高層建筑鋼筋混凝土基礎(chǔ)大底板裂縫機(jī)理分析及預(yù)防畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-07-30 19:49本頁面
【正文】 ，抗拉強(qiáng)度很低。 大體積混凝土施工，由于混凝土內(nèi)部與表面散熱速率不一樣，在其表面形成較大的溫度梯度，從而引起較大的表面拉應(yīng)力。此種裂縫一般產(chǎn)生在混凝土澆筑后的第 3 天（升溫階段）。這兩種收縮由于受到基底或結(jié)構(gòu)本身的約束，也會產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，直至出現(xiàn)收縮裂縫。 2 大體積混凝土收縮裂縫 即混凝土在水化硬結(jié)過程中 , 由于水泥顆粒不斷水化 , 毛細(xì)管及各孔隙游離水逐漸與水泥礦物質(zhì)水化 , 轉(zhuǎn)化為凝膠及結(jié)晶形成水泥石 , 體積略有收縮 , 亦稱自生收縮。即混凝土內(nèi)的水分不斷蒸發(fā) , 引起顯著的體積收縮。 在這三者中 ,以失水收縮最為顯著 ,大約占總體積收縮量的 80%～ 90%。 混凝土的體積收縮是一種必然現(xiàn)象 ,試驗(yàn)表明 ,在完全自由的狀態(tài)下 ,收縮只會引起構(gòu)件的縮短 ,不會在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力 ,因而不會產(chǎn)生裂縫。 混凝土構(gòu)件產(chǎn)生收縮裂縫的可能性與受到約束的強(qiáng)弱成正比 ,受到約束作用較強(qiáng)的構(gòu)件 ,產(chǎn)生收縮裂縫的可能較大 ,反之則較小?；炷翂w的垂直裂縫多見于地下室的外墻 , 其間距較均勻且長度相近 , 主要是上下端受到混凝土頂、底板的約束 。原因是梁受支座的約束而不能自由收縮。 柱中的水平裂縫細(xì)而短 , 在模板約束強(qiáng)的轉(zhuǎn)角位置 , 混合結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱也常產(chǎn)生此類裂縫。 ① 混凝土的強(qiáng)度 有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果表明 , 隨混凝土強(qiáng)度等級的提高 , 水泥用量增加 , 混凝土水化熱也升高 , 將導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差和冷縮值增加 , 彈性模量明顯提高 , 二者相加 , 在同等條件下 , 收縮在高強(qiáng)混凝土中產(chǎn)生的應(yīng)力更大 , 而其抗拉強(qiáng)度提高不多 , 故更容易造成開裂 , 大批量使用高強(qiáng)混凝土也是目前收縮裂縫增多的原因之一。這就是目 前大量使用塌落度大的商品混凝土而造成房屋混凝土構(gòu)件 (尤其是板 ) 開裂現(xiàn)象較普遍的原因之一。實(shí)際工程中最為常見的是梁上的收縮裂縫 , 由于梁底及梁頂通常都配有較多的受力鋼筋或構(gòu)造鋼筋 , 而梁中則較薄弱 , 故其收縮裂縫一般也較大。 ⑤ 結(jié)構(gòu)類型 不同的結(jié)構(gòu)形式所產(chǎn)生的約束強(qiáng)弱不同 ,收縮應(yīng)力也相差較大 ,如剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度強(qiáng)于框架結(jié)構(gòu) ,則剪刀墻結(jié)構(gòu)板上產(chǎn)生收縮裂縫的現(xiàn)象也較框架結(jié)構(gòu)嚴(yán)重 .以相同的結(jié)構(gòu)來說 ,體型布置和剛度分布的不同 , 又會產(chǎn)生強(qiáng)弱不一的約束 , 收縮裂縫出現(xiàn)的位置及程度就會不同。反之 ,墻柱與梁板分開澆筑 ,則澆板時墻根已硬化而具有較大的剛度 , 對梁板的約束就要強(qiáng)得多 , 這種工序的結(jié)構(gòu)使梁板中產(chǎn)生 通長貫穿裂縫的可能性增大。 ⑧ 其他因素 凝土的收縮還與許多因素有關(guān) ,如水泥品種、骨料彈性模量、摻合量、環(huán)境條件、混凝土 密實(shí)度等。 后澆帶是一種擴(kuò)大伸縮縫問題和取消結(jié)構(gòu)中永久伸縮縫的有效措施 ,它是 施工期間保留的臨時性溫度收縮變形縫 ,保留一定時間后 ,再進(jìn)行填充封閉 ,后澆成連續(xù)整體的無伸縮縫結(jié)構(gòu) ,因?yàn)槠胀ɑ炷链嬖谑湛s開裂問題 ,后澆帶的設(shè)置就是把大部分約束應(yīng)力釋放 ,然后以膨脹混凝土填縫 ,以抗衡殘余收縮應(yīng)力。 適當(dāng)增加混凝土構(gòu)件的配筋率 ,鋼筋與混凝土之間的握裹力 ,也能部分抵消混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力。 溫度裂縫的起因是結(jié)構(gòu)首先要求變形，當(dāng)變形得不到滿足才引起應(yīng)力，而應(yīng)力又與結(jié)構(gòu)的剛度大小有關(guān)系，只有當(dāng)應(yīng)力超過一定數(shù)值時才引起裂縫。松弛變形是大體積混凝土溫度裂縫區(qū)別于荷載產(chǎn)生裂縫的主要特點(diǎn)。 結(jié)構(gòu)物在實(shí)際使用中一般要承受各種外荷載和變形荷載，當(dāng)結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗荷載作用時，結(jié)構(gòu)就可能出現(xiàn)裂縫，結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的原因與荷載的關(guān)系，主要表現(xiàn)為： 由外荷載（如靜、動荷載）的直接應(yīng)力，即按常規(guī)計(jì)算的主要應(yīng)力引起的裂縫。 由變形變化引起的裂縫主要是溫度、收縮和膨脹、不均勻沉降等因素引起的裂縫。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的完善，不少學(xué)者考慮混凝土的實(shí)際結(jié)構(gòu)，建立了構(gòu)造模型如骨料和水泥石組成的“層構(gòu)模型”、殼 — 核模型和組合盤體模型等。水泥石裂縫：指水泥漿中的裂縫，主要出現(xiàn)在骨料與骨料之間。 這三種裂縫比較，前兩種較多，混凝土的微觀裂縫主要指前兩種。在構(gòu)造理論中提出了一種簡單的計(jì)算模型，即假定圓形骨料不變形且均勻分布于均質(zhì)彈性 水泥石中，當(dāng)水泥石產(chǎn)生收縮時引起內(nèi)應(yīng)力，這種應(yīng)力可引起粘著微裂縫和水泥石微觀裂縫，混凝土的微觀裂縫肉眼是看不見的，肉眼可見裂縫范圍一般以。 下面就通過不同的理論基礎(chǔ)來分析混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的機(jī)理。另一方面，混凝土體中各相的結(jié)合界面是最薄弱的環(huán)節(jié)，在外界因素作用下，將脫開而形成截面裂隙，并發(fā)展成微裂紋。同時，宏觀裂紋的端部又因應(yīng)力集中而出現(xiàn)新的微裂紋，甚至出現(xiàn)微裂紋區(qū)，這又 將發(fā)展成新的宏觀裂縫或體現(xiàn)為原有宏觀裂紋的延伸。因此，混凝土材料的破壞過程實(shí)際上是損傷、損傷積累、宏觀裂紋出現(xiàn)、損傷繼續(xù)積累、宏觀裂縫擴(kuò)展交織發(fā)生的過程。混凝土中由于水泥砂漿與骨料熱膨脹系數(shù)的不同，在升溫過程中溫度荷載作用下水泥砂漿與骨料所形成的界面首先產(chǎn)生損傷，并隨溫度增加而發(fā)展，因此形成界面裂紋，當(dāng) 繼續(xù)增加的溫差達(dá)到某一數(shù)值后，界面裂紋便向水泥砂漿中延伸。 根據(jù)試驗(yàn)研究可以得出，骨料和水泥砂漿的最大應(yīng)力都發(fā)生在界面上。由于界面是最薄弱的，無論升溫還是降溫當(dāng)界面上的 拉應(yīng)力大于此時的抗拉強(qiáng)度時，就會導(dǎo)致微裂縫。 根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個階段： 早期自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約 30 天。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。晚期混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時期。根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類： 自生應(yīng)力：邊界上沒有任何約束或完全靜止
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