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控制混凝土裂缝—设计控制

浏览量:192 发布时间:2021.03.12
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混凝土结构出现裂缝原因有多种,控制裂缝发生应从材料选择、设计控制、施工质量和使用维护四个方面入手。

在《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)中包括了大量裂缝控制的内容。其中控制荷载作用下受力裂缝的内容在规范“裂缝限值”和“裂缝计算”中有详细介绍。而控制间接裂缝的内容主要表现为构造措施,集中在规范对“伸缩缝”和“构件构造”的规定中。以下介绍是一些设计原则以及设计中应重点关注的裂缝控制措施。

一、   容易开裂的结构部位

混凝土结构应考虑非设计工况引起的效应,在下列容易开裂的部位采取针对性的防裂构造措施。

——按简支设计,但实际具有一定程度嵌固约束的结构部位;

——按自由边界考虑,但变形、位移较大时仍受到一定约束的结构部位;

——曲率半径很小,容易引起应力集中的结构凹槽、凹角部位;

——结构长度很大,中部凹进的峰腰瓶颈部位;

——结构体量过大,水化热难以散失的结构表面;

——结构体量或尺度突变处的部位;

——地质情况复杂,结构荷载分布不均衡,容易引起沉降差的结构部位;

——采用泵送、免振工艺施工的现浇混凝土结构;

——现浇混凝土施工缝的接槎部位;

——跨季节施工(尤其冬、春季)或多风干燥、蒸发量大,温差很大条件下施工的现浇混凝土结构;

——配筋较少的现浇板类结构;

——上表面配筋容易受干扰向下移位的支座外部位;

——装配式结构的接头、拼缝部位;

——混凝土结构与其他材料(钢、木、砌体等)结构、构件的交界部位。

二、   控制裂缝的设计手段

采用细筋密配的形式布置受力钢筋,可以改善裂缝分布形态(细而密);而配置粗而稀的钢筋易形成较宽的裂缝;

在混凝土表层配置钢筋网片,是控制可见裂缝的有效措施,但应考虑施工质量(定位措施)及耐久性问题;

采用预应力的配筋形式,利用预应力抵消、减小拉应力;是控制裂缝的有效手段;

采用已完成收缩的预制构件(尤其是预应力预制构件)及叠合构件,是控制裂缝的有效途径。但应妥善处理接头及拼缝,保证结构整体性,防止拼接裂缝;

设置后浇带可减小早期混凝土收缩的影响,但后浇带不能代替伸缩缝。后浇带间距不宜大于30m;间隔时间根据具体情况确定,且宜用膨胀混凝土浇筑;

在温差、收缩约束应力集中的部位,宜在浇筑混凝土后采取措施,引导控制缝以减小约束应力的积聚,并在后期施工时加以掩盖。

三、   构件设计注意事项

简支板、简支梁的支座部位,宜配置适量面层(负弯矩)钢筋,避免支座约束产生的负弯矩裂缝;

周边支承的混凝土板,板边支座负弯矩钢筋应伸入支座,并满足锚固要求;板底正弯矩钢筋宜全部伸入支座;非受力方向也应布置足够的横向构造钢筋;

处于温度—收缩约束应力较大部位的连续板,伸入支座的正弯矩板底钢筋应可靠锚固;

温度—收缩约束应力集中处的板,可在梁、墙等轴线部位设置控制缝,引导裂缝出现以缓解约束应力,并在随后的浇筑施工中加以掩盖;

挑檐、阳台不宜采用悬臂板,而宜采用挑梁式结构;

悬臂梁上部负弯矩钢筋不宜切断,至少二根伸至外端,其余弯折锚固;

梁腹高度较大时,侧边应配置纵向构造钢筋(腰筋),以控制侧面收缩、开裂;

梁、柱中纵向受力钢筋的保护层厚度较大时,可配置构造钢筋网片抗裂;

地下室墙体中宜增加水平方向的纵向配筋,以控制收缩裂缝;

剪力墙洞口、连梁应配置足够的水平钢筋或斜筋,并有足够的锚固长度;

装配式结构的接头处,钢筋应按设计可靠地连接,浇筑的细石混凝土强度不低于C30并宜采用膨胀混凝土;

预制板侧边应采用双齿边,拼缝上口宽度不小于30mm;且宜采用掺膨胀剂的细石混凝土灌缝。

四、   控制地基不均匀沉降

考虑上部结构和地基的共同作用,对建筑体型、荷载情况、结构类型和地质条件进行综合分析,确定合理的建筑、结构、施工措施和地基处理方法,控制不均匀沉降;

应进行地基承载力验算及变形验算,控制沉降值及局部倾斜值,符合有关规范的规定;

软弱地基上的建筑,应在下列薄弱部位设置沉降缝:平面转折处、高度—荷载差异处,长高比过大的结构、地基土压缩性显著变化处、结构或材料类型不同处、分期建造房屋的分界处;

相邻建筑基础间应保持规定的净距,高耸建筑及堆载下的地基压缩区不宜重叠,由变形计算核实与周围建筑的间距。

五、   保温隔热措施

屋面保温层应做在屋面板上,且伸至挑檐板尽端,其上的水泥砂浆或找平层应设置伸缩缝,并做好屋面防水;

炎热气候条件下宜设置架空屋面层,或涂浅色隔热涂料以降低屋面温度;

建筑物的外墙宜采用外保温形式,且保温层应包覆可能产生热桥的部位;

在夏季阳光强烈的地区,屋顶及外墙(尤其是西山墙)宜采用浅色。

以上几个方面从设计的角度处理,将更有效的从原头控制好结构裂缝的产生。

 

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