某工程高性能砼厚壁梁裂缝的分析与预防措施.doc

某工程高强砼厚壁梁裂缝原因分析及预防措施摘要随着科学技术的不断发展采用高强砼的结构越来越多高强砼强度高可减轻结构自重少占空间等诸多优点但它却带来了易产生裂缝这一弊端特别是在厚壁梁这一特殊结构型式中尤其容易发生本文以某工程的大跨度厚壁梁的裂缝事故分析过程和结果阐述其裂缝产生的原因并提出此类结构的裂缝预防措施关键词高强混凝土厚壁梁裂缝原因预防措施正文近年来随着建筑荷载的不断加大预应力混凝土技术的发展及抗轴压比的要求结构截面尺寸不断增加不仅导致混凝土消耗量增加而且浪费建筑面积和空间解决这一问题的方法之一是提高混凝土的强度在高强度混凝土配合比方面的研究已取得了长足进步的今天由于超高层的建设的需要高强混凝土已越来越多地被广泛使用有的是出于结构的需要有些是出于一种强度越高越好的错误概念方面的原因什么是高强混凝土国际上没有统一的规定在我国多认为是以上的混凝土才能称做高强混凝土为好适应裂缝控制的要求高性能混凝土应当低热低收缩低强模高极限抗拉伸适当的抗压强度较高的抗拉强度极限拉伸和适当的徐变特征并要在施工中有良好的流动度高强度混凝土只应用在柱子一类构件上尽可能不用于大体积混上用量是很少的工程结构裂缝控制王铁梦著中国建筑工业出版社高强度砼多用普通或硅酸盐水泥水泥的矿物成份和细度都可提高砼强度重点控制水泥中铝酸三钙游离氧经钙氧化镁和三氧化硫尽可能要少但是不能靠提高细度的办法来提高强度会带来较大的收缩高强度砼中水泥用量较多是大体积砼结构出现裂缝的主要原因如果对于砼其水泥用量达公斤控制大体积砼裂缝的难度就大了此时应采取外加活性矿物混合料来减少水泥用量降低水灰比又保证坍落度满足泵送要求至少也要所以必须外加高效减水剂骨料及粉煤灰骨料的强度对于高强度砼十分重要如果骨料不能精选其它上述措施都起不到应有的效果必须注意粗骨料的粒径形状及矿物成份对于大体积砼最宜采用粒径而且碎石优于卵石因为粗大石可以吸收部分热量非大体积高强砼粗骨料最大粒径为砂子多用中粗砂细度模数约在为好粉煤灰可改善砼的工作度减少砼的用水量减少泌水和离析现象还可代替部分水泥减少水化热还能减少砼中的孔隙提高砼密实性和强度掺入一定量的粉煤灰比继续增加水泥的强度来得大尽量等量取代所以对抗裂很有好处有的加到但必须经过试验确定利用天后期强度总之施工中对材料的配比材料质量及要求称量装置温控方法等更加严格常用冷却水管拌和冰水等降低入模温度等最好是分块降低约束的办法利用后期强度对裂缝的危害可引起渗漏引起持久性强度的降低如保护层剥落钢筋腐蚀混凝土碳化等某些裂缝其承载力也可能受到一定威胁甚至引起结构破坏裂缝产生的原因可总归为结构变形变化引起这种变形作用包括温度水化热气温生产热太阳辐射等我国的混凝土设计规范有明确规定对于荷载裂缝有计算公司并有严格的允许宽度对于变形引起的裂缝没有计算规定只要按规范每隔一定距离留一条伸缩缝荷载差别大留沉降缝就认为问题不复存在了即所谓留缝就不裂的原则预防的原则是控制裂缝应该了患于未然首先尽量预防有害裂缝防不住就堵堵不住再往外排有排水要求的工程重点在防裂缝按产生的原因分类可分为两类一种是由于荷载引起的裂缝一类是由于变形变化引起的裂缝第一类裂缝又可分为由外荷载的直接应力即按常规计算的主要应力引起和由于结构次应力由于计算模型差别引起两大类由于变形变化引起的裂缝主要有由温度收缩和膨胀不均匀沉降等因素引起的裂缝第二类变形特征是要求有变形当变形得不到满足时才引起应力而且应力尚与结构的刚度大小有关只有当应力超过一定数值才引起裂缝裂缝出现后变形得到满足或部分满足同时刚度下降应力就发生松弛例如有些材料强度不高但由于有良好的韧性也可适应变形的要求抗裂性较高另一个特点就是第二类裂缝的出现和扩展等不是在同一时间瞬时完成的而是有一个时间过程称之为传递过程即应力累积和传递过程它是一个多次产生和发展的过程为了分析裂缝产生的原因必须准确描述裂缝的特征有必要掌握以下裂缝的分类知识裂缝按其形状可分为表面裂缝贯穿的纵向的横向的上宽下窄下宽上窄枣核形对角线式斜向的外宽内窄的和纵深的深度达到厚度等按按稳定状态可分为愈合闭合运动稳定的及不稳定的等从对结构安全影响程度可分为有害裂缝和无害裂缝两种影响承载力或使用条件者为有害裂缝反之为无害裂缝当结构的裂缝由荷载引起荷载和变形的关系图可看出普通钢筋混凝土构件内力不到极限荷载砼应力达到抗拉强度钢筋应力达到左右便出现裂缝裂缝宽度在左右这种裂缝对结构的安全度没有影响还可承受的极限荷载应当注意许多工程的梁式结构桁架结构等仅在自重静荷载作用下就出现受拉区开裂或剪力区主拉应力裂缝有的因为拆模过早抗拉强度不足自重引起裂缝是经常发生的事因为自重引起的内力超过了的极限内力这种结构的极限承载力是不会降低的总的安全度不变为了控制裂缝一个途径是一种低收缩低水化热的高性能混凝土