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超高层混凝土墙体裂缝形成原因分析

来源: 博士论文网 时间: 2017-05-21 20:42 阅读: 次 【加入收藏

  【摘要】 为降低建筑成本,相关单位对成本的控制体现到结构主体即是建筑材料成本的最大优化,但降低含钢量、提高混凝土等级等措施在一定程度上都会导致墙体裂缝的产生。笔者通过实践,得出加密剪力墙墙身水平筋、降低混凝土强度、优化施工工艺等措施可以控制剪力墙裂缝产生。
  
  【关键词】 超高层;剪力墙;裂缝;调整水平钢筋。
  
  1 研究背景。
  
  随着城市住宅用地面积的紧张,各线城市出现一个个地王。土地价格高,直接影响到开发商的开发成本,为了使自己的利益最大化,开发商需要抬高商品房的销售价格,同时降低开发成本,而降低成本体现到工程实体上无非二者:控制建筑原材用量(如构件含钢梁)和提高土地利用率(如采用超高层建筑)。
  
  通常,超高层建筑指高度超过100m的建筑物。超高层的好处之多不必赘述,但是,在考虑成本的同时,为保证超高层的水平、竖向刚度,超高层建筑又要求较高的含钢量和高强度混凝土。而过于追求成本导致不合理的含钢量及高强度混凝土的应用在很多情况下会产生裂缝。
  
  超高层混凝土墙体产生裂缝的原因很多,主要包作者简介:秦晓阳,男,工程师,研究方向为房建与市政工程。
  
  括混凝土收缩、混凝土配比不合理、剪力墙身的水平向构造配筋、连梁上的构造裂缝、墙梁约束情况等。目前笔者参与的项目中有两栋超高层,且均有裂缝产生。两栋楼的具体结构情况如表1所示。
 

楼栋结构概况


  这两栋楼在1~8层高度范围内剪力墙及连梁均不同程度出现裂缝,墙体剪力墙裂缝形态主要以一条竖向的主裂缝为基本发展形态,分支裂缝极少,连梁裂缝形态为竖向的多条裂缝为主,也无分支裂缝。剪力墙裂缝主要出现在墙长中部,连梁裂缝主要出现在跨中及墙、梁交界处。
  
  A 楼以沉降缝划分成东西两个完全相同的单元,以 A 楼的裂缝发展及处理历程为例阐述几个可能引起墙、梁开裂的因素及其对本项目的影响,并根据分析结果采取多项措施应对裂缝的产生,取得了较好的效果。
  
  2 研究过程。
  
  以下各项实验均在符合结构受力的情况下进行。
  
  A 栋楼西单元先行施工,在西单元二层支模时发现一层拆模后剪力墙及连梁处出现多条裂缝,项目部对裂缝初步观察,发现剪力墙及连梁裂缝主要体现为竖向通缝,项目技术人员初步判断为非混凝土原因造成的收缩裂缝,如判断属实则问题比较严重,项目部及时向甲方及监理反应了此种情况。由于当地楼市的火爆,甲方并未放缓开发节奏,认为此种情况是由于我方钢筋绑扎及混凝土养护造成的,随即我方立刻做出反应,制定相关措施排查。
  
  2.1 定性分析。
  
  墙体及连梁产生裂缝后,首先邀请设计院及相关专家核实本项目剪力墙、连梁配筋量,以判断是否属于结构裂缝。发现这样的问题首先要保证不会影响结构安全,只有在结构安全的前提下才能以楼栋本身为实验载体进行以下各项原因排查。设计院结构专业负责人认定此种裂缝不会影响到结构安全,希望从工程入手更好地解决此种问题。表2为首层裂缝的数量统计,首层属于物业用房,开间较大,剪力墙片数少,但均为长墙,裂缝形态及结构布置形式如图1.
 

1层裂缝数量统计

  
  2.2 增加(加密)连梁水平筋及构造钢筋。
  
  在一层的施工过程中,连梁处竖向裂缝较多,连梁不仅能对墙肢起到约束作用,传递两个墙肢之间的内力;还可以在地震来临时起到耗能作用,充当结构的第一道防线。故对连梁处水平钢筋加大配筋率(将水平受力钢筋由C16改到C18、C22、C25,根数不变),同时降低梁高,降低梁的刚度(由原950mm改到650mm),提高连梁延性。此时由于上部并未有荷载,并不考虑连梁承受竖向剪力,但结构设计遵循强剪弱弯的设计原则,仍增加墙、梁交界处的箍筋直径(箍筋由 C10@200 改到 C8@100)。此时西单元二层已经支模完成,为找出裂缝的根源,西单元二层并未返工,而东单元按照加强连梁的原则施工,待东单元二层混凝土浇筑完成后用以对比。然而拆模后发现连梁的裂缝并没有减少的趋势,却因为剪力墙及连梁数量增多使得裂缝数量大幅提升,2 层裂缝数量统计如表 3 所示。
 

2 层裂缝数量统计

  

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