剪力墙结构温度裂缝产生机理及控制技术

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1、剪力墙结构温度裂缝产生机理及控制技术本文针对剪力墙结构中温度变形受到约束引起的裂缝，综合各种温度变化，分析了温度作用下结构变形与应力，同时指出了预防或控制钢筋混凝土剪力墙结构中出现的裂缝的方法。关键词：钢混剪力墙温度裂缝控制配筋　　1引言　　剪力墙结构、框架一剪力墙结构是高层建筑中非常重要及广泛应用的结构体系。由于高层建筑应用的日益增多，其建筑技术、结构设计、施工技术和施工管理水平都有了迅速提高。但是，高层建筑中还有许多技术课题急需解决，高层建筑物的裂缝问题就是其中之一，裂缝及因裂缝引起的渗漏已成为用户投诉的焦点。裂缝导致结构整体性和装饰效果受到破坏，隔声隔热效果下降，贯穿整个墙体的外

2、墙裂缝会使雨水渗入墙体内。因此，高层建筑的裂缝问题越来越引起各方面的重视，成为特别需要关注的问题。　　2温度对混凝土结构的影响　　2．1施工阶段　　高层建筑由于工程量较大，施工期较长，需要跨季节年度施工。施工期间外围构件与施工层构件都暴露在自然环境中，这时，构件发生温差变形，而结构受到基础和地基的约束，构件之间亦相互约束，从而迫使各构件不能自由变形，从而产生温度内力。　　2．2装修期　　建筑物在装修时，考虑日照温度变化的周期性和结构混凝土热交换比较慢的特点，除顶部楼盖受太阳直射外，主体结构可以认为处于均匀温度场中。当大气中有短时的升温较快或骤然降温时，由于楼盖较薄，并且还未作保温隔热处

3、理，则楼盖受大气变化的直接影响，当短时温降(或温升)变化较大时，构成了结构的局部温度应力影响区，楼层平面内结构混凝土会产生短时不利的收缩(热胀)变形。　　2．3使用阶段　　建筑物投入使用后，由于使用功能要求，室内温度变化较小，室外温度随环境温度而变化，建筑物的内外构件处于不同的温度场。内部构件处于室内环境中，外部构件处于室内和室外的综合环境中，由于内部的采暖、空调及外部的自然环境变化，使内外竖向构件产生温度差异。温度变化的影响主要是季节性的室内外温度变化以及周期性的日照温度变化。　　3温度应力影响因素的敏感性分析　　3．1建筑结构形式　　在同一地区，建筑物的结构形式不仅会影响作用在其上

4、的温差分布及大小，构件间不同的约束情况更会影响结构在温度作用下的变形及应力大小。　　3．2温差的大小　　温度应力是当混凝土结构产生温度变形受到约束时产生的应力。　　3。3混凝土材料　　钢筋混凝土框架一剪力墙结构的梁、柱节点比较复杂，一般要求同一层竖向结构柱、墙)混凝土强度等级高于水平结构(梁、板)的混凝土强度等级。因为结构随着高度的增加，不仅重力荷载越来越大，而且由水平荷载(风和地震作用)产生的内力和位移增长更快，尤其侧向位移与高度的4次方成正比，因此高层结构的竖向抗侧力构件（墙、柱）相对强大，致使其水平构件(梁、板)受到竖向抗侧力构件的约束要强大得多。　　3.4剪力墙厚度　　作为高层

5、建筑中重要的抗侧力构件，剪力墙厚度结构变形与应力的影响同样不可忽视。　　3.5柱的刚度　　在高层建筑中，增大底部数层柱子的刚度并不能减小温度作用下的柱内力，相反可能使柱子的受力变得更为不利。因此在减小温度对高层建筑的影响时，应该在满足承载力的条件下，减小柱截面刚度。　　4温度裂缝的控制措施　　4．1外墙保温体系　　对于高层建筑结构，不是大体积混凝土结构的构件，不存在水化热问题。但转换大粱往往因为在结构中的位置较重要，施工期由水化热产生的温差易产生裂缝。　　4.2约束变形的控制　　约束是结构产生裂缝的另一主要原因，外界温度变化引起的结构的应力都与结构的约束程度有直接关系。当外约束接近完全

6、约束时，结构内的温度应力便同结构长度没有关系而接近于极大值；当结构为自由约束，则只有温度变形而不产生温度应力。因此，改善约束情况，对结构进行合理的布置，能大大地缓解结构中的温度应力。　　4．3配筋措施　　由于钢筋对其周围混凝土变形的约束作用，配筋区域的裂缝宽度往往能得到控制。因此，配置适当的温度钢筋可以达到限裂的效果。以下是一些于工程实践经验的配筋构造措施。　　1)对结构底部和顶部楼层的构件采取相应的加强措施，提高这些部位构件的配筋率。非加强部位的水平和竖向分布钢筋的配筋率不应小于0.2％，主要部位的剪力墙，其水平和竖向钢筋的配筋率应适当提高，不应小于O.25％。　　2)楼板配筋。局部

7、加强配筋，如在受温度产生收缩影响较大的部位，加强配筋或改变配筋方式可以控制裂缝，如楼板配筋采用细而密的钢筋，在易产生裂缝的部位加强配筋，在楼板外角上下层放置放射状的钢筋等。　　3)柱的配筋。角柱、边柱往往有很大的侧移，角柱柱脚可能出现严重的开裂，甚至会引起柱子纵筋的粘结锚固破坏。　　4)窗口部位的构造措施，在建筑物顶层两端各开间的内、外纵墙窗口增设水平拉筋，以承受集中应力，防止墙体开裂。　　5)由于钢纤维均匀地乱向分布在混凝土内共同参加工作，显