中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司 辽宁沈阳 110015
摘要:现代建筑多是采用混凝土结构,裂缝的存在无法完全避免,如何对裂缝进行有效控制和处理,是工程技术人员需要深入研究的课题。裂缝的存在会对建筑结构的稳定性和安全性产生威胁,也会影响建筑工程的质量,而想要对裂缝问题进行解决,必须了解其类型和成因,针对裂缝的性质,采取切实可行的应对策略。
关键词:建筑;结构设计;裂缝;控制措施
引言
混凝土是建筑工程施工期间必需材料之一,在城市化脚步不断推进的时代中,混凝土结构在建筑领域有广泛应用。但部分施工单位缺乏对混凝土的深度研究,以致工程施工与投运期间混凝土裂缝问题频频出现,严重影响工程施工整体质量,很可能减缩其寿命。大量的研究与实验发现,混凝土结构裂缝是工程施工中难以规避的问题,这与材料自身的属性及结构的受力变形机制相关。故此为满足建筑的使用需求与结构需求,在结构设计中加强对混凝土结构裂缝控制具有很大现实意义。
1建筑结构设计出现裂缝的原因
1.1地基不匀产生裂缝
基础的作用主要是可以将建筑的荷载以及自身的重量都传递到地基当中。由于上部荷载的关系,在某一角度方面,地基的用力情况会进行不断的扩散,从而加大其深度,增强其扩散范围。如果深度相同的话,应力在中间位置的时候最大,同时慢慢向两边减小。再者地基土体本身不够均匀,从而导致建筑地基的应力分布也缺乏一定的均匀性,从而导致建筑地基或许会面临不均匀沉降的现象,造成裂缝的产生,如果后期的加固处理工作没有做好,就会在一定程度上加重墙体裂缝的出现,严重时还会导致纵墙倾斜的情况。
1.2温度因素
由于地理原因,我国受温带大陆性气候影响的区域较多,其主要表现是在夏季的时候往往比较潮湿且较为炎热,而在冬季的时候则往往比较干燥且十分寒冷;由于温差的影响较大,所以具有十分明显的热胀冷缩的情况。在建造混凝土结构的时候,因为气候和温度的原因,对于具体的参数很难做到有效把控。在混凝土进行凝固的时候,由于水分的流失会导致建筑裂缝的产生。假如内外部的湿度以及温度具有较大的差异的话,首先出现凝结现象的是混凝土结构的表层,内部凝结相对较为缓慢,该现象也会导致裂缝的产生,同时还会沿着结构线进行延伸。
1.3荷载因素
钢筋混凝土结构在建成后,需要考虑到来自机构构建和整个建筑系统的荷载。这些外荷载会对钢筋混凝土结构带来压力,如果长期处在一个高于设计标准的荷载值,就会随着时间的积累产生荷载裂缝,这主要和动、静荷载和次应力息息相关。
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2建筑结构设计中控制裂缝的措施
2.1强化混凝土建筑结构设计的科学性
结构设计应将屋面的标高与楼房高度保持一致。在建筑物结构设计时应增设圈梁,圈梁的增设能提高墙体的受力性能,有效减少墙体温度裂缝的产生。圈梁应尽量围绕着墙体设置,在施工中应严格按照建筑结构设计走。在施工过程中使用微膨胀混凝土。微膨胀混凝土与普通的混凝土相比有很多的优点,它能有效的避免温度裂缝的产生。在施工设计中,一定要根据实际情况酌情的加入微膨胀剂,然后再采取一定的措施加以验算。
2.2强化对混凝土建筑结构的养护
由于混凝土建筑的质量容易受到环境条件影响,因此在开展项目建造管理的时候要同时做好项目建造以及项目养护操作,避免项目的建造环对建造项目的质量造成影响。尤其要在项目完成浇筑操作后进行科学的养护,通常可以在养护阶段中国使用草席或者是薄膜覆盖在已经完工的建筑结构上,使混凝土能在一个良好的环境下逐渐凝固硬化。这种表面覆盖的方式能起到多种作用,不仅通过这些物品的遮盖能避免混凝土表面的水分大量蒸发,控制混凝土表面的水分蒸发速度;同时还能起到调节温度的作用,让混凝土内部以及外部的温度都被控制在合适的范围内,让混凝土在逐渐凝固硬化阶段保持内部和外部温度条件的一致性,在提升了混凝土均一密实程度后也就能降低混凝土建筑结构出现裂缝的几率。
2.3预应力与结构设计
在最近几年的现场状况来看,预应力结构设计应考虑到建筑物的几何结构的尺寸、预应力筋的用量以及预应力结构抗裂程度要求。在一般情况下,在设计时取梁长的 1/15,在现有设计与施工水平下,一般用 1/18~1/20,既可以减少用钢量,还能减少结构自重。例如,建筑结构的平面布置,应当确保建筑结构平面布置的规则性,避免平面布置形状出现突变的情况。在平面存在凹口时,应当在凹口部位的边缘设置拉梁,凹口周边的楼板应当适当的加厚并且对配筋进行强化,楼板的负筋应当拉通。此外还应该按照相关规范和要求对建筑结构的长度进行控制,在建筑结构的长度超过相关规范规定的数值时,地下部位设置后浇带,地上应设置膨胀加强带。后浇带通常设置在梁和楼板的 1/3 宽的位置,宽度应当在800~1000mm 范围内。加强带宽度一般为 2000mm,带两侧布置密孔钢丝网,以此将带内混凝土与带外混凝土分隔开,钢丝网垂直布置于上下层(或内外层)钢筋之间,并用钢筋加固。膨胀加强带带内增设 15%水平温度钢筋,水平温度钢筋均匀布置在上下层,内掺 12%的膨胀混凝土后,且混凝土强度等级提高一级。后浇带及加强带的设置应当将梁、墙和板完全的分开,钢筋仍然应该连续的配置。在房屋长度超过规定的的数值比较大的情况下,应当进行变形缝的设置。在建筑物群房和主楼的高度相差比较大的情况下,需要在主楼和群房之间进行沉降缝或者是后浇带的设置,这样能够有效的避免或者减少因为基础沉降而导致的裂缝的产生。
2.4构造配筋控制裂缝的举措
利用构造配筋的方法将裂缝问题进行控制,就是将钢筋混凝土之间的粘性增强的基本方法。由于影响钢筋混凝土结构以及导致其产生裂缝变大的因素是来自于钢筋应力、钢筋混凝土保护层、钢筋与混凝土本身的粘性等方面。施工建造期间需要考虑的是,钢筋应力由于构件的截面与外荷载控制,为了尽可能的避免裂缝宽度加大,在建筑结构设计期间,需要将配筋面积增加进而降低钢筋应力,这样就能在建材应用中,达到裂缝控制的基本要求。但是从经济层面上来看,这种成本投入较高,而且高强度的钢筋未能在建造中被有效的利用。所以考虑到钢筋材料对建筑物的寿命影响,需要使用较薄的保护层进行施工建造。这样经过宽度计算值的基础,也能将裂缝限制的要求达标。所以使用配筋构造来改变钢筋与混凝土的粘性,是一种可行的裂缝问题控制办法,需要施工建造企业单位加强实践与研究分析。
2.5加强混凝土的二次抹压施工
先通过一次振捣作业和混凝土表面的压实,提升混凝土的结构密实度。在混凝土初凝后,再通过二次振捣和压实作业,使得混凝土内晶体形成一定的重组,是内部小裂缝得到愈合,从而有效避免混凝土裂缝问题。
结束语
综上所述,伴同社会经济进程的持续推进,建筑业获取了更进一步的发展,这就促使建筑工程数量大幅增加,使得民众对建筑工程交付应用后的稳定性、安全性出具了更为严苛的要求。故而,必须对建筑结构设计中出现裂缝的原因展开全面、细致的分析,并依据实际给予有效措施对其控制,从而确保建筑结构整体性与质量。
参考文献
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论文作者:李玉芳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年6期
论文发表时间:2019/7/9
标签:裂缝论文; 混凝土论文; 结构设计论文; 钢筋论文; 建筑论文; 荷载论文; 建筑结构论文; 《建筑学研究前沿》2019年6期论文;