高层建筑钢筋混凝土框架梁结构裂缝分析与处理措施论文_孙诚诚

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摘要:随着我国社会经济的发展,高层建筑越来越多,而且我国大多数高层建筑主要是钢筋混凝土框架梁结构,混凝土具水化反应特性,导致钢筋混凝土在施工过程中,难免会产生裂缝,对高层建筑的稳定性和外观造成了严重影响。因此本文结合工程实例,从设计和施工两个方面深入阐述了高层建筑钢筋混凝土框架梁结构裂缝产生的原因,并提出相应处理措施。

关键词:高层建筑;钢筋混凝土;框架梁结构裂缝;处理措施

引言:工程实例表明,在高层建筑钢筋混凝土框架梁施工过程中,混凝土裂缝是最常见的质量通病。对高层建筑的整体质量和结构的稳定性造成非常严重的影响。但我国对裂缝产生原因和处理措施的研究还有待进一步深入,因此,本文结合工程实例,对高层建筑钢筋混凝土框架梁结构裂缝分析和处理措施,作为如下分析。

一、工程概述

某高层建筑地下二层,地上24层,总建筑面积为34512平方米,地基基础为灌注桩,建筑结构为框架+剪力墙结构,抗震等级为二级,1层~8层的框架梁结构采用C40混凝土进行浇筑,9层~16层采用C35混凝土进行施工,17层~26层采用C30混凝土进行浇筑施工。全过程采用泵送混凝土进行施工。施工到6层以后,在筋混凝土框架梁结构侧面出现了很多道可见的垂直裂缝,主要呈现上宽下窄状态,宽度在0.5mm~1.2mm,基本为表面裂缝,深度在5mm~8mm之间,每没有贯穿梁底。

二、框架梁裂缝产生的原因分析

(一)裂缝产生施工原因分析

为对该建筑工程的沉降量进行科学合理的分析,设定了10个沉降观测点,通过对沉降观测结果进行分析,由于此高层建筑工程为灌注桩基础,地基沉降量比较小,最大的沉降量为3.8mm,最小沉降量只有3.2mm,最大沉降差为0.6mm,也就可以基本上排除沉降量过引起钢筋混凝土框架梁结构裂缝的可能。

对钢筋混凝土框架梁施工完成30天后,进行回弹系数测量,测得混凝强度等级为C45,很好的满足了此高层建筑工程的具体需求,也就可以排除钢筋混凝土框架梁强度等级不达标引起裂缝产生的可能。

由于此建筑工程在夏季施工,而该区域夏季白天的最高问题为38℃,阳光对此高层建筑工程的直射度为30°~45°,在1层~8层的框架梁结构采用C40混凝土进行浇筑,水泥的含量比较多,粗骨料采用的是连续级配,细石子比较多,再加上混凝土的水灰比比较大,坍落度设计不够合理,在浇筑过程中,没有对模板进行处理,导致混凝土和模板的粘结度比较高,在拆模过程中,对混凝土表面造成损失,拆模完成以后没有进行科学合理的养护,进一步加大落实混凝土和外界的温度差,导致混凝土在硬化时体积收缩比较快,从而发生了裂缝。该梁设计高h =700m m,宽b =300m m,板厚δ=120mm,梁侧构造钢筋只有1根Φ10,加之混凝土在收缩过程中产生拉应力,也容易出现不规则的裂缝[1]。

(二)裂缝产生设计原因

按受弯构件验算梁体结构,取最不利情况对梁体结构强度进行验算,按施工图得出:梁截面尺寸为300×700,下部受力钢筋为2502m m2,上部支座受力钢筋1742m m2,混凝土强度等级为40,经计算得出作用在梁上综合荷载:q=21.69kN/m;p=94.38kN。

因该梁是夏季施工的,温差产生收缩变形,梁侧表面收缩大于梁底,因此,冬季温度效应产生的跨中弯矩与荷载效应产生的跨中弯矩是同号的,即二者的影响是叠加的。按受力拉构件验算梁体裂缝宽度。

由于该梁为夏季施工,混凝土强度等级偏高,水泥用量较多,水灰比控制不当,加之夏季施工气温增高所产生收缩变形,但受支座的约束,在混凝土内产生拉应力。如近似按轴心受拉构件进行验算,则可算得最大裂缝宽度[2]。

(三)框架梁裂缝产生的原因分析结构

通过上述分析可以得出,从建筑工程钢筋混凝土框架梁结构出现裂缝的主要原因包括:夏季温度比较高、拆模过早导致混凝土表面水分蒸发过快引起混凝土收缩变形。再加上内外温差比较大一起的混凝土裂缝。该钢筋混凝土框架梁结构表明收缩不均匀,沿着框架梁两侧产生了拉引力,而混凝土的抗拉强度比较低,从而形成裂缝。同时在施工设计过程中,由于温度收缩变形引了拉应力在计算过程中,发现抗拉钢筋明显不足,也是导致裂缝产生的主要原因。

三、处理框架梁裂缝的主要措施

(一)框架梁结构裂缝综合处理措施

发现裂缝后不能立即进行处理,要等裂缝开展稳定后再进行处理。该工程从发现裂缝到观察是否处于稳定状态,历时6个月的时间,此时裂缝的收缩变形已基本稳定,通过验算证明构件的抗弯强度和承载力都达到规定要求,所以只考虑温度裂缝的因素对构件裂缝进行处理。如果裂缝的宽度小于0.5mm,就先用钢刷裂缝表面清理干净,使用喷灯吹干净,保证裂缝中的湿空全部溢出,然后通过注射器把环氧树脂溶液粘结剂注射到裂缝当中,防止空气中湿气和有机物进如裂缝中,防止钢筋发生锈蚀。如果裂缝的宽度超过0.5mm时,先顺着裂缝走向把裂缝凿成V形,利用毛刷把V形槽内部的杂质清理干净,同时用喷灯吹干净,然后将环氧树脂用油漆刀把裂缝填满。为了保证裂缝处理质量,在处理完的裂缝表面用碳纤维粘贴,在裂缝两侧的搭接量要在200mm以上[3]。

(二)碳纤维布处理技术

碳纤维布处理裂缝技术的流程图如图1所示

从图1中可以看出碳纤维布处理裂缝技术的流程总共为六个步骤,具体如下:

第一步,卸荷。设置专职测量人员,测量人员要进行全程观测,卸载的每道工序完成后,现场技术人员要根据测量记录数据来分析卸载效果,待卸荷要求达到裂缝处理要求后才能进行以下处理[4]。

第二步,处理基底。把裂缝周围混凝土的粉刷层和松动部位全部剔除,并进行打磨处理。

第三步,涂底胶。如果周围的温度低于5℃,而且空气湿度在95%以上时,不能进行涂底胶处理。按照裂缝的具体的情况,配制底胶,充分搅拌均匀以后利用毛刷均匀涂刷在混凝土表面。待底胶固化以后进行下一道工序。

第四步,找平。如果在混凝土表面存在凹凸部位,需要利用刮刀进行嵌刮保证表面的额平整性,减少应力的集中。

第五步,粘贴。根据具体设计要求剪裁碳纤维布,然后粘贴在裂缝产生部位,在搭接处适当多涂抹粘贴胶,防止空气进入。

第六步,保护。施工完成后24h 内防止雨淋或受潮,并注意保护,防止硬物碰伤施工表面。胶的固化温度不得低于5℃。当时气温在 20~25℃时,固化时间在3天~7天;当气温在5~10℃时,固化时间在7天~12天【5】。

四、结束语

综上所述,随着我国社会经济的发展,高层建筑越来越多,对钢筋混凝土框架梁结构的质量提出了更高要求。但我国对方面的研究还比少,在实际运行过程中仍然存在很多质量通病,严重限制了我国建筑工程事业的发展,因此本文结合工程实例,在分析裂缝产生原因的基础上,对处理措施进行深入分析。

参考文献

[1]申春娥,王敏. 高层建筑钢筋混凝土框架梁结构裂缝分析与处理措施[J]. 建材与装饰,2017,04:43-44.

[2]赵元. 论如何控制高层建筑填充墙的裂缝[J]. 科技与创新,2014, 19:72-74.

[3]黄启龙. 钢筋混凝土框架结构施工常见问题分析[J]. 科技资讯,2014,31:29.

[4]李成铭. 高层建筑地下室剪力墙裂缝与控制措施分析[J]. 中华民居(下旬刊),2014,08:134.

[5]林凯歌,侯宁宁. 浅析地下室混凝土墙体裂缝成因及防治[J]. 现代工业经济和信息化,2014,12:51-53.

论文作者:孙诚诚

论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期

论文发表时间:2017/8/21

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