建筑工程钢筋混凝土结构设计中的裂缝防治措施论文_周丽

建筑工程钢筋混凝土结构设计中的裂缝防治措施论文_周丽

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摘要:钢筋混凝土结构会出现裂缝的现象是不可避免的,但我们可以把这些裂缝所造成的危害程度控制在一定的范围内,这就要求我们要对裂缝产生的种类、形势、危害、问题以及应采取怎样的有效措施以应对等等问题有相当的了解,进而起到裂缝的防治目的。本文分析了建筑工程钢筋混凝土结构设计中的裂缝防治措施。

关键词:建筑工程;钢筋混凝土;结构设计;裂缝;问题;防治措施

钢筋混凝土已作为主要建筑材料而应用于建筑工程中,然而在建筑工程中,钢筋混凝土结构一定会出现不同程度和形式的裂缝现象,这种现象的普遍发生,成为长期困扰建筑工程人员的技术难题。

1建筑工程中钢筋混凝土裂缝的种类形式以及危害

1.1钢筋混凝土裂缝的种类

1.1.1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。

1.1.2结构裂缝

对于现浇的钢筋混凝士结构,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。

1.1.3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。

1.1.4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28d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。

1.2钢筋混凝土裂缝的形式

①45°斜裂缝此种裂缝通常出现在建筑物墙角处,与水平面成夹角45°,因此被称为45°斜裂缝。

②长裂缝此种裂缝常出现在建筑物的楼面板及屋面板的上表面,是由于房间内预埋管线造成的混凝土裂缝,一般宽度较小,肉眼几不可见。

③不规则裂缝裂缝呈散叶状或龟裂状,一般出现在建筑结构顶层部位。在钢筋混凝土结构的跨中及端部也会出现。

1.3常见钢筋混凝土结构裂缝的危害

①影响钢筋混凝土结构的承载能力。②引起钢筋锈蚀,使保护层崩落。③影响钢筋混凝土结构的正常使用。④降低结构刚度,影响建筑物的整体性。⑤影响钢筋混凝土结构的耐久性能和使用寿。⑥裂缝大的可能使结构或构件彻底报废、造成工程返工、材料浪费、延迟工期以及较大的经济损失。

2建筑工程钢筋混凝土结构设计中裂缝的防治措施

2.1设计时考虑周全

设计时充分考虑偶然作用和非设计工况所引起的效应,并在相关部分采取合理的控制裂缝的构造措施。例如:按简支设计的时候,实际上端部仍然受到一定的嵌固约束;按自由端考虑,但在荷载较大使构件发生位移,变形加大后,可能起到约束作用的部分;平面凹凸、立面刚度变化突变的部位,容易引起应力集中的部位;房屋两端的阳角处以及山墙处的楼板,屋面板;现浇结构中与周围梁柱整体浇筑的楼板;大体积混凝土等等。

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2.2裂缝验算

混凝土结构应该按照《混凝土结构设计规范》(GB5001-2002)的规定,根据荷载效应来进行裂缝宽度的验算,对于不符合的应该及时调整。在设计时就应重视裂缝问题,构件设计时,不能仅考虑强度问题,在没有确切把握的情况下,对所有的梁板均应进行裂缝宽度验算,尤其是当梁配筋率小于1%的时候,更应该引起重视。

2.3钢纤维混凝土在结构裂缝控制中的应用

在钢筋混凝土梁的底部布设适量的钢纤维,使其能够与混凝土共同抵抗开裂,从而提高钢梁自身的抗裂能力,在其满足设计要求的同时,符合规范中有关裂缝宽度或者抗裂度的要求。对于加入钢纤维的钢筋混凝土梁来说,当钢纤维的掺入体积率在1.0-1.5%左右,并且受拉区的钢纤维混凝土层截面高度达到梁截面高度的30%时,就可很好的控制梁体开裂。同样,在受拉区的钢纤维混凝土层截面高度达到梁截面高度的30%时,其弯拉性能接近于全截面的钢纤维混凝土梁。这主要是由于钢纤维可依靠粘结力在混凝土裂缝的尖端应力区产生一个反向应力区,缓解了混凝土裂缝尖端产生的应力集中,从而对裂缝的进一步发展产生了抑制,使得在荷载作用下的混凝土构件开裂滞后。钢纤维可与未开裂的混凝土共同承担开裂截面上方的部分拉力,从而减小了开裂截面上的钢筋应力,对于裂缝的进一步发展起着约束作用,有效提高了裂缝间混凝土的整体性及构件刚度。

2.4温度裂缝的预防控制措施

从建筑工程结构设计方面考虑,建筑平面布置力求简单、规则,不宜有太多凹凸,以防温度应力集中导致墙体裂缝。房屋的长高比应控制在允许范围以内。建筑物长度要符合温度伸缩最大间距要求,以保证房屋的整体性,防止墙体由屋面变形集中产生裂缝。纵墙端部尽可能少设置门和窗,且门洞、窗洞不宜过大,以增加砖墙的抗剪面积,提高其自身抗剪能力,同时町减少门窗洞口处的应力集中。温度裂缝主要是由屋面板、圈梁、砖墙本身的温度变形及相互间的温差引起的。屋面保温层的效果好坏直接影响顶层砖墙的裂缝程度。所以,屋面保温层一定要符合热工要求。对于保温屋面,保温材料的性能及施工方法要符合规范要求,且保温层厚度要适当加大,满足保温效果。从结构方面考虑,应提高顶层墙体砂浆砌筑强度,以提高砖墙自身抗剪能力。所有横墙、纵墙顶层均应设圈梁,以加强其整体性。但顶层圈梁特别是纵向圈粱高要做得尽量小些,以减少圈梁与砖墙之向的相互约束,继而减小屋面板变形对砖墙的水平推力,加强顶层构造柱,项层砖墙满足抗震要求需设构造柱外,在两端墙体中增设抗裂构造柱,保证房屋纵向端部第一、二开问范围内,横墙与纵墙交叉处均设构造柱,以增强项层墙体刚度、整体性及其延性,大大地提高砖墙的抗剪能力。

2.5保温措施导致裂缝的防治

外墙外保温面层防开裂的控制是过程控制,其实开裂的原因很多,如设计中外挑部分、窗口的内侧等在做保温时放弃对该部分的保温处理,还有施工洞的修补等原因均会造成局部热桥,形成裂缝。锚栓在外墙保温系统中起到抵抗负风压和热应力的作用,避免由于建筑物外墙保温系统因长期经受物理应力和施工不确定因素的影响造成大面积脱落,所以必须采用高强度的膨胀锚栓和有较高承载力的锚栓圆盘才能确保保温系统长期使用的安全性和可靠性。抹面砂浆中增强网(如玻纤网格布)的使用,一方面能够有效的增加抗裂防护层的拉伸强度,另一方面由于能有效分散应力,可以将原本可能产生的较宽裂缝(有害裂缝)分散成许多较细裂缝(无害裂缝),从而形成其抗裂作用。饰面层的材料不仅要求防裂而且要求透气(水汽)与保温层协调,应选择柔性腻子和弹性外墙涂料。其他界面层、保温层、粘接加固等材料也应该有专业厂家配套供应,以提高质量问题的可追溯性。同时涂料的颜色不宜过深,颜色的透明度不低于25%,以尽量减少夏季外保温系统对太阳热量的吸收,降低温度应力。

3结语

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]王郁红.现浇钢筋混凝土构件裂缝的产生原因及控制措施[J].安徽建筑,2011.

[2]秦学志.大体积混凝土施工控制措施初探[J].安徽建筑,2010.

[3]李丽娟.浅析钢筋混凝土结构裂缝的结构设计控制原理[J].工程科学,2012.

论文作者:周丽

论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期

论文发表时间:2017/11/21

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