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摘 要:在当前工程施工中,导致工程超长结构出现变形的因素有很多,其中主要就是由温度引起的,使得超长混凝土结构在使用过程中出现收缩和膨胀的现象,从而导致整个施工工程的质量受到严重的影响,同时也带来了一定的安全隐患,因此为了有效的解决这个问题,减少超长结构温度变形对整个工程施工带来的影响,技术人员就要通过对超长结构温度变形的原因进行有效的分析,采用相关的技术措施对其进行治理。本文通过对超长结构温度变形的基本特点进行详细的分析,讨论了减少超长结构温度变形的技术措施,以供同行参考。
关键词:超长结构;温度变形;裂缝
在工程施工中,超长结构温度变形是一个十分普遍的现象,这主要是在超长混凝土结构硬化的过程中,由于受到周围的温度的影响,使得混凝土结构温度变形的现象,导致混凝土结构中出现裂缝,这对整个工程质量带来了严重的影响。因此为了防止这类现象的出现,减小超长结构温度变形对混凝土结构的影响,就要采用相关的技术措施对其进行处理,从而提高工程结构的整体的稳定性和可靠性。
1 温度变形的基本特点
在超长混凝土结构硬化的过程中,由于受到周围温度的影响,使得混凝土结构出现膨胀收缩的现象,导致在混凝土结构中产生一定的收缩应力和温度应力,当这两种应力超过超长混凝土结构的抗拉应力时,其超长结构就会出现温度变形的现象,从而给整个工程的质量带来了严重的影响。
1.1 收缩变形的特性及影响因素
在一般情况下,超长混凝土结构的收缩应变量比较小,只是在早期浇筑施工的过程中,容易出现较大的收缩量,随着时间的推移混凝土结构的收缩量也会变得越来越不明显。而引起混凝土结构收缩变形的主要因素有:混凝土自身结构的强度、施工原料的质量、混凝土的配合比以及混凝土结构养护的实践等。
1.2 温度变形的特性及影响因素
在通常情况下,超长混凝土结构的膨胀系数一般在1.0×10-5℃左右,其超长结构的变形随着温差的变化而变化。使得混凝土结构在使用的时候,出现一系列的质量问题。根据相关数据分析,我们可以了解到导致超长混凝土结构发生温度变形因素是由温差引起的,其中主要有季节性温差、工程结构内外温差、日照温差等。
1.3 温度收缩裂缝的基本特点
1.3.1 在超长混凝土结构使用的过程中,随着温度的不断变化和時间的推移,其混凝土结构裂缝的开裂程度也在逐渐的加剧。
1.3.2 在超长结构中,有温度变形而产生的裂缝主要有着两种,它们分别是以收缩形变为主的温度收缩裂缝和以温度变化为主的收缩裂缝。其中在工程施工中,常见的主要是以收缩形变为主的收缩裂缝。
1.3.3 这些裂缝在超长混凝土结构中,出现的形式有很多种,一般都是以垂直于纵向的方向出现在超长结构当中。
2 防止和减轻超长混凝土结构温度收缩裂缝的设计建议
根据超长混凝土结构温度变形的基本特点,我们可以清楚的了解到导致混凝土结构产生裂缝的主要因素,因此为了减少温度应力对超长混凝土结构的影响,工作人员必须要从减少温度的变化、对结构的约束这两个方面进行考虑,从而有效的提高超长混凝土结构的质量,满足工程的施工标准,下面我们就对其具体的防治措施进行介绍。
2.1 设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的措施
2.1.1 有效设置后浇带。后浇带是列入高规中的一种目前设计人员常采用的方法,它利用了混凝土早期收缩量大的特性。主要作用是释放早期混凝土收缩应力,减小以收缩为主的变形。高规虽然对后浇带的间距、宽度、钢筋处理、浇筑时间有较明确要求,不少资料对此也有所介绍。但是结合多年来对兰州地区几个较大型超长工程的设计实践,深感对后浇带的做法必须予以重视。
(1)间距:高规规定为30m~40m。建议具体工程应结合建筑物长度、气候环境特点综合考虑,一般应控制在30m左右。
(2)位置:a.小跨梁开间或受力较小的部位,一般可在梁跨三分之一处。b.平面布置时要注意梁的布置宜平行于后浇带以免梁截断太多。c.视具体情况可沿平面曲折通过。
(3)宽度:高规规定800~1000mm。建议预留的宽度要考虑满足钢筋错开搭接要求。可允许大于1000mm。
(4)钢筋:目前对后浇带内梁纵向钢筋处理有两种做法。
第一种:梁板钢筋均断开后搭接(高规要求),但由于梁钢筋搭、焊接处理困难,质量不易保证,易给结构造成隐患。第二种:板钢筋断开,梁钢筋直通不断。目前工程采用较多,但由于截断梁较多时,钢筋全部不断会约束混凝土收缩,达不到予期效果。
(5)浇筑时间:高规要求,宜在两个月后且浇筑时的温度宜低于主体混凝土浇筑时的温度。由于混凝土早期收缩量大,相对一年的收缩量,半月约占30~40%;1个月约占45~55%;2个月约占65~75%;半年约占80~90%,故应按规范执行,一般应保证两个月后浇筑。
2.1.2 针对性地采取控制和抵抗温度收缩应力的措施
(1)加强屋面保温隔热措施,采用高效保温材料,严格满足建筑节能设计标准。
(2)屋面板、外廊板,阳台板等外露室外现浇板(含施工期间主体暴露时间较长的室内现浇板)以及板跨大于4m且采用泵送混凝土的双向连续板等温度收缩应力较大的板,均应在板面(即板的受压区)配置不小于φ6@200双向钢筋网片,或支座钢筋隔一全跨贯通,但间距不宜大于200mm,每一方向配筋率不宜小于0.1%。以上板在有受力钢筋处,实配钢筋尚应考虑温度收缩应力影响予以适当增大。
(3)框架梁及所有现浇梁凡高度≥600者(外露梁高度≥500)均设置不小于2φ12腰筋。腰筋宜细而密,间距不应大于200mm,每侧腰筋配筋率不宜小于0.1%。
(4)檐口板,外露栏板应双面双向配筋,上下端头各配≥2φ10温度抵抗筋,并每隔15~20m设置一道20mm温度伸缩缝。
(5)控制现浇板混凝土强度等级不宜大于C35。
后浇带列入高层规程后已在大量工程中广泛使用。前已述及,其主要作用是减小混凝土早期以收缩为主的变形。因此,超长混凝土结构温度收缩裂缝的预防不能仅靠设置后浇带来解决,必须采取上述“放”“防”“抗”相结合的综合措施。笔者已在兰州和西非热带地区一些较大型的超长建筑中,根据具体工程各自的特点多次采用了上述综合措施。实践证明比较有效。故认为,防止和减轻兰州地区超长混凝土结构温度收缩裂缝目前仍然应首先或主要采用设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的综合措施。考虑目前混凝土温度收缩裂缝的趋于增多以及超长混凝土结构的抗震性能。建议采用上述综合措施,房屋总长宜控制在120m内。
结束语
由此可见,要防止或者减少温度形变对超长混凝土结构带来的影响,相关工作人员在施工前一定要将其超长结构温度变形的原因进行详细的分析,然后在通过相应的技术措施对其进行控制处理,进而减小温度形变对工程结构的影响,以确保工程的施工质量符合工程的施工要求,给施工工程带来良好的经济效益。
参考文献
[1]刘蕴毅.控制超长建筑物温度变形的有关措施[J].安徽建筑,2005(5).
[2]胡显宏.后浇带封闭后楼板产生裂缝的原因分析[J].黑龙江科技信息,2011(16).
关键词:超长结构;温度变形;裂缝
在工程施工中,超长结构温度变形是一个十分普遍的现象,这主要是在超长混凝土结构硬化的过程中,由于受到周围的温度的影响,使得混凝土结构温度变形的现象,导致混凝土结构中出现裂缝,这对整个工程质量带来了严重的影响。因此为了防止这类现象的出现,减小超长结构温度变形对混凝土结构的影响,就要采用相关的技术措施对其进行处理,从而提高工程结构的整体的稳定性和可靠性。
1 温度变形的基本特点
在超长混凝土结构硬化的过程中,由于受到周围温度的影响,使得混凝土结构出现膨胀收缩的现象,导致在混凝土结构中产生一定的收缩应力和温度应力,当这两种应力超过超长混凝土结构的抗拉应力时,其超长结构就会出现温度变形的现象,从而给整个工程的质量带来了严重的影响。
1.1 收缩变形的特性及影响因素
在一般情况下,超长混凝土结构的收缩应变量比较小,只是在早期浇筑施工的过程中,容易出现较大的收缩量,随着时间的推移混凝土结构的收缩量也会变得越来越不明显。而引起混凝土结构收缩变形的主要因素有:混凝土自身结构的强度、施工原料的质量、混凝土的配合比以及混凝土结构养护的实践等。
1.2 温度变形的特性及影响因素
在通常情况下,超长混凝土结构的膨胀系数一般在1.0×10-5℃左右,其超长结构的变形随着温差的变化而变化。使得混凝土结构在使用的时候,出现一系列的质量问题。根据相关数据分析,我们可以了解到导致超长混凝土结构发生温度变形因素是由温差引起的,其中主要有季节性温差、工程结构内外温差、日照温差等。
1.3 温度收缩裂缝的基本特点
1.3.1 在超长混凝土结构使用的过程中,随着温度的不断变化和時间的推移,其混凝土结构裂缝的开裂程度也在逐渐的加剧。
1.3.2 在超长结构中,有温度变形而产生的裂缝主要有着两种,它们分别是以收缩形变为主的温度收缩裂缝和以温度变化为主的收缩裂缝。其中在工程施工中,常见的主要是以收缩形变为主的收缩裂缝。
1.3.3 这些裂缝在超长混凝土结构中,出现的形式有很多种,一般都是以垂直于纵向的方向出现在超长结构当中。
2 防止和减轻超长混凝土结构温度收缩裂缝的设计建议
根据超长混凝土结构温度变形的基本特点,我们可以清楚的了解到导致混凝土结构产生裂缝的主要因素,因此为了减少温度应力对超长混凝土结构的影响,工作人员必须要从减少温度的变化、对结构的约束这两个方面进行考虑,从而有效的提高超长混凝土结构的质量,满足工程的施工标准,下面我们就对其具体的防治措施进行介绍。
2.1 设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的措施
2.1.1 有效设置后浇带。后浇带是列入高规中的一种目前设计人员常采用的方法,它利用了混凝土早期收缩量大的特性。主要作用是释放早期混凝土收缩应力,减小以收缩为主的变形。高规虽然对后浇带的间距、宽度、钢筋处理、浇筑时间有较明确要求,不少资料对此也有所介绍。但是结合多年来对兰州地区几个较大型超长工程的设计实践,深感对后浇带的做法必须予以重视。
(1)间距:高规规定为30m~40m。建议具体工程应结合建筑物长度、气候环境特点综合考虑,一般应控制在30m左右。
(2)位置:a.小跨梁开间或受力较小的部位,一般可在梁跨三分之一处。b.平面布置时要注意梁的布置宜平行于后浇带以免梁截断太多。c.视具体情况可沿平面曲折通过。
(3)宽度:高规规定800~1000mm。建议预留的宽度要考虑满足钢筋错开搭接要求。可允许大于1000mm。
(4)钢筋:目前对后浇带内梁纵向钢筋处理有两种做法。
第一种:梁板钢筋均断开后搭接(高规要求),但由于梁钢筋搭、焊接处理困难,质量不易保证,易给结构造成隐患。第二种:板钢筋断开,梁钢筋直通不断。目前工程采用较多,但由于截断梁较多时,钢筋全部不断会约束混凝土收缩,达不到予期效果。
(5)浇筑时间:高规要求,宜在两个月后且浇筑时的温度宜低于主体混凝土浇筑时的温度。由于混凝土早期收缩量大,相对一年的收缩量,半月约占30~40%;1个月约占45~55%;2个月约占65~75%;半年约占80~90%,故应按规范执行,一般应保证两个月后浇筑。
2.1.2 针对性地采取控制和抵抗温度收缩应力的措施
(1)加强屋面保温隔热措施,采用高效保温材料,严格满足建筑节能设计标准。
(2)屋面板、外廊板,阳台板等外露室外现浇板(含施工期间主体暴露时间较长的室内现浇板)以及板跨大于4m且采用泵送混凝土的双向连续板等温度收缩应力较大的板,均应在板面(即板的受压区)配置不小于φ6@200双向钢筋网片,或支座钢筋隔一全跨贯通,但间距不宜大于200mm,每一方向配筋率不宜小于0.1%。以上板在有受力钢筋处,实配钢筋尚应考虑温度收缩应力影响予以适当增大。
(3)框架梁及所有现浇梁凡高度≥600者(外露梁高度≥500)均设置不小于2φ12腰筋。腰筋宜细而密,间距不应大于200mm,每侧腰筋配筋率不宜小于0.1%。
(4)檐口板,外露栏板应双面双向配筋,上下端头各配≥2φ10温度抵抗筋,并每隔15~20m设置一道20mm温度伸缩缝。
(5)控制现浇板混凝土强度等级不宜大于C35。
后浇带列入高层规程后已在大量工程中广泛使用。前已述及,其主要作用是减小混凝土早期以收缩为主的变形。因此,超长混凝土结构温度收缩裂缝的预防不能仅靠设置后浇带来解决,必须采取上述“放”“防”“抗”相结合的综合措施。笔者已在兰州和西非热带地区一些较大型的超长建筑中,根据具体工程各自的特点多次采用了上述综合措施。实践证明比较有效。故认为,防止和减轻兰州地区超长混凝土结构温度收缩裂缝目前仍然应首先或主要采用设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的综合措施。考虑目前混凝土温度收缩裂缝的趋于增多以及超长混凝土结构的抗震性能。建议采用上述综合措施,房屋总长宜控制在120m内。
结束语
由此可见,要防止或者减少温度形变对超长混凝土结构带来的影响,相关工作人员在施工前一定要将其超长结构温度变形的原因进行详细的分析,然后在通过相应的技术措施对其进行控制处理,进而减小温度形变对工程结构的影响,以确保工程的施工质量符合工程的施工要求,给施工工程带来良好的经济效益。
参考文献
[1]刘蕴毅.控制超长建筑物温度变形的有关措施[J].安徽建筑,2005(5).
[2]胡显宏.后浇带封闭后楼板产生裂缝的原因分析[J].黑龙江科技信息,2011(16).