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(hào):1104010631 年級(jí)專業(yè):建筑工程 指導(dǎo)老師: 周 锫 系 別:管理系 湖南?長(zhǎng)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(qiáng)度等級(jí)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(hù)方法不當(dāng)3.7混凝土抗拉性能不足4針對(duì)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(bǔ)償收縮。4.4養(yǎng)護(hù)時(shí)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(wèn)題及建議5參考文獻(xiàn)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(jí)建筑工程,長(zhǎng)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(wèn)題是建筑工程中很重要的問(wèn)題之一,特別是最近2o年來(lái),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(shí),裂縫控制技術(shù)難度大大增加了,本文是在大量建設(shè)實(shí)踐和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上,簡(jiǎn)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(diǎn)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(lái)越廣泛的被應(yīng)用開(kāi)來(lái),暗示一個(gè)相當(dāng)普遍的質(zhì)量問(wèn)題就是結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題,且有日趨增多的趨勢(shì)。裂縫問(wèn)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(gè)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(huì)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(wú)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(guò)設(shè)計(jì)、施工、材料等方面

4、綜合技術(shù)措施將裂縫控制在無(wú)害范圍內(nèi)。 改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)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(wèn)題,是一個(gè)相當(dāng)普遍的質(zhì)量問(wèn)題,嚴(yán)重的已影響到工程的使用和安全,是一個(gè)需要探討和解決的技術(shù)難題。近年來(lái),盡管裂縫問(wèn)題引起了業(yè)界重視,但仍未得到很好解決。 希望通過(guò)本文對(duì)裂縫產(chǎn)生原因的分析,并從實(shí)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(kuò)展開(kāi)始的,因此人們對(duì)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(qiáng)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(qiáng)度,受壓區(qū)混凝士到達(dá)受彎的抗壓強(qiáng)度,此狀態(tài)稱為承載力極限狀態(tài)。這一狀態(tài)全過(guò)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(kuò)展,受壓區(qū)塑性不斷發(fā)展,最后達(dá)到完全破壞。此時(shí)破壞荷載往往是裂縫出現(xiàn)荷載時(shí)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(guò)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(guó)內(nèi)外關(guān)于荷載作用下鋼筋混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)都有自己的經(jīng)驗(yàn)公式,并已納有關(guān)規(guī)范,盡管計(jì)算結(jié)果出入較大,但畢竟可以參考應(yīng)用

6、。但是近年來(lái)大量裂縫的出現(xiàn),并非與荷載作用有直接關(guān)系,通過(guò)大量的調(diào)查與實(shí)測(cè)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(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)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(guó)混凝土施工工藝產(chǎn)生了巨大進(jìn)步?泵送商品混疑土工藝,從過(guò)去的干硬性低動(dòng)型,現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土轉(zhuǎn)向集中攪拌,轉(zhuǎn)向大流動(dòng)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(qiáng)度等級(jí)日趨提高建筑結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)日趨提高,但有許多結(jié)構(gòu)不適當(dāng)?shù)倪x擇了過(guò)高的強(qiáng)度等級(jí)。習(xí)慣上認(rèn)為:“強(qiáng)度等級(jí)越高安全度越大,就高不就低,提高強(qiáng)度等級(jí)沒(méi)壞處”。有時(shí)遷就施工方便,采用高強(qiáng)混凝土,這是種誤導(dǎo),導(dǎo)致水泥標(biāo)號(hào)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(zhǎng)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(duì)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(qiáng)度指標(biāo)缺乏對(duì)水化熱及收縮變形影響的長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)資料至少一年,有些

8、試驗(yàn)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(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)原則,缺乏相應(yīng)的設(shè)計(jì)施工規(guī)范、規(guī)程。3.6、養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)目前在混凝土施工中采用的養(yǎng)護(hù)方法基本沿用過(guò)去簡(jiǎn)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(gè)綜合性的課題,需要設(shè)計(jì)、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(duì)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(wèn)題將會(huì)逐漸得到解決。 4 針對(duì)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(wú)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(guò)設(shè)計(jì)、施工、材料等方面綜合技術(shù)措施將裂縫控制在無(wú)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(duì)與水平構(gòu)件梁、板、墻等采用中低強(qiáng)度級(jí)混凝土,加強(qiáng)構(gòu)造配筋。優(yōu)選有利于抗拉性能的混凝土級(jí)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(hù)技術(shù),盡量利用混凝土后期強(qiáng)度60天。對(duì)于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)可采取跳倉(cāng)澆灌或后澆帶方法施工。對(duì)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(jì)使用和耐久性要求,不應(yīng)因此降低工程質(zhì)量評(píng)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(lái)說(shuō),水灰比越大,干燥收縮越大。4

11、.3摻加膨脹劑補(bǔ)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(bǔ)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(qiáng)度,否則混凝土?xí)[脹和開(kāi)裂。4.4養(yǎng)護(hù)時(shí)間和方法?；炷翝仓媸艿斤L(fēng)吹日曬,表面干燥過(guò)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(kāi)裂。必須在混凝土終凝之前進(jìn)行早期保溫、保濕養(yǎng)護(hù)。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(huì)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(jí)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(diǎn)密一點(diǎn)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(guò)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(wèn)題及建議 多年建筑的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)得出,裂縫出現(xiàn)往往都是下面兩個(gè)主要原因所造成,因此就下面兩個(gè)原因進(jìn)行有目的的分析和研究,并針對(duì)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(diǎn)討論和認(rèn)知的問(wèn)題。 前期設(shè)計(jì)的裂縫控制措施工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間,要確保結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型盡量與實(shí)

13、際施工狀態(tài)想貼近。同時(shí),有必要采取相對(duì)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(jiǎn)單,平面造型過(guò)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(zhǎng)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(qiáng)。 對(duì)建筑物各部分承重結(jié)構(gòu)的受力情況,要在設(shè)計(jì)時(shí)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(huì)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(jì)時(shí),采取調(diào)整地基的埋置深度,針對(duì)不同的地基強(qiáng)度采取相對(duì)應(yīng)的墊層厚度,保證減輕地

14、基不均勻沉降量,也加強(qiáng)了基礎(chǔ)的剛度。 施工控制包括前期防控、過(guò)程的控制、裂縫處理等三個(gè)階段。根據(jù)產(chǎn)生裂縫的原因,可以在施工控制的三個(gè)階段進(jìn)行綜合性預(yù)防控制裂縫。 針對(duì)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(shí)候在裂縫處鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)或比較短的鋼筋網(wǎng)進(jìn)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(jìn)行涂刷封閉。對(duì)于板底出現(xiàn)的裂縫,應(yīng)該用符合增強(qiáng)纖維這樣的材料粘貼好。建議符合增強(qiáng)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(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),裂縫處再用灌封膠進(jìn)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(duì)樓板做一下靜載試驗(yàn)。以檢驗(yàn)樓板的安全性,必要時(shí),應(yīng)該在樓板增設(shè)一層鋼筋網(wǎng),以加強(qiáng)樓板的整體性。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制是一個(gè)綜合性的課題,需要設(shè)計(jì)、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(duì)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(wèn)題將會(huì)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(jì)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(qiáng)度,改善約柬?xiàng)l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(hù)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(guò)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(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)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(guò)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(qiáng)表面覆蓋及養(yǎng)護(hù)等,對(duì)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(bǔ)充和制約的,各項(xiàng)措施各有利弊,在具體工程的設(shè)計(jì)和施工中根據(jù)溫度應(yīng)力計(jì)算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件分析,結(jié)合工程實(shí)際和全

17、面考慮,合理采取相應(yīng)措施。總之,大體積混凝土溫度控制是一項(xiàng)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(jì)又有效的施工方法,確保工程質(zhì)量。 參考文獻(xiàn)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(guó)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(yàn)收規(guī)范s6王鐵夢(mèng)建筑物的裂縫控制,上?？萍汲霭嫔?987.7趙國(guó)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(guó)鐵道出版社20029王鐵夢(mèng),工程結(jié)構(gòu)裂縫控制,中國(guó)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(shí)光已經(jīng)接近尾聲,在此我想對(duì)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(duì)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(jī)會(huì),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?lái)的關(guān)心和鼓勵(lì)。老師們課堂上的激情洋溢,課堂下的諄諄教誨;同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中的認(rèn)真熱情,生活上的熱心主動(dòng),所有這些都讓我的三年充滿了感動(dòng)。 這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)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(duì)我的關(guān)心和支持尤為重要。每次遇到