摘 要:隨著建筑行業(yè)發(fā)展迅速,不同的建筑風(fēng)格和觀念層出不窮,建筑行業(yè)在理念上更加注重藝術(shù)性和美學(xué)效果。然而隨著高層建筑物的不斷涌現(xiàn),剪力墻作為建筑物承受風(fēng)荷載或地震作用最重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,由于受到多種因素的影響,開裂現(xiàn)象時有發(fā)生。為此,本文主要就建筑結(jié)構(gòu)剪力墻開裂原因進行了具體的分析,并提出了相關(guān)的防治措施,以供大家交流探討。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);剪力墻;開裂原因;防治措施
引 言:剪力墻又有多種別稱,例如抗風(fēng)墻、抗震墻等,其主要作用就是用來承受外部環(huán)境風(fēng)力荷載地震作用。導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)剪力墻出現(xiàn)開裂情況的原因較為復(fù)雜,其與多種因素都有關(guān)聯(lián),例如剪力墻尺寸、氣候環(huán)境、施工材料等。剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)中的重要性不言而喻,因此,我們必須充分重視建筑結(jié)構(gòu)剪力墻開裂問題,并認真分析導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)剪力墻出現(xiàn)開裂情況的原因,從而采用有效的防治措施,以此為建筑結(jié)構(gòu)剪力墻質(zhì)量提供可靠的保障。
1 建筑結(jié)構(gòu)剪力墻出現(xiàn)開裂的主要原因
1.1 剪力墻自身存在的不足
對于剪力墻結(jié)構(gòu),主要是由鋼筋混凝土和砌塊構(gòu)成,裂縫的種類主要有兩種,即具有貫穿性質(zhì)的裂縫以及表面較為不規(guī)則的裂縫。對于貫穿性的裂縫,發(fā)生的時間主要是模板拆除后的階段,時間不長,其在剪力墻的位置主要是由下至上的方向,與樓面呈現(xiàn)垂直的狀態(tài)。通常,這種裂縫的寬度表現(xiàn)在0.2毫米的范圍,如遇到特殊情況,規(guī)格可達到0.5毫米,甚至更大的寬度,而且深度較大,甚至達到對整個墻壁的穿透。對于表面不規(guī)則的裂縫,主要發(fā)生在混凝土澆筑時間不長的時段里,遍布于整個墻體的表面,這種裂縫寬度較大,密實性較強,但是深度值不大,這種裂縫出現(xiàn)的原因主要是養(yǎng)護工作不理想,未能夠?qū)崿F(xiàn)有效的治理。
1.2 混凝土的收縮應(yīng)力過大
收縮裂縫主要與水泥用量、骨料、構(gòu)件長度及外加劑等因素有關(guān):
。1) 水泥用量
目前,隨著我國高層建筑的不斷發(fā)展,各種高強度混凝土也得到了廣泛的應(yīng)用,C50、G60乃至C80H凝土設(shè)計標號已屢見不鮮,由此相應(yīng)的是水泥用量的增大、水灰比的減小。而水灰比是影響混凝土收縮的最主要因素。例如,當(dāng)水灰比小于0.35時。體內(nèi)相對濕度很快降至80%以下,自收縮引起的體積減小在8%左右,收縮值相當(dāng)可觀。
。2) 骨料
預(yù)拌混凝土為子滿足運輸,、泵送的要求。增加了細骨料用量,使得骨料的表面積增大,相應(yīng)包裹在骨料上的水泥及膠凝材料變少,從而減弱了混凝土之間的連接能力,增大了混凝土的塑性收縮。
。3) 構(gòu)件長度
現(xiàn)代建筑的跨度、構(gòu)件長度均有較大提高,顯然對于相同的混凝土收縮率而言,收縮的絕對值增大。如未采取相應(yīng)措施,則極易產(chǎn)生裂縫。
。4) 外加劑
外加劑在混凝土中摻量少,作用大。目前使用的混凝土中普遍摻有減水劑、緩凝劑、早強劑、防水劑等多種外加劑。近期研究表明,有近一半外加劑會造成混凝土收縮率大于基準混凝土,混凝土收縮率的增大自然增大了裂縫的出現(xiàn)概率。
1.3混凝土的溫度應(yīng)力過大
造成混凝土溫度應(yīng)力過大而產(chǎn)生溫度裂縫的因素主要包括:水泥品種、拆模時間、溫差變化、養(yǎng)護條件等因素。
。1) 水泥品種
當(dāng)前,在建筑工程中各種高強度混凝土得到大力推廣和廣泛應(yīng)用,例如大量使用硅酸鹽水泥,導(dǎo)致水泥水化熱不斷升高并且集中。水泥在水化過程中會釋放出大量熱能,而混凝土散熱性能較差,這就會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度升高,從而產(chǎn)生溫度裂縫。
(2) 拆模時間
過早模板拆除后使混凝土表面溫度產(chǎn)生劇烈變,發(fā)生降溫收縮,混凝土表面散熱過快,混凝土內(nèi)部散熱過慢,使得混凝土內(nèi)外溫度不一致,從而形成溫度梯度。而早期的混凝土抗拉強度和彈性模量較低,一旦混凝土表面散熱過快就會產(chǎn)生拉應(yīng)力,而混凝土內(nèi)部熱量散不出去就會產(chǎn)生壓應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力與壓應(yīng)力大于混凝土的抗拉、壓強大時就會使混凝土產(chǎn)生裂縫。
。3) 溫差變化
剪力墻受室外溫差影響較大,而混凝土結(jié)構(gòu)夏季散熱滿、冬季導(dǎo)熱不易,其結(jié)構(gòu)頂端和底端就容易產(chǎn)生溫度裂縫。
1.4 剪力墻所受的各種約束
出現(xiàn)了上述混凝土材料的溫度和收縮應(yīng)力,如果結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不受約束影響,那么其將自由變形也不會產(chǎn)生裂縫。但實際工程中的剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到各種約束的影響,如樓板、剪力墻暗柱{或明柱)及端墻的約束,地下室側(cè)墻受到地下室頂板和底板的約束。這些約束使得剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件不能自由變形或者跟約束構(gòu)件的變形不同步(或協(xié)調(diào))而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。
2 建筑結(jié)構(gòu)剪力墻開裂的防治措施
2.1原材料控制
剪力墻由眾多原材料組成,主要包括配筋、混凝土、砂漿、小石塊、水泥等,剪力墻中對配筋的需求量大、布置緊密,而為了確保能夠緊密填充混凝土結(jié)構(gòu),應(yīng)嚴格控制小石塊的粒徑和骨料級配。小石塊粒徑過大,容易被卡住。砂漿的收縮性能大于混凝土,因此,必須嚴格控制砂漿質(zhì)量和砂漿配合比,若是砂漿質(zhì)量不合格就會降低混凝土抗拉強度,從而極易導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。由于水泥水化過程中釋放的熱量和產(chǎn)生的收縮十分可觀,因而必須盡量使用水化熱、低收縮的水泥。
2.2 對混凝土施工的有效控制
對于剪力墻的品質(zhì),只有保證合理的施工組織設(shè)計能力,才能為品質(zhì)提高堅實的基礎(chǔ)和保障。在進行施工組織設(shè)計的時候,要對混凝土的凝結(jié)時間進行充分的考量,實現(xiàn)對混凝土的合理調(diào)配和攪拌,為澆筑施工提高前提,保證在下層混凝土凝結(jié)之前,上層混凝土達到凝結(jié)的狀態(tài)。在混凝土施工的過程中,冷鋒和分層縫極容易發(fā)生。因此,要避免側(cè)模出現(xiàn)位置的偏移,同時,加大對剪力墻底部的振搗,提升剪力墻底部的承載能力,保證振搗過程的均衡性、有效性、連續(xù)性,避免間斷,實現(xiàn)對裂縫的有效避免[3]。另外,在混凝土中添加一定的微膨脹劑,對混凝土的收縮力進行補償,降低混凝土收縮裂縫產(chǎn)生的幾率。
2.3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計控制
為了避免剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫,在進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)科學(xué)合理的設(shè)計水平筋,并充分利用和發(fā)揮構(gòu)造鋼筋具有的作用來減小墻板結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力。此外,鑒于水化熱和降溫后的拉應(yīng)力是導(dǎo)致剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要因素,因此,必須嚴格控制入模溫度,采取分層散熱澆灌的方法,以此來防止剪力墻溫、濕度的劇烈變化,為混凝土創(chuàng)造充分應(yīng)力松弛的條件。還有就是應(yīng)盡量避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)突變情況,否則就會使應(yīng)力集中,從而出現(xiàn)應(yīng)力集中裂縫。若是結(jié)構(gòu)突變無法避免,則應(yīng)采取作局部處理,使其形成一個逐漸變化的過度形式,同時加配鋼筋,從而防止裂縫出現(xiàn)。
2.4 有效發(fā)揮配筋對裂縫的控制作用
鋼筋能夠發(fā)揮對混凝土收縮的有效控制作用,但不可能從根本上消除。鋼筋數(shù)量的增加在減少收縮的同時,加大了拉應(yīng)力,一旦鋼筋較多,足以引起混凝土的開裂現(xiàn)象。因此,鋼筋混凝土中的配筋率對混凝土的自約束影響深遠。如果配筋設(shè)置的數(shù)量合適,就能有效限制混凝土的拉伸的極限標準,降低溫度裂縫和收縮裂縫具有較大的積極作用。
3 結(jié)束語
總之,剪力墻開裂作為建筑結(jié)構(gòu)中較為常見的質(zhì)量弊端,我們必須給予高度重視,并采取有效的防治措施進行綜合治理,從而有效控制剪力墻開裂,為了建筑結(jié)構(gòu)剪力墻質(zhì)量奠定堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1]安俊峰.框架剪力墻結(jié)構(gòu)樓板裂縫原因及防治措施探析[J].黑龍江科技信息,2010(05).
[2]董平.建筑結(jié)構(gòu)剪力墻開裂原因及防治措施分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(03).
[3]安德籠.建筑結(jié)構(gòu)剪力墻開裂原因及措施分析[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2009(12).