擴大的柱截面配置縱向鋼筋和箍筋。當梁高≥450 mm時, 因為梁截面的增大

14、, 有可能在梁側產(chǎn)生垂直于梁軸線的收縮裂縫, 因此應在梁側根據(jù)最小配筋率配置縱向鋼筋, 按照《混凝土結構設計規(guī)范》10.2.16條, 在梁的兩個側面沿高度配置縱向構造鋼筋, 每側縱向構造鋼筋的截面面積不應小于梁腹板截面面積的0.1% , 且間距不宜大于200 mm。當梁需要進行疲勞驗算的時候, 為防止由于反復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), 沿兩側縱向設置構造鋼筋間距100 mm～150 mm。在主次梁

15、交接處或者有集中荷載的部分應設置附加鋼筋, 因為當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雜, 且混凝土收縮

16、應力和溫度應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, 無法使板處于設計時的理想狀態(tài), 因此在工程設計實踐中, 只能從設計概念和構造措施上對其進行控制, 實踐表明, 采取適當?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)生的拉應力, 所以溫度鋼筋應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)生的應力進行計算。因此應按照《混凝土結構設計規(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，鋼筋混凝土結構裂縫的產(chǎn)生是各種因素共同作用的結果。我們應認真分析鋼筋混凝

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