建筑工程 Ｉ■ 钢筋混凝土建筑结构温度变形及施工质量控制 王媛媛 焦（中建一局集团建设发展有限公司８海 北京市１００１０６） ［摘要］常见的混凝土质量问题主要有温度裂缝、干缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝。在工程建筑施工中，楼板出现裂缝主要是因为外界环境的湿度和温度出现变化 造成的。调查显示，大约９０％以上的裂缝都是由收缩变形和温度变形造成的。而收缩变形和温度又有直接的联系。因此，控制温度是避免混凝土裂缝出现主要措施， 基于此，文章主要从钢簸混凝土建筑结构温度变形的原因、温度变形及温度内力对结构的影响及减小或控制温度效应的对策这几方面作了简要的分析，以供参考。 ［关键词］钢筋混凝土；建筑结构；温度变形；质量控制 中图分类号：ＴＵ５２８．５７１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－９１４Ｘ（２０１５）４７－００６６－０１ 引言 近几年，因为钢筋混凝土建筑结构的温度变形引起的建筑安全隐患逐步得 到重视。因此研究分析混凝土结构的温度应力与温度荷载对控制混凝土结构的 裂缝和变形是十分重要的。 一．钢筋混凝土建筑结构温度变形的原因 第一，当混凝土处于硬化阶段时，在水化过程中，大量的水化热会被水泥释 放出来，导致混凝土内部的温度呈现不断升高的趋势。由于混凝土内部的温度 不同于混凝土表面的温度，并且散热条件存在差异，混凝土表面的散热速度非 常快，而混凝土中心的散热速度则相对较慢，导致混凝土内部与表面的温度差 相当大。在热胀冷缩的影响下，混凝土表面和内部出现了不同程度变形。与内部 的混凝土相比，表面的混凝土受拉，而混凝土此时尚处于凝结硬化的初期阶段， 混凝土的抗拉能力较弱，混凝土的抗拉强度小于表面混凝土的拉应力时，裂缝 便出现在了混凝土表面。 第二，温度应力也被称为热应力，物体的温度升高或降低时，物体不能自由 地伸缩，或由于物体内各部分温度的差异形成了不同的变形应力。一般以硬化 过程为依据可以将混凝土结构的温度应力划分为早期、中期和晚期三阶段。通 常将浇筑完混凝土至第２８天为止称为早期，此阶段水泥发生了水化反应，在此 过程中大量的水化热被释放，同时很大程度上增加了混凝土的弹性模量，并且 达到了某一稳定的水平，但是因为混凝土的内外散热存在差异，混凝土内部会 形成一部分残余的温度应力；混凝土从第２８天到其冷却到稳定温度阶段基本没 有出现混凝土弹性模量的变化，这一阶段称为中期；混凝土的使用阶段即为晚 期阶段，此阶段主要是外界气温变化导致温度应力的变化。 ＝、温度变形及温度内力对结构的影响 １、温度变化所引起的附加内力 温度变化导致结构产生的附加内力，可进行如下概述：第一，在施工中因为 温度的变化，在底层柱中致使附加剪力和附加弯矩变成最大；第二，因为建筑物 内部和外部的温差会致使建筑结构的横梁产生一定的附加剪力和弯矩，这些一 般会在楼层顶部比较突出；第三，建筑物内部和外部的温差还会致使外柱产生 一定的附加轴向力，这种情况在建筑的底层柱中比较明显，而且数值最大；第 四，因为建筑局部的温差，如建筑外柱的内外表面存在温度梯度，再加上外柱自 身的附加弯矩；第五，建筑结构的屋顶因为受到日晒的影响，导致楼层顶部柱中 产生附加剪力和弯矩。 ２、温度变化带给使用者的问题 温度变化带给使用者的问题有：第一，因为建筑内部和外部整体温差，导致 柱变长或变短，进而导致内部和外部的竖向构件在长度方面产生一定的差异， 使建筑楼面结构的内边缘和外边缘形成不一样的位移值。此种位移值，在建筑 结构的顶层周围会出现最大，越往下会越来越小。如果位移值超过允许值，就会 引起建筑上部隔墙的开裂。第二，因为角柱、边柱与建筑内部竖向构件的竖向变 形存在差异，会致使建筑楼板翘曲，建筑顶层最为严重。如果此种翘曲较大时， 会使楼板角部产生裂缝。第三，建筑屋顶因为太阳辐射的原因，即使有隔热层， 但是它的温度场和建筑室内楼板的温度场还是有很大的差距，所以相互之间就 会产生变形差。因为顶层和其下一层楼板之间的变形差，就会使顶层柱产生附 加剪力和弯矩。如果这层墙体的角部上还有洞口，就会在这个洞口的角部，因为 应力过于集中，会导致墙体产生４５。的斜裂缝。 三、减小或控制温度效应的对策 １、适应结构温度变形和内力的措施 在高层建筑中，因为温度变形而产生隔墙开裂，一直都是一个比较重要的 ６６ 科技博览 问题。如果隔墙的结果没有考虑因竖向构件间的温差所引起的楼面竖向位移的 话，那么，因为这个位移产生的剪力可能会导致隔墙的损坏。所以，应该该对高 层建筑结构上部楼层的隔墙进行相应的结果改造，让其不会因建筑结构的温度 变位而产生应力。如果将隔墙从建筑框架中脱开一点，就能有效的防止隔墙开 裂的情况发生。另外，如果隔墙的门洞开到天花板，就可以对裂缝的常见部位进 行裂缝消除。一定要适应建筑结构中因为温度变化而导致的内力，应对建筑结 构底部和楼层顶部的结构采取一定的加固措施，提高这些部位的配筋率。 ２、控制结构温度变形和内力的措施 第一，想办法缩小竖向构件的断面或加大建筑横梁的断面及配筋率，这样 就能有效减小竖向构件之间因为温差产生的相对变形；第二，浇筑时的注意要 点：一，可以将项目部的施工人员，分成昼夜两班，进行全天候连续作业，两班 的值班人员一定要全部到位，还要进行旁站监督并且做好相关记录，在交 时进行口头和书面交接。二，在大梁和梁底柱上做明显的标识，以此保证钢筋 密集方位的混凝土浇筑质量，再进行浇筑混凝土时，安排工作人员到下层对模 板进行检查，确保混凝土的浇筑密实。三，进场的混凝土定时不定时的进行坍 落度检查，确保混凝土输送顺利。混凝土测温：安排专人检测混凝土的表面温 度与混凝土结构中心温度，控制测温时间为前５天每４／Ｊ、时测一次，后５天每８ｆｌ， 时测一次，必须将混凝土的内外温差控制在２５摄氏度以下。还要安排专人惊醒 养护，养护时间不能少于１４天。木桥，温度监测能快速将结构的温度情况进行 反馈，工作人员也是借助温度控制来预防结构的开裂。但是从混凝土结构的开 裂原因来看，混凝土开裂是因为混凝土应力超过了混凝土抗拉强度才引起的。 所以，如果可以直接监测混凝土的应力情况，通过控制混凝土结构应力来防止 开裂，这会显得更为直观。第三，如果建筑长度超过规定的限值时，就要进行伸 缩缝的设置。伸缩缝一般使用的是双墙或双柱结构设置，把上部的结构断开， 将其分成很多的温度区间，保证这些结构能够进行自由的伸缩活动。但如 果是永久伸缩缝就会导致材料使用变多、结构整体变复杂等，还对建筑的抗震 和防水性能不利；第四，如果建筑过长，可以在相应的距离处选对建筑结构没 有较大影响的地方设立后浇缝，在条件允许的情况下用后浇缝和增配钢筋的 方式来替换伸缩缝。后浇缝替代伸缩缝的顺序是先放后抗，放抗同步的措施； 第五，混凝土搅拌中，可以适当添加一些化学添加剂，用来补偿其收缩，堵塞毛 细孔，这是普遍采用的措施。可是化学添加剂并不能全面解决后期温度变化造 成的内力；第六，温度变化比较大的地区会使用一些保温的隔热材料，用来减 小因温变造成的温度应力。现代高层建筑也应该注意保温和隔热，避免楼层通 风太过严重，造成上下层间较大的温差进而导致温度应力的产生；第七，后期 养护。再中午和夜晚温差比较大的情况下，为确保混凝土的施工质量，控制温 度裂缝，可以使用蓄水养护，养护深度通常为３０厘米。蓄水前，要先盖一层塑料 薄膜和草袋，进行临时的保湿养护，等到混凝土终凝以后，砌筑分格挡水墙，开 始分层蓄水养护。 结束语 总而言之，文章针对钢筋混凝土高层建筑结构的温度变形作了简单的探 讨，初步得出建筑结构中温度变形的原因，并结合实际提出减小或控制结构中 温度效应的对策。 参考文献 ［１】马晓晖．钢筋混凝土建筑结构温度变形及施工质量控制［Ｊ］．中国新技 术新产品．２０１０（１９）：１９３． ［２］陈亚洲．大面积钢结构混凝土组合楼板温度裂缝的设计控制要点［Ｊ】． 江西建材．２ｏｔ５０８）：３４－３５．
