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摘要:
本文首先簡單介紹了一個實際工程案例,針對建筑結構的裂縫問題深入的探討一下,可以為建筑工程設計的工作人員提供參考資料。
關鍵詞:
結構設計;預控工程;混凝土結構;裂縫現象
1建筑結構工程簡介
1.1工程基本概況某一建筑工程為兩層混凝土結構,靜壓柱基礎,樓層和屋面使用鋼筋混凝土,截面形狀為矩形,東西長度為78米,南北寬度為25米,一層樓高為5.5米,二層樓為4.5米,整個建筑高度為11.5米,整個建筑面積3828平方米。建筑結構在2013年5月已經完工。
1.2建筑結構質量鑒定分析經過檢查,基礎混泥土埋深符合施工要求,表面完整,沒有出現裂縫或者其他缺陷。二樓鋼筋混凝土結構構件和設計保持一致,但是面板出現貫穿性的裂縫問題,裂縫最嚴重的寬度為1.4mm,主要集中在現澆板的負彎矩區。通過測量,板面負彎矩區保護層厚度達到了60-70mm之間,嚴重超過了施工要求。對每層結構的混凝土抗壓強度進行測試,滿足施工要求。
1.3對這項工程的思考建筑結構設計會有很多種結構設計的方式,比如說,混凝土結構是施工中經常使用的一種結構形式,在這種結構使用期限內也一定會出現裂縫問題。從實際的調查來看,裂縫現象產生的因素有很多,比如,外部的綜合環境、氣溫的變化、地基的下沉、工程控制不到位、施工材料不合格等都會對建筑結構產生影響,如果在建筑設計時或者施工之前對這些可能會出現的因素提前做好預控措施,就會減少裂縫問題。
2建筑結構的裂縫類型
2.1結構裂縫在建筑結構設計中,現澆樓板的承受能力基本上可以滿足工程施工的要求,但是如果將預制多孔板進行改造以后,會影響整個墻體的承載能力,墻面的剛度加大但是減小了樓板的剛度。所以,在同樣的墻面使用不同板面在接頭部分就可能會出現裂縫問題,尤其是墻體的四角處,承載力比較集中部分的45度方向出現裂縫,面板的兩端負彎矩的部分都會出現裂縫問題。
2.2應力裂縫建筑結構的收縮就會引起應力裂縫現象,比如說自身收縮、干燥收縮等。在施工中尤其是混凝土需要進行硬化的時候,就會因為水分的蒸發,使混凝土結構體積出現收縮,使結構的周圍受到支座的控制,不能發揮伸展作用。如果混凝土硬化時這種收縮應力大于混凝土結構抗裂承受力時就會出現裂縫現象?;炷林谱鲿r在沒有達到規定的使用強度就進行拆模或者是沒有達到可以承受的凝固能力范圍內就加入了荷載能力,這些情況的出現都會對混凝土結構造成變形現象,使混凝土在使用的過程中失去了抗拉能力,在受到壓力或者應力時出現裂縫現象。
2.3塑性收縮產生裂縫在混凝土處于凝固狀態之前,具有塑性特點,這時混凝土上層組成部分沉降能力受到很大限制,如果是含有很大的鋼筋或者制造面積比較大的混凝土時,水平方向上的收縮難度很大,會出現沒有規律性的深層裂縫現象。建筑結構的塑性收縮現象一般是相互平行的,距離是在0.2-1.2米左右。
2.4溫度應力裂縫在混凝土進行澆筑以后,集中在內部的熱量不容易被揮發出去,這時內部的溫度會相當高,表面的溫度下降快、溫度低,外部和內部的溫度差別很大,內部形成的壓應力與外部形成的拉應力成為鮮明對比。如果外部的溫度不同,拉應力表現的會更大,對應的抗拉程度比較低。這種內外溫度的不同形成的壓應力和拉應力大大高于混凝土的穩固程度,因此,就會出現混凝土裂縫問題。
3建筑結構設計對裂縫的控制
3.1建筑設計階段對建筑結構的整體設計要按照規則性或者風格簡單等要求進行設計,對凸凹不平的結構盡量不要設計進去,尤其是一些斷面結構,它會使應力集中造成裂縫。如果在實際的應用中,需要這種斷面結構,就可以轉變另一種方式,比如可以把直角設計成圓角,斷面突變的情況設計成可以逐漸過渡的形式,避免應力過于集中會形成開裂情況。對房屋建筑進行設計時,將它高度和寬度產生的應力設計在可以控制的范圍內。房屋的寬度要達到溫度伸縮值,以確保建筑的整體穩定性,避免墻體的應力集中產生裂縫。房屋的垂直方向要減少門窗的設計,門窗的高度和寬度不要太大,這樣會增加墻體的抗剪能力,也能相對的減少門窗周圍的應力。溫度產生的裂縫主要是墻體自身的溫度差異形成的拉力和應力,室內的溫度變化對頂層墻面的裂縫情況會有一定的影響,因此,室內的溫度或者隔熱層一定要按照施工要求進行。針對需要保溫的墻體,使用的保溫材料一定要符合施工標準,保溫材料的厚度要增加一些,已達到保溫效果。
3.2結構設計方面房屋建筑的頂層設計,需要將砂漿的砌筑力度進一步提高,以滿足自身的抗剪能力,將墻體的垂直方向和水平方向的頂端設計圈梁,使整體增加穩固性。頂層墻體設置圈梁,尤其是垂直方向上的圈梁的高度要盡可能的小一些,使圈梁和墻體之間減小相互約束力,使面板堆墻體的平面推力盡可能減小。另外,建筑的頂層設置構造柱,以滿足抗震的需求,在墻體的兩端增加抗裂構造柱,以保證房屋的垂直方向產生的應力在可控范圍內,增加整體結構的穩定。在建筑工程施工過程中,對鋼筋的配置也要非常注意,對于一些房梁、墻板等比較薄的構造要選擇合適的鋼筋直徑和使用的數量。為了加強整體的抗裂能力,需要在一些薄弱部位設置鋼筋配置,在一些比較容易產生應力集中的結構面配置鋼筋。基礎結構要設計成水平面,對一些基礎面比較寬的底面要留有伸縮縫,以免基礎面出現開裂情況。另外可以在建筑底面和地基層之間做油氈瀝青滑動層,盡量減少底面的開裂現象。
4控制裂縫的方法
第一,建筑工程施工過程中使用的混凝土強度控制在合理范圍內,一般不要太高,在達到承載力和防水效果時,選擇的范圍控制在C25-C36之間就可以。第二,工程中使用的水泥可以選擇收縮性比較小的種類,比如可以選用礦渣硅酸鹽這種水泥,在施工中也經常用到。使用這種水泥早加入一定量的外加劑,進一步降低水灰比例,控制水泥用量,做好保溫、保水養護效果。第三,可以選擇粉煤灰作為施工材料,它的水泥成分在16%-30%之間,可以增加混凝土的收縮性或者和易性,大大降低水泥的使用量。第四,在結構設計時,注重考慮建筑結構的伸縮縫,伸縮縫之間的間距控制在合理范圍內。第五,如果施工中需要面積比較大的混凝土,可以選擇六十五天齡期強度值的混凝土,同時加入一定的膨脹劑,以調節混凝土的收縮性。第六,處在外部環境下的底層墻面需要增加保溫并且隔熱效果,或者進一步提高構造配筋比值,使外部溫度和內部溫度差異減小。
5總結
從以上敘述的內容,可以了解到產生裂縫的因素有很多,在建筑結構設計時對裂縫問題深入的考慮和分析對以后裂縫控制非常重要。建筑結構裂縫控制是一個比較難的課題,但是在設計階段、施工過程、監理階段做好全面的考慮和分析,就能使裂縫問題盡可能減少出現.
參考文獻
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[2]程海洋.從建筑結構設計談混凝土裂縫問題[J].山西建筑,2014(14).
作者:卓龍彬