现浇混凝土空心楼板温度裂缝性能分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2006年6月第3卷第2期深圳土木与建筑V0L．3No．2JUN2006现浇混凝土空心楼板温度裂缝性能分析巴桂江刘维亚曹伟良(深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司)[提要]本文通过分析现浇混凝土空心楼板在温度变化下的裂缝宽度，对其抗裂性能进行了研究，并与实心混凝土楼板进行了对比，同时借助非线性有限元法进行了电算分析验证。[关键词]现浇混凝土空心楼板裂缝0．引言现浇混凝土空心楼板是近几年发展起来的一种比较新的结构形式，具有自重轻等优点，在工程实践中的应用越来越广。由于空心楼板存在局部较薄的薄弱部

2、位，其裂缝宽度等问题往往使很多人心存疑虑。混凝土结构裂缝产生的原因很多，其一主要为外荷载的直接应力和次应力引起的裂缝另外就是由变形引起的裂缝，主要有温度、收缩、膨胀、徐变、不均匀图l空心楼板示意图十沉降等。本文主要分析温度变化对空心楼板裂缝宽度^一J_的影响，即由于温度变化空心楼板平面内产生收缩拉一_一_力，在此拉力作用下，其截面的裂缝开展情况并与实⋯⋯⋯⋯Illllljlllll}丌心楼板对比。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l具体分析取空心楼板厚度为500mm，空心筒外径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯川I为280mm，如图1所示。简体长度1000mm，简体横筒⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯川l方向肋宽100mm，图2为单个楼盖区格内的简体布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯lIJI图。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯川l【lllllllllllllllllllllllll1．开裂分析_一一■■■一■I^I为对比空心楼板与实心楼板的抗裂性能的差V别，分别取配筋相同的300、500厚实心楼板进行对图2单个楼盖区格内的布筒图比分析。对空心楼板，其最容易开裂的薄弱部位在空垭{8心筒处，以下截取此处截面分析，宽度取钢筋间距●_——90mm，见图3，混凝土强度等级均为C30。根据施工田现场的实际情况，并参考有关资料，假定混凝土温差为20℃。由于温度变化

4、使混凝土产生温度收缩，在此收缩受到约束限制时，对实心楼板，其相当于轴心受拉的受力状态；对空心楼盖，由于空心部分的存在，应图3受拉分析简化截面力与应变比较复杂，为简化计算，按照轴心受拉状态假设钢筋与混凝土之间无粘结滑移，当某一截进行分析。面开裂时，截面拉力全部由钢筋承担，此时：巴桂江，男，深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司地址：深圳市南山区滨海之窗办公楼六层=A(1)邮编：5l805438维普资讯http://www.cqvip.com2006年6月第3卷第2期深圳土木与建筑V0L．3No．2JUN2006混凝土开裂时截面拉力：根据以上得分

5、析，可以看出：首先，空心楼板产生新裂缝时已开裂截面处钢Pc=f,kA(2)筋应变要小于实心楼板；当混凝土板产生新裂缝时，已开裂截面的钢筋拉其次，在相同温度梯度下空心楼板截面拉力要力等于混凝土开裂时的截面拉力，得：小于实心楼板。A=()．As(3)由于这两方面因素的原因，空心楼板在温度作用下的抗裂性能要优于实心楼板。此时，钢筋应力(P为受拉截面配筋率)：2．裂缝宽度计算丘(4)根据《混凝土结构设计规范》(GB50010—()．：：AsP2002)第8．1．2条公式8．1．2—1～8．1．2-4，可以计算出楼板在荷载效应标准组合下的最大裂缝宽

6、度，其钢筋应变：中：()．=Nk／(7)：：(5)EspEs当温差为20~C时，Nk取值分别为前文计算的Nk、可以看出，在混凝土强度等级，钢筋强度等级相Nk2、N计算得：对空心楼板，=0．26衄。同的情况下，钢筋应变与配筋率有反比例关系。对空心楼板，其钢筋应变为￡=3．91×10。对300厚实心楼板，⋯2=0．43衄。对500厚实心楼板，⋯3=0．56衄。对300厚实心楼板，其钢筋应变为￡。=5．33×l0～。需要说明的是，由于500厚实心楼板计算中钢筋应力大于钢筋的强度标准值，明显不太合理，故对500厚实心楼板，其钢筋应变为￡。=8．8

7、9×其应力值修正为o3=335MPa。l0一。根据规范裂缝公式条文说明，平均裂缝间距：钢筋应变不能直接反映混凝土裂缝的宽度与分布情况，上述分析同时也忽略了很多其它因素的影』响，但从定性的角度上可以看出，空心楼板受拉开=1．1(1．9c+0．08"eq)(8)，裂时，钢筋应变要小于实心楼板，对裂缝的控制较pte为有利。分别对实心楼板和空心楼板计算得：空心楼板当楼板温差为T时，楼板内产生的应力为lc，l103．4mm；300厚实心楼板lc，2125．8mm；500()．=EtaT(6)厚实心楼板，一=181．9mm。E一混凝土弹性模量；可以看

8、出，空心楼板的裂缝细而且密，实心楼一混凝土线膨胀系数。板的裂缝宽而且疏。从正常使用的要求上来讲，空心楼板的裂缝宽度能更好地满足规范的要求。对空心楼板，计算截面处的拉力为N=3．00×另外，根据