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试论房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略

更新时间:2016-01-10 21:00:49  |   点击次数:1547次  |   来源:青岛鑫旭辉建筑结构设计有限公司次  |   作者:

随着城市化进程的不断推进,对房屋建筑的需求日益增加,各类工业建筑、商品住宅、居民住宅等数量与日俱增,随之而来的各种房屋建筑质量问题愈加广泛。在现代房屋建筑建设中,基于现浇混凝土的运用逐渐增多,混凝土裂缝问题引发的纠纷不断出现,致使房屋结构设计面临重大压力。本文针对混凝土的裂缝现状,对裂缝产生原因进行分析,从而探究房屋建筑结构设计中,对现浇混凝土裂缝进行有效控制的对策。

试论房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略

近几年来,建筑施工材料不断推陈出新,越来越多的现代施工材料得到广泛运用,钢筋混凝土基于自身的优势特点,普遍应用于建筑工程建设中。然而,混凝土材料的使用,不可避免的将带来各种裂缝问题,依据工程实践的研究结果,混凝土裂缝具有可控性,可在建筑结构设计中采取有效手段与技术,对现浇混凝土构件进行抗裂处理,从而实现裂缝控制的目的。

1 现浇混凝土裂缝分类

1.1 应力裂缝

收缩裂缝以及温度裂缝均属于应力裂缝的形式,在现浇混凝土裂缝中也最为常见,收缩裂缝则主要由混凝土硬化造成,受到自然环境的影响,混凝土浇筑后随着时间变化,其内部水分会逐渐蒸发,致使体积越来越小,从而产生收缩裂缝;温度裂缝则主要受温差影响,若混凝土浇筑后,环境温度与混凝土温度存在较大温差,混凝土表面则会产生较大的拉应力,温差越大表面拉应力则越强,当超过混凝土自身极限后就会造成裂缝。

1.2 塑性裂缝

混凝土浇筑后仍处于塑性状态时,由于存在钢筋、骨料等,致使混凝土自身均匀沉降受到影响,混凝土垂直收缩加快,而相对的水平收缩则较为缓慢,从而出现塑性裂缝。塑性裂缝一般裂纹较深,且形状极为不规则,主要发生在混凝土硬化之前,对房屋建筑结构功能的发挥产生重大阻碍。

1.3 结构裂缝

结构裂缝的产生多与构件应用的部位有关,在建筑结构的薄弱部位,现浇楼板发生结构裂缝的概率明显增大。于此同时,结构设计的变更也会造成结构裂缝的产生,比如说现浇板由预制多孔板改制,会增大墙体的刚度,降低楼板刚度,在墙角应力集中部位,则容易出现斜裂缝,或者受到负弯矩影响,在楼板端出现板面裂缝。

2 造成现浇混凝土出现裂缝的原因分析

2.1 设计不合理

不同的建筑结构具有不用的性能要求,在进行结构设计中,需要针对结构的性能要求对混凝土进行选择,只有合理的进行结构设计,并对结构荷载具体分析,为混凝土的选材与配比提供依据,才能减少混凝土结构裂缝的产生。建筑工程建设中,往往由于对混凝土标号的选择不当,或者结构荷载的均匀性不满足要求,从而致使现浇混凝土出现开裂。

2.2 配料质量与配比因素

混凝土是一种混合物,由多种施工材料配比而成,比如说骨料、砂砾、水泥、外加剂等,只有保证以上所有材料的质量,才能减少混凝土出现裂缝的可能。同时,各材料的掺和比例也会影响混凝土的性能,合理的配比可减少现浇混凝土出现裂缝。

2.3 施工操作不规范

混凝土施工包含较多环节,比如说,钢筋安装、混凝土浇筑、模板支撑、养护管理等等,其中任何环节出现操作不当,都有可能造成混凝土出现裂缝。现对常见的几种现象加以介绍:第一,钢筋在绑扎过程中,会由于间距不均匀,或者钢筋数量不足等,从而影响混凝土的沉降造成裂缝。第二,混凝土浇筑过程中,若使用的粗细骨料不均匀,或者在振捣时不够密实等,会影响混凝土的强度造成裂缝出现。第三,模板支撑刚度达不到设计要求,或者未满养护时间,过早的进行拆模处理等,也会在一定程度上引发裂缝。

2.4 环境因素影响

施工环境往往是造成应力裂缝的主要原因,一方面,由于环境温度的变化,致使混凝土内外存在较大温差,是导致混凝土出现裂缝的最主要原因;另一方面,环境因素中温度、湿度、风力等往往是引发收缩裂缝的主要原因,若混凝土浇筑后温度较高、空气湿度弱、风力大,则会加剧混凝土内水分蒸发,从而导致混凝土出现大面积的干裂。

3 混凝土裂缝控制的房屋建筑结构设计策略

3.1 平面布置应科学合理

对建筑平面加强布置,主要从如下几个方面入手,以保证平面规则,减少凹口引发现浇混凝土出现裂缝:(1)对房屋长度加以控制,若房屋长度超过40m后,应进行后浇带设计。若长度过大规定数值较小时,收缩后浇带应设置在中部位置,具体为楼板与梁的1/3跨处,并保证可将两者完全分开;若房屋长度远远超过40m后,应在设置后浇带的基础上,进行变形缝设置。后浇带的宽度应控制在80cm-100cm之间,彼此间距要满足30m。(2)挂板、雨棚、女儿墙等外露构件,若其水平长度超过规定范围时,需要进行伸缩缝设置,现行的建筑结构设计规范要求外露构件水平长度应在12m之内。(3)主楼高度与裙房高度存在较大差异时,为降低基础沉降造成的裂缝,可在两者之间设置后浇带,或者进行沉降缝设置。

3.2 严格控制构件厚度

相关工程实践统计表明,现浇混凝土构件的厚度大小,在很大程度上会影响裂缝出现的概率,若构件过薄,则裂缝出现的可能性较高。基于此,在建筑结构设计过程中,应对混凝土构件进行厚度控制,以民用建筑结构设计为例,楼板板厚应大于10cm,由于建筑构件不同,其厚度要求存在一定的差异。以板的计算跨度为依据,一般现浇板的厚度应≥L30-L35。

3.3 适宜的强度等级选择

混凝土强度的级别会影响裂缝发生,强度越高的混凝土具有的水灰比则越大,对水泥的用量自然增加,导致出现裂缝的概率较大。根据相关规范要求,用于浇筑现浇板的混凝土其等级应控制在C30,同时要求墙与柱的混凝土级别相同,现浇板与楼板的级别应相同,如果存在现浇板混凝土级别低于墙、柱级别时,要提高核心部位的混凝土级别。

3.4 加强配筋设计

配筋率不仅会决定构件的强度,同时也会影响构件的裂缝情况,加强配筋设计可有效控制现浇混凝土裂缝。根据工程实践表明,钢筋配置间距应越小越好,紧密的间距可减少构件发生裂缝。同时,在楼面板的钢筋配置上,应采用双向钢筋网对面板进行双层配置。

4 结语

综上所述,随着钢筋混凝土材料的普及使用,房屋建筑结构设计难度有所增大,对现浇混凝土加以分析,主要裂缝由应力裂缝、塑性裂缝、结构裂缝等几种。造成混凝土结构出现裂缝的原因也多种多样,主要原因则分别为设计不合理、配料质量与配比因素、施工操作不规范、环境因素影响等。基于此,在房屋结构设计中,平面布置应科学合理,构件厚度应严格控制,强度等级的选择要适宜,并加强配筋设计。

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