關於高層建築的論文範文
摘要:現代社會經濟高速發展，城市化程序不斷加快，湧現出大量的高大型建築物，建築中的基礎通常採用大體積砼，而大體積砼普遍存在的質量問題就是裂縫，裂縫產生後對混凝土結構的觀感、使用功能、結構強度、耐久性等都有較大影響，關係到建築物的正常使用和壽命。
關鍵詞:高層建築論文
1、分析裂縫成因
大體積砼結構幾何尺寸厚大，砼方量龐大，施工條件複雜(大多數位於地下)，施工工藝比較高，砼中的水泥在水化過程中會產生大量的熱量，容易引起結構的溫度變形。砼除了對其最小橫斷面以及內外溫差有相應的規定外，對砼平面大小也有相應的限制，如果砼平面尺寸越大，其約束作用所產生的溫度應力也就越大;如果沒有采取有效的措施對溫度進行控制，當溫度應力大於砼本身所能承受的抗拉強度極限值時，那麼砼結構就會產生有害裂縫。簡單的講，根據砼的裂縫深度情況，將其劃分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種類型，貫穿裂縫是砼裂縫由外至內截斷結構而形成的裂縫，嚴重危害砼結構的整體性和穩定性;深層裂縫是砼裂縫區域性截斷結構的裂縫，對砼結構也有一定的危害;表面裂縫是砼結構表面產生的裂縫，比較常見且危害性也比較小。容易使砼結構產生裂縫的重要因素由以下幾個方面。
1.1水泥的水化熱
砼在凝結過程中，其強度發展取決於其內部水泥的水化反應，水化反應所產生的熱能叫水化熱，水化熱主要集中在砼內部，大體積砼預計超過25度的熱量。對於大體積砼來說，其橫斷面寬度越大，水化熱越不容易散發，導至砼內部的溫度快速升高。一般情況下，在砼澆築後的`2d～4d內，砼結構內部的溫度會達到最高峰，這時砼的內外溫差達到最大值，砼會產生溫度應力。溫度應力與溫差值成正比，溫差值越大，溫度應力也就越大，當砼的溫度應力大於抗拉強度極限值時，砼的溫度變形就會轉化為溫度裂縫。
1.2內外溫差
在砼施工過程中，外部環境氣候溫度變化對於大體積砼裂縫的形成有很大的影響，砼內部溫度是由澆築溫度、水化熱和砼的散熱溫度組成的。外部氣溫升高，砼的澆築溫度也隨之升高;外部氣溫降低，砼的澆築溫度也隨之降低，當外部氣溫驟降時，砼內外溫差會突然升高，從而產生溫差應力，導致大體積砼產生裂縫。
1.3砼的收縮變形
砼中水泥的水化反應大概需要20%的拌合水，剩餘的80%會蒸發掉，剩餘水分的蒸發也會使砼產生收縮變形，如果這種收縮變形存在約束的話，那麼大體積砼就會因為收縮變形而出現裂縫。
1.4約束變形
由於大體積砼與地基親密接觸，早期砼溫度上升時產生膨脹變形，因地基對其存在約束而形成壓應力，砼具有很高的抗壓強度，較小的彈性模量，砼徐變和應力鬆弛度也比較大，使砼結構與地基接觸不牢固，因而壓應力比較小，不易產生裂縫;但是當溫度下降時，砼會產生較大的拉應力，如果超過砼的抗拉強度極限值時，砼就會因約束變形而出現垂直裂縫。
2、工程概況
本工程總建築面積約為12.77萬m2(其中地上約9.67萬m2，地下約3.1萬m2)，框剪結構的高層住宅。其中31層的2#、3#、5#、7#樓和33層的8#樓為衝孔灌注樁-筏板基礎;18層的1#、6#、9#樓和2層的16#、17#、18#樓以及單層地下室連線體部分為筏板基礎。建築高度為9.80m～98.85m，地下部分為純地下室結構。基礎的總砼用量約25000m3，地下室底板厚度為0.5m～1.5m，電梯井區域性厚度為2.85m～3.1m。
3、施工部署
本工程因電梯井部位砼的體積超大，地下室底板砼超長，所以用800mm寬的後澆帶把地下室劃分成27個區，全部採用預拌商品砼。
4裂縫防治措施
從降低水化熱、控溫措施、改善約束與防止收縮、提高極限抗拉強度等方面考慮，結合實際採取措施，才能有效地防治有害裂縫的出現和發展。
4.1降低水化熱
(1)本工程選用低水化熱的42.5#礦渣矽酸鹽水泥配製強度等級為C30P8的砼;根據試驗顯示每加減10kg的水泥，其水化熱將使砼的溫度相應升降1℃，因此可以充分利用混凝土的後期強度，減少單位砼中水泥用量，這兩種方法都可以直接降低水化熱的生產，有效預防大體積砼裂縫;(2)儘量選用良好級配的粗細骨料，其中石子採用較大粒徑，減少砂石含泥量;摻入緩凝劑、減水劑、粉煤灰等，可以改善砼的和易性;降低水灰比，從而減少水泥用量，有效降低水化熱;(3)本工程在拌合砼時，摻入10%複合型纖維抗裂防水劑，使密實性砼具有防裂防滲功能，使砼得到補償收縮，減少砼的溫度應力，有效預防大體積砼裂縫;(4)本工程設定寬800mm的後澆帶，把地下室劃分為27個區，避免砼平面尺寸過大，以減小約束應力和溫度應力，同時有利於散熱，降砼的內部溫度，起到預防大體積砼開裂的目的。
4.2控溫措施
(1)澆築砼時，避免在炎熱或寒冷的天氣進行施工，夏天可以採用低溫水或冰水攪拌砼，或使用冷氣或冷水霧噴灑骨料進行預冷，也可以覆蓋骨料或搭設避陽設施避免日光直射，運輸車輛如果具備條件亦可安裝遮陽裝置，以降低砼的入模溫度;(2)在砼入模時，採取相應的措施改善模內的通風，加快散發模內熱量，防止砼產生有害裂縫;(3)砼澆築後，做好砼的保溫保溼養護，緩慢降溫，充分發揮徐變特性，降低溫度應力;夏季避免曝晒，注意保溼養護;冬季注意覆蓋保溫養護，避免砼內外溫差發生聚變而產生裂縫;(4)砼應該長時間養護，規定合理的拆模時間，延緩降溫時間和速度，充分發揮混凝土的應力鬆弛效應，防止砼產生有害裂縫;(5)合理安排施工工序，控制砼在澆築過程中砼面均勻上升，避免砼拌合物堆積過大高差，在結構完成後及時回填土方，避免砼結構外則長時間暴露在空氣中，避免砼產生有害裂縫;(6)本工程建設單位委託第三方對大體積砼的溫度進行監測，並加強監測管理，實行資訊化控制，隨時控制砼溫度變化，內外溫差控制在25℃以內，基頂面溫差和基底面溫差均控制在20℃以內，及時調整保溫養護措施，使砼的溫度梯度和溼度不至於過大，避免砼出現有害裂縫。
4.3改善約束與防止收縮
(1)在大體積砼基礎與地基墊層之間設定滑動層，如採用平面鋪卷材、刷熱瀝青等，本工程採用4mm厚SBS改性瀝青防水卷材，可以釋放約束應力，防止砼產生收縮裂縫;(2)採取分塊或分層澆築大體積砼，水平或垂直施工縫設定要合理，在適宜的位置設定施工後澆帶(本工程劃分27區)以放鬆約束程度，減少每次澆築長度的熱量儲存，防止積聚水化熱，減少溫度應力，避免砼產生收縮裂縫。
4.4提高極限抗拉強度
(1)選用良好級配的粗細骨料，嚴格控制其含泥量，加強混凝土的振搗，提高混凝土密實度和抗拉強度，以減小砼的收縮裂縫，確保施工質量從而提高砼的極限抗拉強度，避免產生有害裂縫;(2)砼在施工過程中採用二次投料法和二次振搗法，澆築後即時排除表面積水，加強早期養護，提高砼早期或相應齡期的抗拉強度和彈性模量從而避免產生有害裂縫;(3)在大體積砼基礎內部設定必要的溫度鋼筋，在底(頂)板與牆轉折處，結構截面突變和轉折處，孔洞轉角周邊等部位增加斜向構造配筋，以改善集中應力，提高砼極限抗拉強度，避免產生有害裂縫。
5、結束語
本文通過對砼的水化熱、約束條件、外部氣溫變化、收縮變形等因素進行分析研究，總結出大體積砼可以採取降低水化熱、控溫措施、改善約束與防止收縮、提高極限抗拉強度等施工措施，防治大體積砼產生有害裂縫。
參考文獻
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