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        地下室外墻鋼筋細密排布對裂縫的影響及設計施工建議

        2020-12-17 06:01:28孫彥彥
        商品與質量 2020年48期
        關鍵詞:混凝土結構施工

        孫彥彥

        大連建筑設計研究所有限公司 遼寧大連 116011

        地下建筑往往面積大、體量大,大部分均超過鋼筋混凝土結構伸縮縫的最大間距。2008年國家質量檢測中心發(fā)布的我國住宅建筑檢測報告中指出,混凝土梁、板、墻體裂縫是住宅建筑檢測中最為突出的質量問題。不同形式,不同程度的裂縫,不僅影響到建筑物的外觀和功能,嚴重的將造成結構承載力降低,直接關系到人民的生命財產安全。因此,對墻體裂縫的研究至關重要。

        1 影響裂縫寬度的因素

        對于大多數(shù)地下室而言,外墻厚度一般介于300mm-600mm之間,外墻的受力狀態(tài)及周邊約束條件特點如下:

        墻下為剛度很大的鋼筋混凝土基礎,受到較強的約束;

        墻體為豎向構件,養(yǎng)護條件差;

        水平方向配筋率較低。

        因此,外墻的受力模型簡化為底端為固定支座,上端為鉸接支座的單向壓彎構件。

        由《混凝土結構設計規(guī)范》公式7.1.2-1,可見,

        在混凝土強度、配筋面積一定的條件下,裂縫寬度與最外層縱向受拉鋼筋保護層厚度、鋼筋直徑有關。

        通過工程實例,簡單闡述裂縫寬度鋼筋直徑的關系。

        2 基本概況

        某工程建筑為一層地下車庫,層高5.3m,室外地坪標高-0.300m,地下水位-2.500m,混凝土強度等級C30,鋼筋采用HRB400,地下室外墻300mm厚,縱筋保護層厚度40mm,最大裂縫寬度限值0.2mm,簡化模型及內力計算結果如下:

        3 鋼筋直徑、間距對裂縫寬度的影響

        ①計算有效受拉混凝土截面面積Ate

        Ate=0.5×b×h

        =0.5×1000×300

        =150000mm2

        ②計算縱向鋼筋配筋率ρte

        ρte=As/Ate

        =3142/150000

        =0.021

        ③計算受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑deq

        deq=Σnidi2/Σniνidi

        =(10×202)/(10×20×1.000)

        =20.000mm

        ④計算構件受拉區(qū)縱向鋼筋的應力σs

        h0=h-as

        =300-50

        =250mm

        σs=1000000×Mq/(0.87×As×h0)

        =1000000×113.000/(0.87×3142×250)

        =165.375N/mm2

        ⑤計算裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù)ψ

        ψ=1.1-(0.65×ftk/(ρte×σs))

        =1.1-(0.65×2.010/(0.021×165.375))

        =0.723

        ⑥計算最大裂縫寬度ωmax

        ωmax=αcr×ψ×σs/Es(1.9×c+(0.08×deq/ρte))

        =1.900×0.723×165.375/200000.000×(1.9×40.000+(0.08×20.000/0.021))

        =0.173mm

        ①計算有效受拉混凝土截面面積Ate

        Ate=0.5×b×h

        =0.5×1000×300

        =150000mm2

        ②計算縱向鋼筋配筋率ρte

        ρte=As/Ate

        =3272/150000

        =0.022

        ③計算受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑deq

        deq=Σnidi2/Σniνidi

        =(7×252)/(7×25×1.000)

        =25.000mm

        ④計算構件受拉區(qū)縱向鋼筋的應力σs

        h0=h-as

        =300-50

        =250mm

        σs=1000000×Mq/(0.87×As×h0)

        =1000000×113.000/(0.87×3272×250)

        =158.784N/mm2

        ⑤計算裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù)ψ

        ψ=1.1-(0.65×ftk/(ρte×σs))

        =1.1-(0.65×2.010/(0.023×151.200))

        =0.723

        ⑥計算最大裂縫寬度ωmax

        ωmax=αcr×ψ×σs/Es(1.9×c+(0.08×deq/ρte))

        =1.900×0.723×158.784/200000.000×(1.9×40.000+(0.08×25.000/0.022))

        =0.182mm

        由以上計算結果可見,配筋面積As相同的情況下,小直徑鋼筋細密排布有利于墻體抗裂。

        4 設計及施工建議

        設計方面,應滿足《混凝土結構設計規(guī)范》表3.4.5規(guī)定的裂縫控制限值要求,不得任意突破設計規(guī)范的要求;超過鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距的結構,應設置后澆帶,并加強施工養(yǎng)護;應優(yōu)先采用小直徑、小間距的配筋方式,以減小墻體裂縫的產生[1]。

        施工方面,混凝土配合比應經過試配確定,宜選用低水化熱、低堿含量的水泥,或使用非堿活性骨料;摻入混凝土配合比膠凝材料總量8%的HEA,制成補償收縮混凝土;混凝土澆筑后,應在12h內采取保濕、控溫措施,保證混凝土內外溫差不超過25℃,溫度陡降不超過10℃,拆模后應注意及時養(yǎng)護[2]。

        5 結語

        混凝土結構裂縫問題一直嚴重困擾著建筑的結構質量,在墻體的施工過程中,作為設計者或者施工者,嚴格要求和把關,在墻體裂縫的防治上有著突出的貢獻。但是混凝土產生裂縫的原因是多方面的,只有合理地分析各種裂縫的成因,找到合適的解決方法,加以相應的措施,大大減小裂縫的產生,才能提高墻體的承載力,相應的也就提升了人們的生活水平[3]。

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