現(xiàn)澆混凝土空心樓板溫度裂縫性能分析

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1、維普資訊http://www.cqvip.com2006年6月第3卷第2期深圳土木與建筑V0L．3No．2JUN2006現(xiàn)澆混凝土空心樓板溫度裂縫性能分析巴桂江劉維亞曹偉良(深圳華森建筑與工程設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司)[提要]本文通過(guò)分析現(xiàn)澆混凝土空心樓板在溫度變化下的裂縫寬度，對(duì)其抗裂性能進(jìn)行了研究，并與實(shí)心混凝土樓板進(jìn)行了對(duì)比，同時(shí)借助非線性有限元法進(jìn)行了電算分析驗(yàn)證。[關(guān)鍵詞]現(xiàn)澆混凝土空心樓板裂縫0．引言現(xiàn)澆混凝土空心樓板是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種比較新的結(jié)構(gòu)形式，具有自重輕等優(yōu)點(diǎn)，在工程實(shí)踐中的應(yīng)用越來(lái)越廣。由于空心樓板存在局部較薄的薄弱部

2、位，其裂縫寬度等問(wèn)題往往使很多人心存疑慮?；炷两Y(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因很多，其一主要為外荷載的直接應(yīng)力和次應(yīng)力引起的裂縫另外就是由變形引起的裂縫，主要有溫度、收縮、膨脹、徐變、不均勻圖l空心樓板示意圖十沉降等。本文主要分析溫度變化對(duì)空心樓板裂縫寬度^一J_的影響，即由于溫度變化空心樓板平面內(nèi)產(chǎn)生收縮拉一_一_力，在此拉力作用下，其截面的裂縫開展情況并與實(shí)????Illllljlllll}丌心樓板對(duì)比。?????????l具體分析取空心樓板厚度為500mm，空心筒外徑????????川I為280mm，如圖1所示。簡(jiǎn)體長(zhǎng)度1000mm，簡(jiǎn)體橫筒?

3、???????川l方向肋寬100mm，圖2為單個(gè)樓蓋區(qū)格內(nèi)的簡(jiǎn)體布置????????lIJI圖。????????川l【lllllllllllllllllllllllll1．開裂分析_一一■■■一■I^I為對(duì)比空心樓板與實(shí)心樓板的抗裂性能的差V別，分別取配筋相同的300、500厚實(shí)心樓板進(jìn)行對(duì)圖2單個(gè)樓蓋區(qū)格內(nèi)的布筒圖比分析。對(duì)空心樓板，其最容易開裂的薄弱部位在空?qǐng)簕8心筒處，以下截取此處截面分析，寬度取鋼筋間距●_——90mm，見(jiàn)圖3，混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C30。根據(jù)施工田現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，并參考有關(guān)資料，假定混凝土溫差為20℃。由于溫度變化

4、使混凝土產(chǎn)生溫度收縮，在此收縮受到約束限制時(shí)，對(duì)實(shí)心樓板，其相當(dāng)于軸心受拉的受力狀態(tài)；對(duì)空心樓蓋，由于空心部分的存在，應(yīng)圖3受拉分析簡(jiǎn)化截面力與應(yīng)變比較復(fù)雜，為簡(jiǎn)化計(jì)算，按照軸心受拉狀態(tài)假設(shè)鋼筋與混凝土之間無(wú)粘結(jié)滑移，當(dāng)某一截進(jìn)行分析。面開裂時(shí)，截面拉力全部由鋼筋承擔(dān)，此時(shí)：巴桂江，男，深圳華森建筑與工程設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司地址：深圳市南山區(qū)濱海之窗辦公樓六層=A(1)郵編：5l805438維普資訊http://www.cqvip.com2006年6月第3卷第2期深圳土木與建筑V0L．3No．2JUN2006混凝土開裂時(shí)截面拉力：根據(jù)以上得分

5、析，可以看出：首先，空心樓板產(chǎn)生新裂縫時(shí)已開裂截面處鋼P(yáng)c=f,kA(2)筋應(yīng)變要小于實(shí)心樓板；當(dāng)混凝土板產(chǎn)生新裂縫時(shí)，已開裂截面的鋼筋拉其次，在相同溫度梯度下空心樓板截面拉力要力等于混凝土開裂時(shí)的截面拉力，得：小于實(shí)心樓板。A=()．As(3)由于這兩方面因素的原因，空心樓板在溫度作用下的抗裂性能要優(yōu)于實(shí)心樓板。此時(shí)，鋼筋應(yīng)力(P為受拉截面配筋率)：2．裂縫寬度計(jì)算丘(4)根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—()．：：AsP2002)第8．1．2條公式8．1．2—1～8．1．2-4，可以計(jì)算出樓板在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下的最大裂縫寬

6、度，其鋼筋應(yīng)變：中：()．=Nk／(7)：：(5)EspEs當(dāng)溫差為20~C時(shí)，Nk取值分別為前文計(jì)算的Nk、可以看出，在混凝土強(qiáng)度等級(jí)，鋼筋強(qiáng)度等級(jí)相Nk2、N計(jì)算得：對(duì)空心樓板，=0．26衄。同的情況下，鋼筋應(yīng)變與配筋率有反比例關(guān)系。對(duì)空心樓板，其鋼筋應(yīng)變?yōu)椤?3．91×10。對(duì)300厚實(shí)心樓板，?2=0．43衄。對(duì)500厚實(shí)心樓板，?3=0．56衄。對(duì)300厚實(shí)心樓板，其鋼筋應(yīng)變?yōu)椤辍?5．33×l0～。需要說(shuō)明的是，由于500厚實(shí)心樓板計(jì)算中鋼筋應(yīng)力大于鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，明顯不太合理，故對(duì)500厚實(shí)心樓板，其鋼筋應(yīng)變?yōu)椤辍?8．8

7、9×其應(yīng)力值修正為o3=335MPa。l0一。根據(jù)規(guī)范裂縫公式條文說(shuō)明，平均裂縫間距：鋼筋應(yīng)變不能直接反映混凝土裂縫的寬度與分布情況，上述分析同時(shí)也忽略了很多其它因素的影』響，但從定性的角度上可以看出，空心樓板受拉開=1．1(1．9c+0．08"eq)(8)，裂時(shí)，鋼筋應(yīng)變要小于實(shí)心樓板，對(duì)裂縫的控制較pte為有利。分別對(duì)實(shí)心樓板和空心樓板計(jì)算得：空心樓板當(dāng)樓板溫差為T時(shí)，樓板內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力為lc，l103．4mm；300厚實(shí)心樓板lc，2125．8mm；500()．=EtaT(6)厚實(shí)心樓板，一=181．9mm。E一混凝土彈性模量；可以看

8、出，空心樓板的裂縫細(xì)而且密，實(shí)心樓一混凝土線膨脹系數(shù)。板的裂縫寬而且疏。從正常使用的要求上來(lái)講，空心樓板的裂縫寬度能更好地滿足規(guī)范的要求。對(duì)空心樓板，計(jì)算截面處的拉力為N=3．00×另外，根據(jù)