浅论高层建筑中混凝土的施工温度与裂缝处理

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法律快车官方整理更新时间： 2019-12-03 03:23:06 人浏览

导读：

论文摘要:本文简单分析了高层建筑结构中温度变形和温度内力产生的原因,讨论了混凝土结构中的温度分布规律,并提出了减小高层建筑结构受温度效应影响的措施。关键词:高层建筑;温度变形;控制措施0引言如今我国的建筑行业日渐壮大,如何保证建筑工程质量也日益

论文摘要:本文简单分析了高层建筑结构中温度变形和温度内力产生的原因,讨论了混凝土结构中的温度分布规律,并提出了减小高层建筑结构受温度效应影响的措施。

　　　关键词:高层建筑;温度变形;控制措施

　　　0引言

　　如今我国的建筑行业日渐壮大,如何保证建筑工程质量也日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在众多的工程质量问题中,混凝土裂缝现象则较为突出,因此必须高度重视混凝土裂缝成因及预防措施。但是混凝土中有些裂缝是很难避免的。钢筋混凝土框架结构同一般物体一样,具有热胀冷缩的特性,其杆件受到温度效应作用时要变形,而变形受到约束会引起应力,应力超过一定数值就会产生裂缝。一般说来,10～30层的建筑应考虑竖向温度应力与变形对立柱的影响,高度超过100m或层数超过30层,或长度超过60m的建筑,必须考虑竖向及水平温度应力问题。众所周知,为减小温度效应对结构的影响,通常设置伸缩缝减小或减短建筑物的尺度,这样也避免了复杂的温度应力计算。但留永久性伸缩缝并不是很好的解决温度应力的方法,而且会增加施工难度,影响结构的定型化,降低结构物总体刚度,增加造价,伸缩缝处引起的渗漏不易处理;当高层建筑的高度达到150m或更高时,一方面不可能沿建筑物的高度方向设几道伸缩缝,另一方面由于积累效应,建筑物竖向构件间的温差变形以及由此引起的温度内力已经难以忽视,根据有关资料,室内外温差使超高层建筑的顶层位移有时甚至可达风位移的2倍。

　　1裂缝的概念及形成

　　物体受力作用后,其连续性受到局部破坏,其开裂的部分称为裂缝。房屋建筑砼结构裂缝分为:

　　1.1 微观裂缝微观裂缝是砼在低于开裂荷载或未加荷载之前就存在于砼内部,由于沉陷、水化、干燥、碳化等因素引起砼干缩而产生的肉眼不可见的微小裂缝。它是影响砼塑性变形(非线形应力——应变曲线、徐变、滞变曲线)的主要因素。微裂缝的主要种类有四种:①粘结裂缝,粗骨料表面与水泥砂浆之间的裂缝。②砂浆裂缝,水泥砂浆内部的裂缝。③骨料裂缝,骨料颗粒本身的裂缝。④连续裂缝,两条粘结裂缝或骨料裂缝之间由连续裂缝相连接。

　　1.2 宏观裂缝宏观裂缝主要指各种荷载(外荷载、温度、收缩、沉降、变位等)作用下产生的裂缝,按其形状可分表面的、贯穿的、纵向的、横向的、上宽下窄、下宽上窄、枣核形、对角线式、斜向的、外宽内窄的和纵深的(深度达1/2厚度)等。裂缝的形状与结构应力分布有直接关系。一般裂缝方向同主拉应力方向垂直或与剪应力平行(纯剪裂缝)。

　　2高层建筑中产生温度效应的原因

　　2.1高层建筑跨季节施工因气温变化而引起的温度效应高层建筑由于工程量大往往施工工期较长,需要跨季节跨年度施工。因为不同季节的气温有所变化,有的地区夏季和冬季室外温差达50℃,整个施工期间建筑物都暴露在自然环境中,这时,结构构件的温度就与该构件在混凝土浇筑时的温度有较大的温差。于是,构件发生温差变形,而结构受到基础和地基的约束,构件之间亦互相约束,从而迫使各构件不能自由变形,这样就产生了温度内力。

　　2.2 建成使用后,由于室内外温差而引起的温度效应现代高层建筑往往使柱子(或墙)外露,而建筑物内又均设空调。外露柱(或墙)长期经受外界气温和日辐射等作用,其温度随外界环境的不同而变化,建筑物的屋面温度也随外界环境的不同而变化,但室内则经常保持常温状态,这样室内外就可能形成较大的温差,使整个结构的内外各部分处于不同的温度状态中。如果构件尺寸可以无约束地自由变化,那么构件内就不会产生任何应力,但如果构件受到各种不同形式的约束,那么构件内便会产生内力和变形,混凝土结构甚至还会出现裂缝。

　　3高层建筑中产生温度裂缝及温度分布

　　3.1 温度裂缝温度裂缝肯定是两面墙在同一个位置上出现裂缝了,因为砼同砌体的变形系数不同所造成的,出现这样情况一般是屋面及建筑的保温没有做好,要是砖混结构的话那么它肯定属于结构裂缝了,因为砖混结构的特性是砖墙是主要的承重构件,裂缝后它传递力的方向就发生了变化,但是这种温度裂缝又属于质量通病。 [page]

　　这种裂缝的处理办法一般是对墙面进行加固处理,方法有锚杆拉结法、钢筋网片水泥砂浆抹面法、压力自动灌浆法或地基加固法等。但是建筑的保温是关键,不然继续出现性的裂缝可能性很大,温度产生的裂缝:我们发现有90%的房屋顶层墙体、屋面产生不同程度的裂缝均属于温度产生的裂缝。夏季室外温度可高达39℃,屋顶表面受太阳的直射作用,屋面表温度可在45℃左右,而冬季室外最低温度一般为-7℃以下,由此可见冬夏温差可达52℃复季江淮地区最高温差也可达15-20℃。房屋建筑一般由混凝土和砖砌体组成,而砖砌体的线膨胀系数仅为混凝土的一半。由于房屋结构之间的相互约束,加之温度的变化及两种不同材料的线膨胀系数的差异,使屋面与墙体产生温度内应力。

　　温度裂缝虽然不直接影响结构的安全使用,但若不及时加以处理和维修将对正常使用产生一定的不利影响,甚至使裂缝转化为不安全因素。由于温度裂缝而使屋面、墙面严重渗漏,给用户造成许多烦恼, 有的墙体因裂缝进水,导致墙体抹面脱落,危及周围行人的安全等等。

　　3.2 影响结构温度分布的因素混凝土结构竣工后,由于内部的水化热和外界的太阳辐射以及气温等变化的影响,混凝土结构内部处于不同的温度状态,随时在发生变化。某一时刻结构内部与表面各点的温度状态,即为混凝土结构物的温度分布。影响结构温度分布的因素如下:①外界条件的影响。自然环境中的混凝土结构物,受大气温度变化作用,而各种气象因素在一年四季、每天甚至每时每刻都在发生变化。一般在每年的7-8月份出现最大气温,并在每天的12-15点钟出现最大值,它的极值总是在无风、无云、干燥的高气压日子里出现。而最低气温一般在每年的1-2月份的夜间出现。混凝土结构的最大温差分布不一定在夏季出现,根据结构方位与所处的地理纬度等情况,也可能在秋、冬季节出现。这说明最大温差与不同季节的气候特征有密切关系。②内部条件的影响。混凝土的导热系数很小,仅为1.86-3.49W/m℃,约为黑色金属的1/27。因此在外表面温度急变的情况下,混凝土内部各层的温度变化要慢得多,存在明显的滞后现象。故在同一时间内通过单位厚度的热量也小得多,导致每层混凝土所得到的热量(或扩散的热量)有较大的差异,从而在混凝土结构中形成沿壁板厚度方向的不均匀温度状态。根据实测资料分析,一般沿厚度方向的较大温差分布为指数曲线。形状对混凝土结构的温度分布也有明显的影响。

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