浅谈钢筋混凝土结构设计中的裂缝控制论文_张梅

浅谈钢筋混凝土结构设计中的裂缝控制论文_张梅

山东大卫国际建筑设计有限公司 山东济南 250000

摘要:在当前多数建筑结构中,钢筋混凝土结构是最为多见的建筑结构类型之一,具备稳定性高、耐久性好等诸多优势。然而,因钢筋混凝土自身施工结构较为复杂,再加上不同类型的混凝土质量存在较大的差异造成裂缝问题产生,已成为建筑行业进一步发展的重要约束因素。因而,深入地分析钢筋混凝土结构设计中的裂缝控制意义重大。

关键词:钢筋混凝土结构;裂缝;控制

一 钢筋混凝土结构概述

随着近年来我国社会注意现代化进程的不断推进,建筑工程数量越来越多,钢筋混凝土结构建筑数量不断增加,提高钢筋混凝土结构设计显得极为重要。在建筑工程中钢筋混凝土结构的应用极为广泛,在施工过程中发现,其具有以下特点:

1.1 取材容易、持久性好

在整个钢筋混凝土结构之中,所使用到的具体材料有砂、石料、水泥和钢筋等。其中使用比例较多的是砂石,对于水泥和钢筋的使用量比较小,而砂石的提供一般来说非常的方便,并且还可以充分利用矿渣和粉煤灰等废料来充当,这样不仅有效的节省了相应的施工成本,同时还起到了保护生态环境的作用。

1.2 可塑性强

与其它的建筑结构形式相比,由于新制的钢筋混凝土结构具有较强的可塑性,这样在使用的过程中,施工人员往往可以根据业主的实际需求来制成相应的混凝土形状和尺寸,从而保证所建设出来的房屋建筑更能满足人们的需要。

1.3 整体性优势明显

相比较于其它的建筑结构形式,钢筋混凝土结构还具有较强的抗压和抗拉性能,这样使得了钢筋混凝土结构具有非常好的整体性能,特别是在防震性能方面是很多建筑结构都无法比拟的,这也是钢筋混凝土结构如此受欢迎的原因所在。

二 裂缝的状态分析

根据裂缝状态的不同可以将其划分为以下几种:(1)稳定性裂缝,也就是说对于这种类型的裂缝来说,其长度和宽度都是保持不变的;(2)活动性裂缝,这种类型的裂缝,其长度和宽度都会随着周围温度以及所受压力的变化而随之变化;(3)发展性裂缝,这种裂缝的长度和宽度始终处于不断扩张的状态。由于钢筋混凝土结构始终都需要承受不同程度的压力,随着使用年限的增加,出现裂缝的情况基本是无法避免的,因此,如果只是在受拉区存在裂缝,那么就可以认为它是安全的,是允许其继续工作的,只要能够确定存在的裂缝是处于稳定的状态下,并且其规模不是很大,符合相关规定的要求,不具备太大的危险性,那么就认为它是属于安全构件。但是毫无疑问的是,随着时间的发展,钢筋承受的应力会逐渐达到所能承受的极限,这时候就会对承载力造成较大的影响,危险性很大,需要及时采取应对措施。在对形成的裂缝进行加固处理之后,随着时间和环境的变化,原先的裂缝还有可能会再次出现,这时候就需要针对实际情况进行具体分析,再确定出合适的解决措施。

三 钢筋混装土结构设计中的裂缝问题分析

(1)结构裂缝。对于现浇的钢筋混凝土结构,不同的结构构件之间刚度往往是不同的,因此这就容易造成一些结构中形成相对刚度薄弱区,就是在这些相对薄弱部分及结构的截面突变处,易出现结构裂缝破坏,如建筑物墙角处及钢筋混凝土楼板的板端处。

(2)温度裂缝。温度裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的裂缝,它的形成是由于外界温度变化较大,混凝土随着温差而发生热胀冷缩,这种裂缝常出现在建筑结构的屋面层。

(3)构造裂缝。造成钢筋混凝土结构出现构造裂缝的原因主要有混凝土的水灰比过大、模板的滑动、混凝土浇筑时未充分振捣等。除此之外,支架下沉、脱模过早,混凝土养护工作未做好也会造成钢筋混凝土结构出现构造裂缝。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

(4)收缩裂缝。混凝土结构在养护过程中会逐渐的硬化、碳化及脱水,这一过程一直持续,即使达到28 天龄期也不会停止,这一特性是水泥基混凝土的固有特性,再加上混凝土硬化时发生化学反应再失掉一部分水分,因此整个过程中均有混凝土收缩的现象出现,此时就会形成各种收缩裂缝。

四 钢筋混凝土结构设计裂缝问题的控制对策分析

(1) 合理简化结构体系。根据实际情况,对复杂的结构体系进行合理简化,运用概念设计理念,对实际存在而又被忽略的变形及受力要在计算配筋时加以考虑,对于结构易出现问题的部位,可根据经验采取适当的措施进行预防。

(2) 规范结构尺寸设计。在钢筋混凝土结构工程中,施工材料的变形以及温度的变化都会引起钢筋混凝土结构出现裂缝,钢筋混凝土结构越长,由于材料和温度变化引起的应力就会越大,从而裂缝出现的几率就会相应变大,这也是横向裂缝产生的原因。而通过笔者及建筑行业多年的研究及总结,发现钢筋混凝土结构的应力与其长度呈非线性的关系,这就表明钢筋混凝土结构的尺寸设计对其稳定性和安全性关系重大,如此以来,在钢筋混凝土结构的设计过程中,需要对其设计尺寸进行严格的控制,使其符合工程施工设计要求,从而降低各种裂缝出现的几率。

(3)结构的形状及布置要尽量规则。结构的形状及布置不规则时,由于各方向上结构的刚度不一,因此产生的变形也不尽相同,在结构的刚度薄弱处易出现问题。因此在设计时应尽量保证结构形状以及结构布置的规则性。

(4)加大板类构件裂缝控制力度。对于钢筋混凝土结构中板类构件裂缝的控制,主要采取防治的措施。在钢筋混凝土结构中,屋面及楼面板构件相对容易出现裂缝,因此在结构设计中可以采用预应力混凝土浇筑的方式,并在楼面板预埋管线的过程中,利用设置支架的方式对管线进行固定,同时要在管线的交叉部位固定接线盒,以将钢筋混凝土板的刚度进行削弱,从而降低板类构件出现裂缝的几率,提高结构的整体稳定性和牢固性。

(5)确保材料质量。混凝土材料质量对建筑主体结构裂缝现象的产生有直接影响,因此,有必要从材料因素角度着手加大对裂缝问题的控制,即是在保障材料质量的条件下,严格控制裂缝现象。在原材料控制上,需要注意的是混凝土拌制过程中将运用到水泥、砂浆、添加剂等配置原料,要做到对这些原材料的妥善储存,尤其应做好防水、防潮工作,对于已经超出使用有效期的材料应及时更换。除了确保原材料质量外,还应注重材料配比的合理设计,应根据结构强度需求及建筑性质,设计有效的混凝土拌制方案。例如,施工单位通常会进行不同配比下混凝土强度的检验实验,在反复验证后可获得最佳拌制方案。最后,还需要重视材料运输过程中的质量控制。混凝土施工关键在于严格把握材料初凝及终凝时间,因此,需要做到对运输时间的充分掌握,是保证混凝土结构强度的重要措施。总的来说,建筑结构裂缝问题的产生与混凝土原材料质量有紧密联系,通过提高材料质量,可为建筑工程施工成效加以保障,加大对裂缝的控制。

结束语:

钢筋混凝土结构裂缝是工程中常见的质量通病,但它的出现并非与荷载作用有直接的关系,大量的研究表明,裂缝的出现是由于结构自身的变形所引起的,要想尽量减少结构裂缝的出现,就必须在结构设计过程当中综合考虑各方面的因素,严格遵守相关设计规范及准则。

参考文献:

【1】李志华,苏小卒,赵勇,等.荷载作用下钢筋混凝土梁的裂缝控制规范比较[J].武汉理工大学学报,2010,32(13):67-71.

【2】邱莎.预应力让建筑无缝对接[N].中华建筑报,2015-2-13(008).

【3】朱虹,董志强,吴刚,等.FRP 筋混凝土梁的刚度试验研究和理论计算[J].土木工程学报,2015,48(11):44-51.

【4】武志刚.混凝土结构裂缝的产生原因及实践中控制措施的探讨[N].科学导报,2011-10-21(01).

【5】孟江,赵宝俊,刘建梅.混凝土收缩徐变预测模型及影响因素[J].长安大学学报(自然科学版),2013,33(2):56-62.

论文作者:张梅

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期

论文发表时间:2019/1/15

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

浅谈钢筋混凝土结构设计中的裂缝控制论文_张梅
下载Doc文档

猜你喜欢