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措施
:混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,混
凝土裂缝产生的原因也很多,在结构设计过程中就需要根据不同的结构形式和不
同的结构构件预判可能出现的裂缝,再根据不同的可能出现的裂缝采取相应的预
防措施。随着社会的发展与进步,重视混凝土结构设计具有重要的意义。本文主
要简单介绍混凝土结构设计中裂缝产生的原因及抗裂措施。
关键词:混凝土结构设计;抗裂设计;抗裂措施
1混凝土结构设计裂缝产生的原因
1.1设计因素
由于借用地质报告造成差错,地基钻探勘测不准,业余设计者错误设计。图
纸采用梁板平法,表达较简单,施工单位若识图水平较差,理解错误。
1.2环境因素
混凝土具有热胀冷缩的性质,当环境温度发生变化,或水泥水化热使混凝土
温度发生变化时,钢筋混凝土结构就产生温度变形。而建筑物中的结构构件在温
度变形和约束的共同作用下,产生温度应力,当这种应力超过混凝土的抗裂强度
时,就产生温度裂缝。如:自防水屋面板上的裂缝、大体积混凝土的裂缝。温度
裂缝的特征:裂缝的宽度大小不一,但每一条裂缝宽度变化不大,裂缝宽度随着
温度变化而变化。一般会出现表面的、较深的或贯穿性裂缝。其中表层裂缝的方
向一般无规律性;较深的或贯穿裂缝走向,往往与主筋方向平行或接近平行。普
通钢筋混凝土的裂缝不一定都是质量问题,只要裂缝宽度符合规范规定,都属正
常情况。但对宽度超过规范规定,或降低构件的承载能力,或有失稳破坏可能,
或影响耐久性等方面的裂缝等都应认真分析,慎重处理。
施工方面
施工工艺不当是造成钢筋混凝土开裂的另一个主要原因。由于施工原因造成
裂缝出现的因素很多,主要有:水泥、砂、石等质量不好是引起裂缝较常见的因
素。若工程上用了这些不合格的材料就会导致质量事故,所以说只有把好材料的
质量关,工程质量才会在根本上得到保证。
混凝土是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的
均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺
陷和疏漏,都可能是裂缝产生的直接或间接原因。
水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。混凝
土养护,特别是早期养护质量与裂缝关系密切。早期表面干燥可使其内外温度较
大更容易产生裂缝。
模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等
都有可能造成混凝土开裂。施工过程中,钢筋表面污染,混凝土保护层太大或太
小,浇筑中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。
1.4结构受荷
在施工中和使用中由于结构受荷都可能出现裂缝。例如早期受震、构件堆放、
运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生
裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现
不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30-40%的设计荷载,就可能出
现裂缝,肉眼一般不能察觉,而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5
倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝也称
为无害裂缝)。在混凝土结构设计规范中,根据环境类别和裂缝控制等级的不同
情况规定裂缝的最大宽度为0.2-0.3mm,对那些宽度超过规范规定的裂缝,以及
不允许开裂的构件上出现裂缝则是有害的,需加以认真分析,慎重处理。
2结构设计时采用的抗裂措施
2.1混凝土原材料的选择
直接影响到混凝土的开裂。由于混凝土自身的特性,水灰比过大,水泥用量大,
外掺剂保水性差,粗骨料少,用水量大,振捣不良,环境气温高,表面失水大
(养护不良及吸水砖模)等都能导致收缩表面开裂。自20世纪初起,为了减小水
化放热产生的影响,开始采用掺火山灰的办法,30年代又开发出低热水泥。利用
加大粗骨料粒径、非常低的水泥用量、预冷拌合物原材料、限制浇筑层高和管道
冷却等措施,进一步获得了降低水化温峰、抑制热裂缝的效果。因此从选择水化
热低的水泥,控制水灰比,减少水泥用量和用水量,添加适当的外加剂等措施以
控制混凝土的开裂。例如,超长的地下室结构外墙应选用补偿收缩混凝土,即在
混凝土中掺入UEA,HEA等微膨胀剂,以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩
值的差值不小于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。普通硅酸盐水泥外掺粉煤灰可
有效控制早期和长期收缩开裂。
2.2提高结构自身承载力
在结构设计过程中
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