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摘要:在建筑结构当中,剪力墙无疑是较为重要组成部分之一,它最主要的作用是能够有效地提高建筑结构的整体强度和刚度,并且可以承受来自于地震作用的水平荷载以及风荷载。然而,在建筑结构施工中,由于种种因素的影响,使得剪力墙经常会出现一些问题,其中又以裂缝最为常见,一旦剪力墙上产生裂缝,势必会使剪力墙的整体结构性能被破坏。为此,必须采取行之有效地措施对剪力墙的裂缝问题加以治理。基于此点,本文就建筑结构施工中剪力墙的问题进行浅析。
关键词:建筑结构;剪力墙;裂缝问题
近年来,随着我国城市化建设进程的不断加快,推动了建筑业的发展,各类建筑工程与日俱增。剪力墙是建筑结构当中较为重要的组成部分之一,通常又被称之为结构墙、抗震墙或是抗风墙。在房屋或是建筑结构当中,所谓的剪力墙主要是指用于承受地震作用水平荷载以及风荷载的墙体,其能够有效地防止结构剪切破坏。一旦剪力墙出现问题,不仅会影响自身结构的性能,而且还有可能对建筑结构造成一定的影响。为此,在建筑结构施工中必须认真对待剪力墙的问题,并采取有针对性的措施加以解决处理。鉴于裂缝在剪力墙中较为常见,所以,本文就这一问题展开探讨。
一、建筑结构中的剪力墙概述
(一)剪力墙的功能及分类
通常情况下,建筑结构中的剪力墙主要可分为以下两大类:一类是平面剪力墙,其常被用于钢混框架、无梁楼盖以及升板等结构的建筑当中,具体作用是能够进一步增强结构本身的强度、刚度以及抗倒塌能力,某些特殊的部位上可通过现浇或是预制的方式装配钢混剪力墙。若是现场浇筑的剪力墙可以和周边的梁柱一并进行的话,则结构的整体性会更好;另一类是筒体剪力墙。其多数被应用于高层建筑结构当中,在悬吊结构中也有所应用。这种类型的剪力墙主要是由建筑结构内部的楼梯间、电梯间以及一些设备用房等的间隔墙围成,墙体均为现浇钢筋混凝土,它比平面剪力墙的强度和刚度高很多,能够承受较大的水平荷载。
(二)剪力墙的常见类型
在建筑结构当中,一般可根据剪力墙上洞口的多少、规格的大小以及具体排列形式将其分为以下几种类型:
1.整体墙。墙体上基本没有门窗洞口,或是仅有极少量洞口可忽略不计的称之为整体剪力墙。
2.连肢墙。墙体上开有一列或是多列洞口,并且规格尺寸较大,其受力相当于借助各个洞口间的连梁连接在一起的墙肢,即连肢剪力墙。
3.框支剪力墙。当建筑结构的底层需要较大的空间时,便会采用框架结构对上部进行支撑,这样就形成了框支剪力墙。这种类型的剪力墙在地震高发的地区不允许使用。
4.洞口不规则式剪力墙。其主要是为了满足不同建筑结构的使用要求而在墙体上开设不规则排列的洞口,由此便形成了这种类型的剪力墙,基本上所有的建筑结构当中都存在这种剪力墙。
二、建筑结构施工中剪力墙的问题分析
在建筑结构施工中,剪力墙最为常见的问题是墙体裂缝,这是剪力墙的一个质量通病,下面对造成剪力墙裂缝的主要原因进行分析。
(一)混凝土收缩裂缝
1.在干缩混凝土制备过程中,由于水泥、掺合料、水在拌合后会产生体积膨胀,而在入模成型后会发生混凝土水化作用,其部分水分会被吸收和蒸发,混凝土体积缩小,产生混凝土内应力,从而导致混凝土在收缩大或收缩快时产生裂缝。2.混凝土内部温度变化会产生收缩裂缝,若其与墙连体的部分框架柱断面边长大于1m,则属于大体积混凝土,具备水化热高的特点,如不采取有效的防治措施势必会使混凝土表面产生裂缝。作为一个较大热源体的大体积混凝土框架柱,其与之连体的墙体较薄,并且具备散热快的特性。因此,在混凝土发热膨胀的同时,墙体却在降温收缩,由于两者的温度变化形成了强烈反差,从而致使墙中间和框架柱附近会产生裂缝。
(二)约束引起的裂缝
1.内部约束。主要包括以下几个方面:①混凝土墙内配筋会约束混凝土的收缩变形;②收缩变形小的墙体部分会约束收缩变形大的墙体部分;③墙内的暗梁、暗柱会约束墙板的收缩变形;④若混凝土墙长度较大,则墙中与墙端会相互约束彼此的收缩变形。
2.外部约束。主要是指超静定结构的多余联系,包括墙体顶上的楼板或梁,墙体以下的底板和基础,墙体两端的电梯井筒、附墙柱等。在混凝土墙体因收缩变形而产生内应力的情况下,如果外约束较强,那么混凝土就会产生裂缝。对于早期混凝土而言,由于其自身抗拉强度不足,加之墙体边缘外约束力的作用,所以更容易产生裂缝。
(三)建筑结构构件及形体引起的墙体裂缝
若混凝土框架柱的断面较大,而墙板厚度小,则会导致柱墙连接面易受多种因素的影响产生墙体裂缝。这些因素主要包括以下几个方面:①柱墙混凝土因其自身的水化热特性而导致温差收缩变化产生裂缝;②大柱子约束墙板而造成墙体裂缝;③由于框架柱是建筑结构的传力构件,所以建筑结构基础以上荷重会通过框架柱传给基础和基岩,而当建筑地基产生基础下沉或地基沉降时,便会导致墙体在基础边级部位产生剪力,引发墙体裂缝。
三、建筑结构施工中剪力墙裂缝问题的有效防治措施
(一)优化剪力墙结构设计
为了有效地防止剪力墙墙板结构裂缝的产生,可对剪力墙结构的整体设计进行优化。其一,对水平筋设计进行优化调整,借助构造钢筋在结构内的具体作用来达到减小墙板结构温度应力以及收缩应力的目的,这样能够进一步控制裂缝的产生;其二,可采取分层散热浇灌的方式来降低入模温度,以此来预防因温湿度变化过大而产生的裂缝;其三,应采取有效地措施防止结构发生突变,如果无法有效避免突变发生时,可通过增设配筋来防止裂缝的产生。
(二)加强施工过程中的裂缝控制
1.尽可能选用水化热较低的水泥品种,这样能够有效地防止水化热过高而产生的裂缝。
2.可采用掺加膨胀剂的方法对混凝土配合比进行优化,如可掺加10~15%的UEA,这样可以进一步降低裂缝的产生几率,并且还能提高墙体的抗渗性能。
3.应对施工现场使用的原材料质量进行严格控制,砂、石等骨料当中的含泥量必须控制在1.5%以下,掺合料应当尽可能使用粉煤灰,并控制好掺入比例。
4.可掺入适量的缓凝减水剂,借此来降低混凝土的实际用水量,这样有助于延长水泥初期的水化热释放时间,从而达到改善混凝土性能的目的,进而降低裂缝产生的几率。
(三)做好养护工作
1.掌握好拆模时间。部分建筑施工常常会在混凝土终凝后立即进行拆模,但是终凝后的混凝土会存在较高水化热,从而致使混凝土内外出现较大的温差,造成混凝土温度裂缝。所以,在不影响施工进度的前提下,应当在混凝土终凝后延缓2~3d后再进行拆模。
2.在拆模后应覆盖塑料膜,并实施喷水养护,始终保证混凝土表面湿润。
3.带模养护。在阳光辐射的作用下,会蒸发混凝土墙体表面水分,从而导致混凝土因失水过多而产生裂缝。所以,应当将模板两端螺丝拧松而不拆模,并在带模浇水的状态下实施养护。
4.地下室剪力墙对湿度和温度变化较为敏感,常常会因温度变化而产生收缩应力,造成墙体开裂。因此,在施工中应当确保在墙完成后立即回填土。
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