引言:随着我国城市化进程的加快,住房用地的日趋紧张,高层建筑以及超高层建筑逐渐成为城市减租建设的主要类型,这对建筑的质量要求无疑增加了不少。为了提高建筑工程的质量,增强建筑工程混凝土的强度,高层建筑中使用超长钢筋混凝土结构的比重正在快速增加,这意味着结构出现裂缝的可能性也在不断增加。虽然其对结构安全不存在威胁,但对建筑的使用寿命会产生一定程度的影响。因此,为了提高建筑工程的质量,延长建筑的使用寿命,就必须要对超长钢筋混凝土结构无缝施工技术进行研究分析,充分发挥其作用。
一、超长钢筋混凝土结构产生裂缝的原因
混凝土有多种材料混合而成,很容易受内部因素以及外部因素影响而发生变形。在施工过程中,混凝土产生裂缝的原因主要有以下几种:首先,是由于采用常规技术方法计算混凝土所承受的应力,导致受力出现问题而引起的开裂。其次,由于实际情况与设计规划存在不同,导致结构次应力有偏差而导致开裂问题的产生。最后,外部因素和内部因素的影响导致开裂现象的发生。例如温度,收缩膨胀,以及混凝土中的沉降不均匀导致的。目前,针对外部应力而导致的开裂问题,可以由技术人员在设计时,将影响因素充分纳入设计当中,科学合理地规划受力情况,从而有效地避免上述问题的发生。变形应力应由现场施工人员,在施工现场加以观察,注意留意,并在施工过程中对其进行妥善的处理。变形应力引起的裂缝主要发生在混凝土的硬化工程中,由于其体积发生形变而导致混凝土出现裂痕,从目前的研究来看,裂缝呈现贯穿状裂缝。
在混凝土的硬化过程中,其体积会干缩变形,其表面会出现引拉应力。在降温后,其内部出现拉应力,当该力大于混凝土的抗裂能力时,就容易出现开裂问题。除此之外,建筑物由于受其所在的地理位置,天气等因素影响的影响,其混凝土结构很容易出现热胀冷缩现象,导致温度应力发生快速变化,进而使其抗拉强度减弱,混凝土结构出现裂缝。其次,当受力过于集中时,会产生内力弯矩,在建筑体较大剪力条件下,使其裂缝逐渐向两侧延深。当混凝土抗拉强度和弹性模量较高时,在相同的变形下,会出现较高的拉应力,导致抗裂性下降。通过施加预压应力,可以有效地平衡其拉压力。
二、超长钢筋混凝土工程的具体设计环节
(一)预防裂缝的设计
近年来,建筑工程的施工与设计,尤其是大型高层建筑的设计,通常涉及多个领域的知识和经验。最近,建筑材料科学中有关于膨胀剂的研究,有助于超长结构无缝技术的应用。一般情况下,为了防止开裂,技术人员根据约束膨胀概率优化混凝土配比,并相应增加外加剂使其有效的控制应力,从而提高混凝土抗裂的能力。此外,为了保证在大型施工过程中不会出现贯穿性裂缝,会将外加剂加入其中,同时将钢丝网固定在两侧放置在两侧,确保混凝土结构强度。
(二)具体设计应用
某建筑主楼地上15层、地下2层、总建筑面积51250平方米。该建筑的结构为钢框架剪力墙结构,该建筑不同层的功能不同,例如2-5层为大厅,5-8层为架空层,9-16为办公室。该建筑标准层的混凝土强度为C30。在施工过程中,为了避免地下水与上部结构的长度超过标准分缝的标准,造成建筑物结构的损害。在结构设计时,应采用桩基础,以及科学合理的结构措施,施工措施例如设立长钢筋,预应力解决分缝问题,确保不会出现裂缝。具体施工措施应该遵循以下要求;首先,混凝土中的钢筋的上网上铁和下往下铁应为Ⅱ级机械接头,保证同一连接区接头百分率低于50%。其次,板底钢筋应该伸入到支座中心线附近,板中支座上部钢筋两端位,其直钩长度与板厚减负筋保护层厚度相等。
三、控制裂缝的措施
(一)后浇带施工技术
后浇带施工技术是土木建筑工程中经常使用的,用于防止钢筋混凝土的结构因为温度,收缩不均等因素而导致其出现开裂的措施。通常,按照标准的设计规范,在基础底板,梁,楼板等位置应该设置临时的施工缝,讲结构划分为多个不同的部分,待部件内部收缩过后再浇注混凝土,使其成为一个整体。此外,在混凝土中应该混合抗裂纤维增加预应力,吸收其中的能量,增强混凝土的抗裂能力,优化抗击性能,降低其易折性。在这一过程中,工作人员需要先将混凝土的两侧凿毛,并对后浇带混凝土施工结束后的混凝土粘度加以关注,确保粘合效果。最后,在施加预应力时,楼板表面存在的温差很容易导致温度应力的产生,技术人员可以通过增设无粘结应力钢筋等措施来缓解这种现象,必要时在粘结预应力的位置涂环氧树脂。在本文中的具体例子中,应该将沉降后的浇带设置于主楼的地下室中,将主楼与地下室分隔开,施工过程中,应该浇注高于结构的混凝土,待主楼封顶后,在浇筑后浇带。并在构件浇注结束后的2到3个月之间,浇筑伸缩后浇注带,以保证混凝土结构的承载力和使用寿命。
(二)在混凝土结构中掺和抗裂纤维
抗裂纤维是一种可以用与吸收混凝土内部能量,控制水泥开裂,增强混凝土抗裂性能的材料,能够使混凝土的易折性大幅降低,同时抑制混凝土内部的裂缝产生,缩小延展面积。
(三)增加预应力
在建筑工程过程中,应该增加架空层和顶层楼板的预应力,这是因为楼板表面温差很容易导致温度应力。本文的具体例子中,可以通过在地下室顶板以及承重楼层增加无粘接预应力钢筋,避免因为温差应力而引起的混凝土结构开裂。此外,工程人员还应该采用无粘结后张法,控制无粘结预应力的伸长值,在伸长完成后,使用混凝土对张拉端进行封堵。
(四)预防裂缝设计,强化混凝土养护
在实际的施工过程中,工程人员在进行混凝土浇筑时,应严格遵循相关的施工标准,这对于后续施工的顺利开展十分重要。随着土木工程行业以及材料学的发展,可以提升建筑行业的材料以及研究成果越来越多。其中,在钢筋混凝土施工过程中,膨胀剂已经逐渐成为被关注的重要技术之一。目前,提高调整膨胀概率可以有效的优化混凝土结构,控制预压力,通过混凝土的抗裂能力。在我国的实际应用中,尤其是大型建筑施工中,经常会使用膨胀外加剂以达到抑制贯穿性裂缝的可能。此外,混凝土的保养也与其抗裂程度和耐久性能相关。工程人员应该在施工过程中,仔细混合混凝土,并对其内部情况进行仔细的检查,提升混凝土的强度。
四、结语
总而言之,在建筑施工过程中,技术人员应该运用无缝设计以抑制裂缝现象的出现,并在施工前,仔细计算温度应力的分布,在屋顶和外墙建设时应该增设保温措施,并在随后的施工过程中,避免出现应力集中的情况。此外,在控制裂缝的过程中,应该积极采用新技术,例如后浇带施工技术,增加预应力等,实现预防开裂。随着我国对建筑行业的需求越来越多,人民对住房要求的越高,建筑施工类企业应尽到责任,对混凝土结构实现高质量的构建,确保建筑的耐久性能和安全性。
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