摘要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,越來(lái)越多的人向城市涌入,造成城市住房壓力十分緊張。為進(jìn)一步緩解土地資源的壓力,一座座高層建筑拔地而起,這就給高層建筑施工質(zhì)量與安全提出了更嚴(yán)格的要求。剪力墻是高層建筑主要的承重結(jié)構(gòu),但是由于其設(shè)計(jì)強(qiáng)度高、水泥用量大,容易在墻體內(nèi)產(chǎn)生水化熱溫度裂縫,給整個(gè)建筑工程結(jié)構(gòu)帶來(lái)較大的危害。因此必須嚴(yán)格控制高層建筑剪力墻施工技術(shù)和工藝流程,對(duì)結(jié)構(gòu)中溫度變形受到約束引起的裂縫深入分析,并積極采取有針對(duì)性的措施進(jìn)行預(yù)防或控制裂縫的產(chǎn)生,確保整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定。 

  關(guān)鍵詞:高層建筑;剪力墻結(jié)構(gòu);水化熱溫度裂縫 

  一、引言 

  近年來(lái),剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑施工中得到了廣泛的應(yīng)用,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑施工技術(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工管理水平都明顯提高。就目前我國(guó)高層建筑發(fā)展情況來(lái)看,建筑物出現(xiàn)裂縫、滲漏等問(wèn)題成為了社會(huì)和業(yè)主關(guān)注的焦點(diǎn),這樣的問(wèn)題不僅會(huì)導(dǎo)致整個(gè)建筑物結(jié)構(gòu)整體性和裝飾效果被破壞,還會(huì)因雨水滲透降低高層建筑的穩(wěn)定性和安全性,給業(yè)主的生活帶來(lái)諸多不便。對(duì)產(chǎn)生裂縫的原因分析,多數(shù)都是水化熱溫度變形引起的,所以施工企業(yè)必須綜合各種溫度變化,分析不同溫度下建筑結(jié)構(gòu)變形與應(yīng)力,從而制定出控制裂縫產(chǎn)生的有效措施,促進(jìn)高層建筑更好更快的發(fā)展。 

  二、溫度對(duì)混凝土整體結(jié)構(gòu)的影響 

  由于高層建筑剪力墻施工設(shè)計(jì)強(qiáng)度高、所用水泥量較大,往往需要跨季度或者年度施工,這就使得剪力墻結(jié)構(gòu)施工環(huán)境溫度不斷變化,那么其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性難免會(huì)受到溫度的影響。 

 。ㄒ唬┦┕るA段 

  高層建筑施工工程量較大,施工周期長(zhǎng),施工期間外圍構(gòu)件與施工層構(gòu)件都處于自然環(huán)境中。在溫度環(huán)境的變化下,施工構(gòu)件難免會(huì)受到溫度的影響,甚至發(fā)生溫差變形。同時(shí),剪力墻結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)和地基的約束下,各構(gòu)件之間相互約束,導(dǎo)致構(gòu)件不能自由變形而產(chǎn)生溫度內(nèi)力。 

 。ǘ┭b修階段 

  在裝修建筑物過(guò)程中,對(duì)日照溫度變化的周期性和結(jié)構(gòu)混凝土熱交換慢等特點(diǎn)進(jìn)行分析,主體結(jié)構(gòu)始終處于均勻溫度場(chǎng)中,頂部樓蓋受到太陽(yáng)直射。如果大氣中短時(shí)間的升溫或者降溫,在樓蓋較薄的情況下來(lái)不及做好保溫隔熱處理,給建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的局部造成了嚴(yán)重的溫差影響,樓層平面內(nèi)結(jié)構(gòu)混凝土?xí)a(chǎn)生短時(shí)不利的收縮或者膨脹變化,最終導(dǎo)致墻面變形,進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。 

 。ㄈ┦褂秒A段 

  高層建筑竣工驗(yàn)收交付使用后,室內(nèi)溫度變化較小,而室外溫度隨外界溫度的變化而變化,這就使得建筑物內(nèi)外構(gòu)件處于不同的溫度場(chǎng)中。外部構(gòu)件長(zhǎng)期處于室內(nèi)和室外綜合環(huán)境中,內(nèi)部構(gòu)件處于室內(nèi),在內(nèi)部空調(diào)及外部自然環(huán)境變化時(shí),內(nèi)外豎向構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生一定的溫度差異。溫度變化的影響往往是季節(jié)性的室內(nèi)溫度變化和周期性的日照溫度變化。 

  三、溫度應(yīng)力影響因素分析 

 。ㄒ唬┙ㄖY(jié)構(gòu)形式 

  溫度應(yīng)力實(shí)質(zhì)就是混凝土結(jié)構(gòu)在溫度約束下產(chǎn)生變形所產(chǎn)生的應(yīng)力。在同一氣候、環(huán)境、地質(zhì)、水文環(huán)境中,若建筑物結(jié)構(gòu)形式不同,不僅會(huì)影響作用在建筑物上的溫差大小與分布、構(gòu)件之間的約束情況等,還可能使溫度變形及應(yīng)力大小受到影響。 

  (二)混凝土材料 

  在高層建筑施工過(guò)程中,鋼筋混凝土-剪力墻結(jié)構(gòu)的梁、柱節(jié)點(diǎn)十分復(fù)雜,一般需要同一層豎向結(jié)構(gòu)柱和墻的混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于水平結(jié)構(gòu)梁和板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)。由于隨著建筑物高度的增加,其結(jié)構(gòu)重力會(huì)越來(lái)越大,水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移增長(zhǎng)速度越來(lái)越快,且側(cè)向位于往往與高度的4次方成正比,這就使得高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的豎向抗側(cè)力構(gòu)件相對(duì)較大,導(dǎo)致水平構(gòu)件在豎向抗側(cè)力構(gòu)件的約束下逐漸變大。 

 。ㄈ┘袅穸 

  剪力墻作為高層建筑中最重要的抗側(cè)力構(gòu)件,應(yīng)注重其厚度結(jié)構(gòu)變形與應(yīng)力的影響。在高層建筑中,增大底部數(shù)層柱子的剛度并不能減小溫度作用下的柱內(nèi)力,相反可能給柱子受力產(chǎn)生不利的影響。因此在降低溫度對(duì)高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)影響的同時(shí),應(yīng)盡可能滿足承載力,從而減少柱截面的剛度。 

  四、高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)水化熱溫度裂縫的控制措施 

  在高層建筑中,剪力墻結(jié)構(gòu)作為建筑物主要的承重結(jié)構(gòu),外界各因素對(duì)其的影響最終直接作用于建筑物,導(dǎo)致建筑物受到一定的程度的危害。尤其是在水化熱溫度的變化環(huán)境中,剪力墻結(jié)構(gòu)十分容易受到干擾產(chǎn)生變形和裂縫,不僅影響了建筑物的美觀,還難以確保整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)水化熱溫度裂縫產(chǎn)生的原因及危害,制定了相關(guān)的控制與管理措施,從而預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。 

  (一)外墻保溫體系 

  高層建筑轉(zhuǎn)換大梁在結(jié)構(gòu)中的位置比較重要,施工過(guò)程中由于水化熱產(chǎn)生的溫差可能會(huì)使其產(chǎn)生裂縫。通常情況下,施工構(gòu)件應(yīng)采用保溫隔熱措施,將大氣溫差、氣候變化對(duì)結(jié)構(gòu)的影響控制在規(guī)定范圍內(nèi),從而降低混凝土構(gòu)件的內(nèi)外溫差和溫度應(yīng)力,確保外墻體系始終處于一個(gè)更加合理的溫度場(chǎng)中。 

  (二)配筋措施 

  鋼筋對(duì)其周圍混凝土變形具有一定的約束作用,因此應(yīng)嚴(yán)格控制配筋區(qū)域裂縫寬度,配置適當(dāng)?shù)臏囟蠕摻羁梢詫?shí)現(xiàn)預(yù)防裂縫的效果。 

  (1)在樓板配筋過(guò)程中,在受到溫度影響產(chǎn)生收縮較大的區(qū)域,必須改變其配筋方式或者加強(qiáng)局部配筋,比如樓板配筋采用細(xì)密的鋼筋,在容易出現(xiàn)裂縫的部位加強(qiáng)配筋,同時(shí)在樓板外角上下層放置放射狀的鋼筋等,從而有效的控制裂縫。 

 。2)為提高剪力墻結(jié)構(gòu)底部和頂部樓層等部位構(gòu)件的配筋率,應(yīng)采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施。非加強(qiáng)部位水平和豎向分布鋼筋的配筋率應(yīng)保持在0.2%以上,主要部位剪力墻水平和豎向鋼筋的配筋率應(yīng)保持在0.25%以上。 

 。3)由于鋼纖維均勻亂向分布在混凝土內(nèi)且共同參加工作,有效的提高了混凝土抗拉強(qiáng)度和抗變形能力,同時(shí)增強(qiáng)了混凝土抗剪、抗扭、抗裂以及抗疲勞強(qiáng)度,對(duì)高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)施工來(lái)說(shuō)是一種很好的改性材料,對(duì)預(yù)防和控制剪力墻水化熱裂縫的產(chǎn)生具有積極的促進(jìn)作用。 

  五、總結(jié) 

  總而言之,高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件多、約束復(fù)雜、結(jié)構(gòu)體型大,對(duì)其水化熱溫度裂縫控制是一項(xiàng)龐大、系統(tǒng)的綜合性工程,需要從建筑施工及使用的各個(gè)階段進(jìn)行分析與考慮。因此在控制溫度裂縫時(shí),必須針對(duì)各方面的影響因素,綜合采取有效措施,合理控制各構(gòu)件內(nèi)外溫差,從而預(yù)防溫度裂縫的產(chǎn)生,確保高層建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。 

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