6. 裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)
國際上各國規(guī)范雖有不同,但致上差別不,由于混凝土泵送工藝的發(fā)展,量超靜定結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,肯定了體積混凝土裂縫的不可避免性,對(duì)裂縫的允許寬度有逐漸放寬的趨勢(shì)例如過去地下防水工程允許裂縫寬度0.1mm,近年來已被放寬至0.2mm.正常環(huán)境條件下0.3~0.4mm,對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土則分為三有控制:1.不允許出現(xiàn)拉奕力;2.拉而不裂(常用);3:裂而不寬(小于0.2mm),但是由于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土迅速發(fā)展到截面超靜定結(jié)構(gòu)中,混凝土強(qiáng)度等級(jí)很高,如不注意體積混凝土的特點(diǎn),張拉前可能出超過允許寬度量裂縫,張拉后也不能閉合(預(yù)應(yīng)力很不均勻),是值得在預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用中注意的重難題。鋼筋混凝土的裂縫與環(huán)境中潮濕狀態(tài)、氧離子、氯離子、酸性氣體等作用,當(dāng)裂縫寬度(緊貼鋼筋表面)在0.25~0.3mm以上時(shí),鋼筋發(fā)生銹蝕,根據(jù)氧化鐵的成分不同,其體積增加倍,導(dǎo)致混凝土剝落,特別昌順鋼筋的縱向裂縫危害很,必須鑿除補(bǔ)強(qiáng)。
裂縫包括早期裂縫(約30天以內(nèi))、中期裂縫(約6個(gè)月以內(nèi))和后期裂縫(1年至數(shù)10年)。有些結(jié)構(gòu)承受反復(fù)溫差及荷載作用造成裂縫累計(jì)損傷,形成后期裂縫的增加與擴(kuò)展。
以上,簡要提供了控制裂縫的綜合方法,但在分析結(jié)構(gòu)裂縫葉還應(yīng)根據(jù)具體時(shí)空條件及約束狀態(tài)找出引起裂縫的主、次原因,進(jìn)而確定合理的加固方案。
7. 后澆帶的優(yōu)缺點(diǎn)
在體積砼施工中,“后澆帶”屬一種臨時(shí)性溫度伸縮縫措施,是控制裂縫產(chǎn)生辦法之一,在上海地區(qū)也被用來解決地基的差異沉降問題,這些永久性伸縮縫前進(jìn)了一步。但“后澆帶”一般都貫?zāi)苷麄€(gè)結(jié)構(gòu),不僅影響到結(jié)構(gòu)的整體性及整體風(fēng)度,也給施工中的清理鑿毛、焊接和支撐都帶來一定困難,還延長了工期,在搭樓封頂前,地下室處于漏水狀態(tài),且在換撐時(shí)底板由于后澆帶而降低了水平側(cè)移剛度,可能引起較位移,所以設(shè)計(jì)及施工單位都想法取消“后澆帶”為此,根據(jù)地下室箱基與底板共同作用的整體剛度接近剛性基礎(chǔ),具有抵抗主裙的一定程度差異沉降的能力的實(shí)際善提出可用樁基把主裙樓的差異沉降高速到30mm以內(nèi),并結(jié)合以往體積砼的施工經(jīng)驗(yàn),經(jīng)周密的理論分析,在設(shè)計(jì)與施工單位配合下,在寶鋼多項(xiàng)工程及新上海國際廈、東海商業(yè)中心、金融廣場(chǎng)、浦貿(mào)廈、世界金融廈(底板厚3.3mm,裙房邊緣距塔樓最遠(yuǎn)達(dá)46.67m)等許多工程中采取嚴(yán)密技術(shù)和組織措施。做到了一次性連續(xù)澆灌,取消了";后澆帶";,這是目前高層次建設(shè)基礎(chǔ)工程的一項(xiàng)新進(jìn)展。
快把結(jié)構(gòu)工程師站點(diǎn)加入收藏夾吧! 8. 從材料的角度看控制裂縫的發(fā)展方向
家知道,現(xiàn)代建設(shè)材料的發(fā)展趨勢(shì)是“提高強(qiáng)度”,創(chuàng)造高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土。發(fā)展的目的是節(jié)約材料和減輕自重。在某些特殊領(lǐng)域,如預(yù)應(yīng)力跨度結(jié)構(gòu),其應(yīng)用是很有價(jià)值的,在超高層建筑中可減小截面,減輕自重。
但是,一般建筑結(jié)構(gòu)中,從結(jié)構(gòu)的裂縫控制觀點(diǎn)看來,高強(qiáng)的建筑材料優(yōu)越必得不到充分發(fā)揮,在設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%以內(nèi)。材料已經(jīng)開裂,而且高強(qiáng)材料往往伴隨著脆性。有些工 程,其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度還遠(yuǎn)未發(fā)揮出來的時(shí)候,即因?yàn)殚_裂而進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。提高混凝土的抗壓強(qiáng)度對(duì)抗拉強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的十分之一,(Rf=0.1R,C60時(shí)Rf =0.5R)。所以建筑材料如能向提高";韌性";的方向發(fā)展,將會(huì)有更的國民經(jīng)濟(jì)意義。國內(nèi)外50年代發(fā)展起來的鋼絲網(wǎng)水泥就是一例。鋼絲網(wǎng)水泥也是一種鋼筋混凝土。它由粒每期05.~1.5mm的細(xì)骨料和水泥組成混凝土,用直徑1mm的細(xì)鋼絲分散配筋,組成一新的復(fù)合材料,具備了一系列普通混凝土所不能具備的特性:高彈性,良好的抗裂穩(wěn)定性,具有相當(dāng)高的抗拉能力,相應(yīng)的較高強(qiáng)度和適應(yīng)薄壁結(jié)構(gòu)等,在各種輕型跨度層蓋結(jié)構(gòu)、型容器中小造船工程的應(yīng)用中進(jìn)展很。
值得注意的是,這樣配筋的砂漿混凝土結(jié)構(gòu)在彎曲與軸拉作用下,第一批裂縫的出現(xiàn)不僅與水泥材料活性及用量有關(guān),而且與配筋率有顯著的關(guān)系。相同配筋率條件下,增加鋼筋與砂漿接觸面積可提高鋼絲網(wǎng)水泥的抗拉強(qiáng)度。鋼絲網(wǎng)水泥極限抗拉強(qiáng)度達(dá)80MPa以上。細(xì)鋼絲與砂漿的結(jié)構(gòu)可以使它的極限拉伸接近鋼絲的極限拉伸。
其出現(xiàn)裂縫的拉應(yīng)力為3.1~3.2MPa,極限拉伸為5~6×10-4,構(gòu)件完全斷裂的相對(duì)變形ε=15~18×10-4,這些都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普通鋼混凝土的抗裂性能。所以這種結(jié)構(gòu)具有很高的抗?jié)B能力(可抵抗10個(gè)以上水壓頭)。
為改善混凝土脆性,提高其韌性,從60年代開始,對(duì)纖維混凝土進(jìn)行了量的研究。有的國家1972年獲得專利權(quán),最近幾年,我國也開始了這方面的研究,并在高速公路路面、橋面板、特構(gòu)中獲得初步應(yīng)用,纖維種類很多,如塑料、玻璃、鋼絲等。用走私為0.005~0.015mm的玻璃絲,0.15~0.75mm的尼龍絲、鋼絲等,纖維長0.1~7.62cn分散地?fù)皆诨炷林校M成一種新的復(fù)合材料。它可以提高抗拉強(qiáng)度1~3倍,抗彎~5倍,提高沖擊韌性10余倍。其機(jī)現(xiàn)是緩和混凝土內(nèi)部應(yīng)力集中,提高了抗裂能力。
以體積配筋率為1.5%的鋼纖維混凝土為例,與普通混凝土比較,早期抗彎強(qiáng)度提高1.5~2倍,抗拉抗彎強(qiáng)度南昌市1.5~1.8倍,極限拉伸(即開開裂強(qiáng)度)可達(dá)4.6MPa.延伸率提高2倍左右,抗壓強(qiáng)度提高1.3倍,抗剪強(qiáng)度提高1.5~2倍。此外鋼纖維混凝土的韌性是普通混凝土的40~200倍,耐沖擊性能約為普通混凝土的5~10倍。
復(fù)合材料的變形性能包括拉伸、壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲、轉(zhuǎn)角等。近年來纖維增強(qiáng)的耐熱材料獲得進(jìn)展。這些新成就展現(xiàn)了鋼筋混凝土朝著提高韌性方面研究的廣闊前景。
一項(xiàng)新技術(shù)的發(fā)展不可缺少的條件是經(jīng)濟(jì)效益,在量應(yīng)用中必須考慮這一因素。鋼纖維混凝土在力學(xué)性能方面具備很優(yōu)點(diǎn),但一般來說,其造價(jià)比較昂貴,目前只在特殊工程中獲得應(yīng)用。
近年來國外關(guān)于微膨脹混凝土的研究與應(yīng)用有新的發(fā)展,特別是用在一些中小型工程上效果比較顯著。其主要的問題是膨脹穩(wěn)定性,有些材料不易達(dá)到控制微膨脹的施工要求;有些材料早期膨脹,后期收縮;有些則徐彎太,應(yīng)力松馳頗多,預(yù)膨脹壓應(yīng)力。其最終結(jié)構(gòu)達(dá)不到長期收縮的補(bǔ)償目的。關(guān)于這類材料的穩(wěn)定性方面的改善問題還要做許多工作,特別注意早期微膨脹產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力被早期徐變松馳的缺陷。新材料的開發(fā)固然是很重要的一方面,但正如本書的基本觀點(diǎn),控制裂縫是必然綜合結(jié)構(gòu)、施工、材料、地基基礎(chǔ)、環(huán)境諸多因素的綜合技術(shù)。應(yīng)特別重視材料試驗(yàn)條件與實(shí)際結(jié)構(gòu)狀況的差異。