淺析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制畢業(yè)論文（可編輯）

1、 畢 業(yè) 論 文 論文題目:淺析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制 學(xué)生姓名:易 鵬 學(xué) 號:1104010631 年級專業(yè):建筑工程 指導(dǎo)老師: 周 锫 系 別:管理系 湖南?長沙 二oo一四年三月附件1.2目 錄摘要11前言12裂縫的概念23出現(xiàn)裂縫的原因分析33.1收縮及水化熱增加3.2混凝土強度等級日趨提高3.3結(jié)構(gòu)約束應(yīng)力不斷增大3.4外加劑的負(fù)效應(yīng)3.5忽略結(jié)構(gòu)約束3.6養(yǎng)護方法不當(dāng)3.7混凝土抗拉性能不足4針對裂縫的控制措施44.1從減少收縮的角度出發(fā),宜采用中低水泥和粉煤灰水泥4.2嚴(yán)格控制單方混凝土用水量。4.3摻加膨脹劑補償收縮。4.4養(yǎng)護時間和方法。4.5合理使用“雙摻”技術(shù)。4.

2、6合理配置構(gòu)造鋼筋、重視施工質(zhì)量。5問題及建議5參考文獻6致謝7 淺析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制 作 者:易 鵬 指導(dǎo)老師:周 锫 湖南信息科學(xué)職業(yè)學(xué)院管理系11級建筑工程,長沙 410151 摘要:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑工程中被廣泛應(yīng)用,但是其裂縫控制問題是建筑工程中很重要的問題之一,特別是最近2o年來,鋼筋混凝土獲得廣泛應(yīng)用之后,混凝土均質(zhì)性有了很大改善的同時,裂縫控制技術(shù)難度大大增加了,本文是在大量建設(shè)實踐和現(xiàn)場實驗研究基礎(chǔ)上,簡要分析了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的特征,產(chǎn)生原因和可能存在的危害,并在此基礎(chǔ)上提出幾點預(yù)防鋼筋混凝士裂縫的措施。關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫裂縫原因預(yù)防措施 1 前言鋼筋混

3、凝土結(jié)構(gòu)在建筑工程中越來越廣泛的被應(yīng)用開來,暗示一個相當(dāng)普遍的質(zhì)量問題就是結(jié)構(gòu)的裂縫問題,且有日趨增多的趨勢。裂縫問題已嚴(yán)重影響到工程的質(zhì)量,甚至影響到人們正常的生活和生產(chǎn),并困擾著大批工程技術(shù)人員和管理人員,是一個迫切需要解決的技術(shù)難題?；炷潦撬?、粗集料、細(xì)集料、水所組成的非均質(zhì)堆聚結(jié)構(gòu),在成型后隨溫度、濕度等環(huán)境條件的影響會形成肉眼看不到的微裂縫。由于混凝土的組成材料和微觀構(gòu)造不同以及受環(huán)境影響的不同,混凝土產(chǎn)生裂縫的原因是多種多樣比較復(fù)雜的。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,有害與無害的界限由結(jié)構(gòu)使用功能決定的。裂縫控制的主要方法是通過設(shè)計、施工、材料等方面

4、綜合技術(shù)措施將裂縫控制在無害范圍內(nèi)。 改革開放以來,我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了飛速發(fā)展,建造了大量各類鋼筋混凝土建筑物和構(gòu)筑物。在這些鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,結(jié)構(gòu)的裂縫問題,是一個相當(dāng)普遍的質(zhì)量問題,嚴(yán)重的已影響到工程的使用和安全,是一個需要探討和解決的技術(shù)難題。近年來,盡管裂縫問題引起了業(yè)界重視,但仍未得到很好解決。 希望通過本文對裂縫產(chǎn)生原因的分析,并從實踐中總結(jié)出的一些預(yù)控措施,能夠供工程技術(shù)人員借鑒參考,達(dá)到防范于未然的作用。 2 裂縫的概念鋼筋混凝土的內(nèi)部結(jié)決定其產(chǎn)生裂縫。由于結(jié)構(gòu)在外荷載作用下的破壞和倒塌是從裂縫擴展開始的,因此人們對裂縫往往產(chǎn)生一種建筑破壞的恐懼感,是可以理解的。早在193

5、2年,前蘇聯(lián)a.rlo11et教授的鋼筋混凝土強度理論就指出,如正常配筋受彎構(gòu)件的破壞狀態(tài)是指受拉區(qū)鋼筋到達(dá)屈服強度,受壓區(qū)混凝士到達(dá)受彎的抗壓強度,此狀態(tài)稱為承載力極限狀態(tài)。這一狀態(tài)全過程是伴隨著荷載的不斷增加,裂縫出現(xiàn)鋼筋應(yīng)力只有4060mpa,裂縫擴展,受壓區(qū)塑性不斷發(fā)展,最后達(dá)到完全破壞。此時破壞荷載往往是裂縫出現(xiàn)荷載時的35倍,因此,很多大型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),僅僅自重就超過了極限荷載的3o%,在此條件下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)帶有輕微裂紋是完全正常的,結(jié)構(gòu)是安全的,恐懼是不必要的。國內(nèi)外關(guān)于荷載作用下鋼筋混凝土構(gòu)件的設(shè)計都有自己的經(jīng)驗公式,并已納有關(guān)規(guī)范,盡管計算結(jié)果出入較大,但畢竟可以參考應(yīng)用

6、。但是近年來大量裂縫的出現(xiàn),并非與荷載作用有直接關(guān)系,通過大量的調(diào)查與實測研究證明這種裂是由于變形作用引起,包括溫度變形水泥的水化熱、氣溫變化、環(huán)境生產(chǎn)熱,收縮變形塑性收縮、干燥收縮、碳化收縮及地基不均勻沉降膨脹變形。由于這些變形受到約束引起的應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度導(dǎo)致裂縫,統(tǒng)稱“變形作用引起的裂縫3 出現(xiàn)裂縫的原因分析3.1收縮及水化熱增加自從7o年代未知 19781979年我國混凝土施工工藝產(chǎn)生了巨大進步?泵送商品混疑土工藝,從過去的干硬性低動型,現(xiàn)場攪拌混凝土轉(zhuǎn)向集中攪拌,轉(zhuǎn)向大流動性泵送澆筑,水泥用量增加,水灰比增加,砂率增加,骨料粒徑減小,用水量增加等導(dǎo)致收縮及水化熱增加3.2混凝

7、土強度等級日趨提高建筑結(jié)構(gòu)混凝土強度等級日趨提高,但有許多結(jié)構(gòu)不適當(dāng)?shù)倪x擇了過高的強度等級。習(xí)慣上認(rèn)為:“強度等級越高安全度越大,就高不就低,提高強度等級沒壞處”。有時遷就施工方便,采用高強混凝土,這是種誤導(dǎo),導(dǎo)致水泥標(biāo)號增加,水泥用量增加,水用量增加,細(xì)骨料及粗骨料徑偏小,砂率偏大等都使水化熱及收縮增加。3.3結(jié)構(gòu)約束應(yīng)力不斷增大結(jié)構(gòu)規(guī)模日趨增大,結(jié)構(gòu)形式日趨復(fù)雜,超長超厚及超靜定結(jié)構(gòu)成為經(jīng)常采用結(jié)構(gòu)形式并采用現(xiàn)澆施工,這種結(jié)構(gòu)形式有顯著約束作用,對于各種變形作用必然引起較大約束應(yīng)力3.4外加劑的負(fù)效應(yīng)外加劑及摻合料種類繁多,只有強度指標(biāo)缺乏對水化熱及收縮變形影響的長期實驗資料至少一年,有些

8、試驗資料并不嚴(yán)格,有許多外加劑嚴(yán)重的增加收縮變形,有的甚至降低耐久性。3.5忽略結(jié)構(gòu)約束國內(nèi)外結(jié)構(gòu)設(shè)計中都經(jīng)常忽略構(gòu)造鋼筋重要性,因而經(jīng)常出現(xiàn)構(gòu)造性裂縫。結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常忽略結(jié)構(gòu)約束性質(zhì),不善于利用“抗與放”的設(shè)計原則,缺乏相應(yīng)的設(shè)計施工規(guī)范、規(guī)程。3.6、養(yǎng)護方法不當(dāng)目前在混凝土施工中采用的養(yǎng)護方法基本沿用過去簡易的方法,這種方法已遠(yuǎn)不適應(yīng)泵送混凝土的較大溫度收縮變形的要求。3.7混凝土抗拉性能不足 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制是一個綜合性的課題,需要設(shè)計、監(jiān)理、施工及使用方等各方的重視和多方面的努力。隨著當(dāng)今對混凝土耐久性研究的不斷深入,材料科學(xué)的不斷發(fā)展和建筑技術(shù)水平的不斷提高,相信鋼筋混凝土

9、結(jié)構(gòu)裂縫問題將會逐漸得到解決。 4 針對裂縫的控制措施鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,有害與無害的界限由結(jié)構(gòu)使用功能決定的。裂縫控制的主要方法是通過設(shè)計、施工、材料等方面綜合技術(shù)措施將裂縫控制在無害范圍內(nèi)。綜合技術(shù)措施包括:合理選擇結(jié)構(gòu)形式,降低結(jié)構(gòu)約束度,對與水平構(gòu)件梁、板、墻等采用中低強度級混凝土,加強構(gòu)造配筋。優(yōu)選有利于抗拉性能的混凝土級配,盡力減小水灰比、減少坍落度、降低砂率增加骨料粒徑,降低含泥量及雜質(zhì)含量。選用影響收縮和水化熱較小的外加劑和摻合料。采取保溫保濕的養(yǎng)護技術(shù),盡量利用混凝土后期強度60天。對于超長結(jié)構(gòu)可采取跳倉澆灌或后澆帶方法施工。對于復(fù)雜的

10、結(jié)構(gòu)難免出現(xiàn)少量裂縫影響正常使用和耐久性。裂縫分為表面裂縫,淺層裂縫,縱深裂縫深層裂縫,貫穿裂縫等。少量有害裂縫采用近代化學(xué)灌漿技術(shù)處理,滿足設(shè)計使用和耐久性要求,不應(yīng)因此降低工程質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)。4.1從減少收縮的角度出發(fā)。宜采用中低水泥和粉煤灰水泥。不通水泥混凝土的干燥收縮按其大小依次為:礦渣硅酸鹽水泥。普通硅酸鹽水泥、中低熱水泥和粉煤灰水泥。4.2嚴(yán)格控制單方混凝土用水量?；炷恋母稍锸湛s受用水量的影響最大,在同一水泥用量條件下,混凝土的干燥收縮和用水量成正比,為直線關(guān)系:當(dāng)水泥用量較高的條件下,混凝土的干燥收縮隨用水量的增加而急劇增大。綜合水泥用量和用水量來說,水灰比越大,干燥收縮越大。4

11、.3摻加膨脹劑補償收縮。在地下室和防水工程中,摻加適量的膨脹劑可以起到收縮補償?shù)淖饔?有利于防止裂縫。但一定要嚴(yán)格控制摻量和保證混凝土有足夠強度,否則混凝土?xí)[脹和開裂。4.4養(yǎng)護時間和方法。混凝土澆筑面受到風(fēng)吹日曬,表面干燥過快,產(chǎn)生較大的收縮,收內(nèi)部混凝土的約束,在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而開裂。必須在混凝土終凝之前進行早期保溫、保濕養(yǎng)護。4.5合理使用“雙摻”技術(shù)。為降低用水量,摻加適當(dāng)數(shù)量干燥收縮小的、減水率高、分散性好的外加劑是非常必要的。礦渣、硅藻土、火山灰等粉狀摻合料,般都會增大混凝土混凝土干燥收縮。但是質(zhì)量好,含有大量球狀顆粒的一級粉煤灰,由于內(nèi)比表面積小,需水量少,卻能降低混凝土的干燥

12、收縮值。4.6合理配置構(gòu)造鋼筋、重視施工質(zhì)量?；煲赏恋呐渲娩摻?扦收縮值起一定的約束作用,但與配置鋼筋率的高低有關(guān)。構(gòu)造鋼筋細(xì)點密一點可以提高混凝土的極限拉伸。有些橋梁工程的橋墩由于施工質(zhì)量過大的坍落度,形成了中部骨科多,外部或上表面砂漿厚,從而形成極不均勻的收縮,砂漿和水泥量收縮比混凝土的收縮約增加25倍。5 問題及建議 多年建筑的實踐和經(jīng)驗得出,裂縫出現(xiàn)往往都是下面兩個主要原因所造成,因此就下面兩個原因進行有目的的分析和研究,并針對性做出合理有效的的預(yù)防控制,并且在出現(xiàn)裂縫后如何有效的解決是我們需要重點討論和認(rèn)知的問題。 前期設(shè)計的裂縫控制措施工程結(jié)構(gòu)設(shè)計期間,要確保結(jié)構(gòu)的計算模型盡量與實

13、際施工狀態(tài)想貼近。同時,有必要采取相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施,以確保構(gòu)建的裂縫范圍小于按照規(guī)定所設(shè)定的最大裂縫尺度。具體措施如下: 在保證建筑平面造型滿足使用規(guī)格的前提下,力求平面造型的簡單,平面造型過于復(fù)雜的建筑物,比較容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)扭曲等附加應(yīng)力麗導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。 嚴(yán)控建筑物的比例,長高比例越小的建筑物,其剛度越大,而且適應(yīng)不均勻沉降的能力也就越強。 對建筑物各部分承重結(jié)構(gòu)的受力情況,要在設(shè)計時認(rèn)真調(diào)整,使結(jié)構(gòu)的荷載均勻承擔(dān),盡量不讓受力集中在一起。 如果地基受到不均勻的重力。就會導(dǎo)致地基變形,從而出現(xiàn)裂縫。這就需要在基礎(chǔ)設(shè)計時,采取調(diào)整地基的埋置深度,針對不同的地基強度采取相對應(yīng)的墊層厚度,保證減輕地

14、基不均勻沉降量,也加強了基礎(chǔ)的剛度。 施工控制包括前期防控、過程的控制、裂縫處理等三個階段。根據(jù)產(chǎn)生裂縫的原因,可以在施工控制的三個階段進行綜合性預(yù)防控制裂縫。 針對板面的裂縫,如果樓板存在較厚的墊層,應(yīng)該在墊層施工的時候在裂縫處鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)或比較短的鋼筋網(wǎng)進行處理,龜裂處則應(yīng)該先把裂縫清理干凈,然后用環(huán)氧漿液將縫隙填滿,表面再進行涂刷封閉。對于板底出現(xiàn)的裂縫,應(yīng)該用符合增強纖維這樣的材料粘貼好。建議符合增強材料的粘貼寬度在350900mm左右為最佳。一般裂縫寬度在0.3mm以上的比較大的貫通性裂縫,則需要用結(jié)構(gòu)膠粘鋼進行補強,裂縫處再用灌封膠進行高壓灌膠處理。如果樓板出現(xiàn)面積很大的裂縫,就有必

15、要針對樓板做一下靜載試驗。以檢驗樓板的安全性,必要時,應(yīng)該在樓板增設(shè)一層鋼筋網(wǎng),以加強樓板的整體性。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制是一個綜合性的課題,需要設(shè)計、監(jiān)理、施工及使用方等各方的重視和多方面的努力。隨著當(dāng)今對混凝土耐久性研究的不斷深入,材料科學(xué)的不斷發(fā)展和建筑技術(shù)水平的不斷提高,相信鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題將會逐漸得到解決。具體措施為:1從材料方面著手,降低水化熱,控制混凝土內(nèi)部最高溫升,減少總降溫差;2從設(shè)計方面著手,優(yōu)化配合比,減少水泥用量,摻加減水劑和外摻料如:粉煤灰,提高混凝土抗拉強度,改善約柬條件;3從施工方面著手,延緩混凝土降溫速率,降低澆筑溫度;4從養(yǎng)護方面著手,提高混凝土的表面

16、溫度,降低混凝土的內(nèi)外溫差。大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因是水泥在硬化過程中釋放大量的水化熱,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的溫度應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強度,因此,如何控制大體積混凝土水化熱升溫和混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)外溫差,成為大體積混凝土是否產(chǎn)生溫度裂縫的關(guān)鍵,為了降低水化熱,延緩溫升值和溫升速度,首先要優(yōu)化配合比,采用低熱水泥,通過適當(dāng)摻粉煤灰及外加劑提高混凝土的品質(zhì),在結(jié)構(gòu)物內(nèi)埋設(shè)冷卻水管,分層分塊澆注混凝土,加強表面覆蓋及養(yǎng)護等,對降低內(nèi)外溫差能起到良好的效果。各種溫控措施是相互聯(lián)系、相互補充和制約的,各項措施各有利弊,在具體工程的設(shè)計和施工中根據(jù)溫度應(yīng)力計算和技術(shù)經(jīng)濟條件分析,結(jié)合工程實際和全

17、面考慮,合理采取相應(yīng)措施?？傊?大體積混凝土溫度控制是一項綜合技術(shù),涉及很多因素,需結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍鉁?、環(huán)境,選擇既經(jīng)濟又有效的施工方法,確保工程質(zhì)量。 參考文獻1張德,淺談鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫的成因與處理方法j.中小企業(yè)管理與科技,201021:174.2王召鋼,鋼筋混凝土裂縫產(chǎn)生原因及預(yù)防j.科技信息,2011(7):2823劉國福,淺談鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫及預(yù)防j.4黃海,淺談混凝土裂縫成因及控制j,建廠科技交流,20055gb50204?2002,混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范s6王鐵夢建筑物的裂縫控制,上?？萍汲霭嫔?987.7趙國藩鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制等,海洋出版社1991.8富文

18、權(quán)混凝土工程裂縫分析與控制, 中國鐵道出版社20029王鐵夢,工程結(jié)構(gòu)裂縫控制,中國建工出版,1997.810羅福午,建筑結(jié)構(gòu)缺陷事故的分析及防治,清華大學(xué)出版社,1998.4致謝 本論文是在指導(dǎo)老師譚娟的悉心指導(dǎo)下完成的, 大學(xué)三年學(xué)習(xí)時光已經(jīng)接近尾聲,在此我想對我的母校,我的父母、親人們,我的老師和同學(xué)們表達(dá)我由衷的謝意。感謝我的家人對我大學(xué)三年學(xué)習(xí)的默默支持;感謝我的母校信息學(xué)院給了我在大學(xué)三年深造的機會,讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高;感謝信息學(xué)院的老師和同學(xué)們?nèi)陙淼年P(guān)心和鼓勵。老師們課堂上的激情洋溢,課堂下的諄諄教誨;同學(xué)們在學(xué)習(xí)中的認(rèn)真熱情,生活上的熱心主動,所有這些都讓我的三年充滿了感動。 這次畢業(yè)論文設(shè)計我得到了很多老師和同學(xué)的幫助,其中我的論文指導(dǎo)老師黃志敏老師對我的關(guān)心和支持尤為重要。每次遇到