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摘要:随着建筑行业的不断发展,人们对建设施工过程中出现的问题也越来越重视,尤其是关于建设施工中结构的裂缝预防问题。建筑结构中所存在的裂缝现象会对使用的安全性以及耐久性等产生不同程度上的影响。在建筑工程中,裂缝问题与结构设计有着很大的相关性。为了有效的控制裂缝问题,在建筑工程结构设计过程中必须要以工程实际的地质条件为依据,据其结构形式,不断对结构设计进行优化,并且制定完善的裂缝防治措施。本文对结构裂缝问题进行了一个简单的叙述,希望在未来的结构裂缝控制问题上起到一定的作用。
关键词:建筑结构;裂缝原因;措施;结构设计
裂纹问题在建筑结构较为常见,在出现此类问题时施工建筑物的安全性和稳定性将会降低,而且整体的建筑物性能也会因此降低。因此,对建设工程施工单位来说针对裂缝问题的研究具有重要意义。因此需在早期阶段根据工程的特点设计出方案,在中期阶段给防裂缝技术做一个精确的规定,在后期阶段予以切实有效的防止裂缝做一个详细的分析与总结。
1裂缝的危害
在建筑工程中,裂缝会对工程结构造成极大的危害,裂缝的产生,将导致裂缝截面处的中性轴上移,特别当裂缝比较严重的时候,结构变形将不断的加大,这就会造成整个结构的刚度降低,与此同时,结构刚度不断地降低,导致工程结构在较高压力下。因高压力的作用,其相应的疲劳度也会降低。其次裂缝不仅会使得工程的刚度下降,还会使整个工程结构的抗剪力大幅度降低。此外裂缝的产生,会使各个截面出现严重的开裂现象,导致工程结构整体性遭到严重的破坏。除此之外裂缝的产生还会在结构的承载能力、抗钢筋的锈蚀性能、抗渗透性能、抗化学侵蚀性能、耐久性能等方面会产生严重的危害,进而影响结构的承载能力和使用的安全性。
2按照裂缝类型分析裂缝原因
2.1温度应力影响
在建筑工程中,温度应力是建筑工程结构设计产生裂缝的主要原因,而温度应力出现变化主要是由于建筑工程存在自生应力和约束应力。建筑物结构内外温度不同使得建筑结构自身产生的温度应力是自生应力,常出现在一些尺寸较大的构件上。当早晚温差变大或者混凝土表面散热率不均匀,建筑物就会产生这种自生应力使建筑工程表面出现裂缝。例如建筑工程施工中,施工人员按照要求对混凝土浇筑后,水泥内部热量比混凝土表面温度散发速度慢,混凝土内部结构和外部结构出现显著的压力变化,导致混凝土撕裂变形,出现裂缝。
2.2地基下沉影响
导致地基沉降不均匀的原因有很多,客观上讲,建筑物地基土层分布不均、土质差别较大等原因都会造成地基沉降不均匀;主观上讲,地基处理及基础设计不当、地基处理方式过多、平面变化造成楼面荷载不均、建筑物纵墙刚度过低、建筑设计不规范等原因也会使地基沉降不均匀。
2.3混凝土塑性影响
混凝土在终凝硬化之前,都呈塑性的状态,在这个时间段建筑工程结构最容易发生因塑性变形产生的裂缝。塑性状态的混凝土会使上部建筑的均匀沉降受到一部分阻碍,导致建筑出现裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对混凝土结构的建筑物来说,因为混凝土的表面积变大或钢筋直径和骨料粒径太大,混凝土水平方向的收缩会较垂直方向的收缩难度更大,混凝土更容易出现裂缝。
3预防结构设计裂缝出现的措施
3.1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跨的位置,宽度应当在800~1000mm范围内。加强带宽度一般为2000,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。
3.2混凝土构件厚度
由于钢筋锚固和耐久性等因素的影响,必须对现浇构件的最小厚度进行合理的限制,对于现浇楼板的厚度应当选择≥L/30-L/40(L为板的计算跨度),通常民用建筑不应当低于100mm,根据实际发现,楼板的厚度在比较薄的情况下可能会出现收缩裂缝,因此必须结合实际情况根据相关规范和要求对其最小厚度进行科学的限制。
3.3优化建筑结构的配筋设计
为了有效预防以及控制裂缝,就要适当提高以及优化建筑物结构的配筋率。相关的混凝土结构设计规范也明确规定受拉钢筋的最小配筋率,而且还会根据不同的梁、板等构件有相应的规定,对配置板的受力钢筋进行设计时为了减小构件的裂缝应遵循直径较小、间距较密的原则。同时,建筑屋面应设计小于1.0W/(m2·K)的传热系数,适宜在屋面板上采用双层双向的配筋结构,对于没有负筋的板面区域,可选用钢筋网的双向设计与板面负筋搭接,或在该区域连接板的支座负筋。例如,对于选用四边嵌角结构设计的现浇建筑楼板,受到板收缩的双向约束力,容易在板的中间部位发生贯穿性裂缝,在四大角的位置出现45°的裂缝。相关结构设计人员为了有效预防以及控制裂缝,首先需要在容易变形的屋面板阴阳角应力比较集中的区域添设双层双向的配筋结构设计,其间距应为100mm,其合适的配筋范围应为屋面板跨度的1/4,而且还要适当添设放射钢筋。
3.4管线和洞口布置
如果楼板中存在预埋管线,楼板中预埋管线的直径不应当大于楼板厚度的1/3,并且不应超过50mm,管壁至楼板上下边缘的净距不应低于25mm。楼板中预埋管线在交叉的情况下应当选择线盒,不应当将管线交叉叠放在一起。在楼板处存在开洞时,洞口的周围必须要采用严格的加强手段,在洞口的尺寸为300mm或以下时,楼板中钢筋应当从洞口绕过,严禁切断;如果300mm<洞口尺寸≤1000mm时的配筋构造,在洞口尺寸>1000mm时,需要在洞口变进行边梁的设置。
如果剪力墙的洞口尺寸≤800mm时,为了避免剪力墙的小洞口出现角裂的情况,需要沿着洞口周边补强水平筋和纵向钢筋,同时增加设置斜筋;在剪力墙洞口尺寸大于800mm的情况下,应当在洞口的两侧设置边缘构件,洞口的上下边缘应当配置构造纵向钢筋。在梁腰上预留孔洞的情况下,应当尽量的布置在拉力和剪力比较小的部分,梁跨中的2/3范围内,梁高中间的1/3范围内,并且洞口周边增加设置箍筋和斜筋。
4结语
综上所述,不同成因产生的裂缝问题一直困扰着我国建筑工程的整体结构设计,阻碍着我国建筑业的发展。由分析可知,设计师通过合理布置建筑物平面,合理安排门窗,对原材料提出精确要求,严格把控混凝土的浇筑质量,合理设计建筑结构等方法大大减少了建筑工程结构设计中的裂缝问题的出现,加强了建筑物的刚性和抗剪承载力,提高了建筑物整体强度,也推动了我国建筑行业的进一步发展。
参考文献
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[3]冯丽,顾渭建.高层建筑超长结构无缝设计裂缝控制的建筑与结构技术[J].哈尔滨建筑大学学报,2002.
论文作者:彭翔
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/28
标签:裂缝论文; 楼板论文; 结构论文; 混凝土论文; 洞口论文; 钢筋论文; 结构设计论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;