钢筋混凝土筒仓裂缝的控制措施.pdf

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1、文章编号：1009-9441(2010)12—0036一02钢筋混凝土筒仓裂缝的控制措施口口孟宪建1，高红斌2(1．太原大学，山西太原030009；2．山西省建筑材料工业设计研究院，山西太原030013)摘要：分析了造成钢筋混凝土筒仓裂缝的原因。从选择结构设计方案、采用钢纤维混凝土和优质原材料等方面，论述了控制裂缝的产生和发展的技术措施。关键词：钢筋混凝土筒仓；裂缝；钢纤维混凝土；原材料．中图分类号：TU398文献标识码：B引言筒仓是贮存松散的粒状或小块状原料(如谷物、水泥、矿石、煤及化工原料)的贮藏结构。筒仓具有占地面积小、易于机械化和自动化、吨储物造

2、价低的特点，因此，钢筋混凝土筒仓常作为水泥生产企业调节、运转和贮存物料的设施。随着国民经济的快速发展，水泥企业的生产规模越来越大，对贮存材料的筒仓的容量要求不断提高，大容量钢筋混凝土筒仓应用已相当广泛。目前，大部分钢筋混凝土筒仓存在着不同程度的开裂现象，筒仓的破坏大多是从裂缝的扩展开始的，因此，钢筋混凝土筒仓的裂缝控制直接影响着建筑工程的可靠性和经济性。1筒仓裂缝的理论分析钢筋混凝土筒仓产生裂缝的主要原因是由于筒仓存在着压力不均匀的现象。引起压力不均匀分布的因素很多，首先是贮料和筒仓结构本身的不均匀；其次是外界温度、湿度变化以及高温贮料的入库温度对仓壁的

3、影响；三是贮料在流动时压力沿筒仓截面和仓壁高度呈不均匀分布状态。近年来，为了贮料流泄通畅，防止起拱堵仓，依照工艺的要求在仓底设置促流装置，将钢筋混凝土筒仓设计成具有偏心泄料动能的筒仓。偏心泄料会对筒仓仓壁产生不均匀附加侧应力，而且这种不均匀压力的大小变化和分布范围错综复杂并具有随机性。不均匀压力使仓壁结构不仅要承受轴向拉力，而且还要承受弯矩。迄今为止，还缺乏可靠的理论能够定量地描述这种裂缝现象，难以将它的影响全部包括在综合修正系数内⋯。尽管钢筋混凝土筒仓的裂缝是不可避免的，但是，通过适当的技术措施，控制裂缝的开裂程度，也能够满足建筑工程的使用要求。2控制

4、筒仓裂缝的技术措施在钢筋混凝土筒仓仓壁出现较大应力时，除了要酌情考虑增大配筋以减少应力所引起的裂缝之外，建议采用多项混凝土裂缝控制技术，在选择结构设计方案、采用混凝土原材料和制定混凝土施工方法时采取相应的技术措施，控制裂缝的产生和发展。2．1选择合理的结构形式水泥厂多建设在昼夜温差较大的山区，筒仓温度作用包括季节温差、仓壁内外温差和日照温差。对于贮存高温贮料的大型筒仓，其内部贮存的高温贮料与室外最低计算温度相差很大。因此，仓壁内外温差和季节温差的作用对仓壁内力的影响显著‘2

5、。仓壁在反复受热和不规则温差作用下，受到的温度应力主要为环向应力和竖向应力，经向

6、应力很小。仓壁外壁面的纵向及环向均呈拉应力，内壁面呈压应力。当最大应力超过抗拉强度时，便在外表面出现裂缝。当仓壁温度下降时，仓壁收缩力图恢复到原始状态，但由于受到库内贮料的阻碍，使得仓壁受到压缩，而仓壁材料的压缩是有限的，消除仓壁伸长的阻力在钢筋混凝土仓壁内也会产生拉应力。仓壁纵向力矩引起环向裂缝，环向力矩引起纵向裂缝，由于仓壁自由端的影响，仓壁纵向约束程度小于环向约束，并有自重压力作用，所以，在仓壁上环向裂缝不多见，主要是垂直裂缝旧J。同时，当筒仓贮存热物料时，混凝土的抗拉强度和弹性模量均有明显降低(见表1)，从而引起混凝土收缩和徐变加剧，·36·Re

7、search&ApplicationofBuildingMaterials钢筋的力学性能也比常温状态差，钢筋的强度和弹性模量有不同程度的降低(见表2)，钢筋与混凝土之间的粘结力降低。表l混凝土的温度折减系数温度／。C2060100150200抗压强度折减系数1．O0．90O．850．800．70抗裂强度折减系数1．OO．85O．750．65O．55弹性模蹙折减系数1．0O．850．75O．65O．55表2钢筋的温度折减系数温度／oC2060loo150200抗拉强度折减系数1．01．OO．900．85弹性模量折减系数1．00．97O．95由于仓壁顶和仓壁

8、底对仓壁有较大的约束作用，在壁顶和壁底处，仓壁的环向应力急剧增大，出现应力集中，混凝土容易产生裂缝。因此，筒仓的仓顶结构材料宜选用易于变形、轻质高强以及导热性能良好的材料，以利于高温贮料的散热，降低高温对钢筋和混凝土的抗拉强度和弹性模量的影响。温度作用下筒仓壁所产生的内力，一般随壁厚的增加而增大，在结构设计时应对筒仓厚壁进行优化设计。2．2采用抗裂性能好的钢纤维混凝土钢筋混凝土筒仓仓壁是轴心受拉构件，按强度计算的受力钢筋一般不能满足抗裂要求，提高配筋率的抗裂效果虽然比较明显，但工程造价也会提高很多，同时仓壁内布筋密集会造成施工困难。依据CECS38：92

9、《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》，可在仓壁混凝土中掺入一定比例的钢纤维，以提高