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摘要:随着我国建筑业的发展,混凝土结构得到了广泛的应用。混凝土结构具有很多优良的性能,比如稳定性强,抗震、耐久性好等,目前已经成为建筑的主要结构形式。但是,混凝土裂缝一直以来都是困扰建筑企业的难题。混凝土裂缝不仅影响到建筑的外观,最重要的是会影响建筑结构的整体性能,甚至会造成人员伤亡和严重的经济损失,因此,加强对混凝土裂缝问题的研究,对促进我国建筑业的发展具有非常重要意义。
关键词:环保 节能 建筑 给排水
中图分类号:TE08文献标识码: A
正文:
引言
建筑中对混凝土的运用是比较广泛的,目前混凝土结构已经成为了土木工程中的主要结构形式。但在建筑结构设计和施工过程中,混凝土裂缝的问题一直困扰着工程质量,一旦出现较大裂缝就是使建筑出现安全隐患,造成建筑质量的下降,这也会给人民的生命与财产安全带来负面影响,采取相应的技术措施才可以尽量控制裂缝的发展,减少裂缝的数量和宽度,避免有害裂缝的产生,确保整个建筑工程的质量,以促进建筑质量的不断提高。
一、 裂缝的危害性
1、刚度降低
裂缝的产生,会使得裂缝截面处的中性轴发生上移,尤其是裂缝比较严重时,工程结构的变形也会不断的加大,进而造成整个结构的刚度降低。与此同时,随着刚度的降低,工程结构在高压力的作用下,其相应的疲劳度也会有所下降。
2、抗剪能力下降
裂缝不仅会使得工程的刚度下降,而且还会使得整个工程结构的抗剪力大大降低,这是因为裂缝的产生,使得工程的各个截面出现严重的开裂,工程结构的整体性被严重破坏,进而支撑抗剪作用的截面面积减小,从而整个结构的抗剪力就会大大降低。
3、强度降低
在建筑工程中,裂缝的产生还会使得整个工程结构的强度降低。因为,在工程结构中,裂缝的产生,造成钢筋外露,这样,极易导致水分和空气对混凝土的内部结构造成侵蚀,最终引发混凝土发生质变,从而结构强度就会大大降低,随着强度的降低,裂缝也会不断变大,进而整个结构的耐久性降低,影响建筑的使用性能。
二、 结构裂缝的种类及形式
混凝土结构裂缝包括结构裂缝、温度裂缝、构造裂缝以及收缩裂缝。钢筋混凝土裂缝的形式有:45b斜裂缝、长裂缝及不规则裂缝。除了上述裂缝的种类形式外,在相同条件下,强约束部位出现裂缝的概率会更大、裂缝会更宽。事实上,结构物的变形在受到约束后才能够产生约束应力,当此种约束应力超出混凝土所能承受的极限抗拉强度的时候就会出现裂缝。由此可见,约束力强弱会对结构物的裂缝是否产生有着很大的影响。
1、汽车坡道
现代建筑物经常具有车辆直接进入二层的汽车坡道,一层为车库。车道一端与一层楼面连接,另一端位于室外自然基础或地下室顶板上,平面布。由于车道的斜向布置使其具有极强的约束,特别是另一端位于地下室顶板上的情况,使车道产生平行于横向的裂缝,裂缝经常为贯穿性的。
2、回字形结构
有些工程由于使用的需要,设计成回字形的内外两个钢筋混凝土简体,两简体间采用梁板连接。當内外两个简体间距较近时,梁板受到的变形约束极大,容易在楼面产生裂缝。
三、 裂缝产生的原因
1、原材料裂缝
原材料质量引起的裂缝主要是由于混凝土采用材料质量不合格。这些原材料主要是指水泥、沙、水以及骨料等。在建筑施工中如果砂石的含泥量超过了规定的标准,就是使得混凝土的强度和抗渗性有所降低,最终导致混凝土干燥室产生网状裂缝,由此可见,原材料的选择工作是及其重要的环节,要严格进行材料的筛选,这样才能保证原材料能够符合质量标准,实现建筑整体质量水平的提高。
2、结构设计裂缝
由荷载引起的裂缝,可以通过结构计算来控制,由于形变引起的裂缝,通过构造设计可以进行控制。但是在结构计算过程中,假设的力学模型与实际结构的受力状态是不完全相同的,这样内力计算结果与实际不符,这些常规计算模型之外的内力往往引起结构裂缝。而由于计算疏忽漏掉的装修荷载等导致结构开裂,这就需要通过结构加固,来实现结构的安全使用。结构设计时对角部抗裂验算不准确也会导致角部斜裂缝出现。
四、 建筑工程结构设计中预防裂缝产生的主要措施
1、做好保温层
因温度应力而使裂缝产生其主要原因是在屋面板及圈梁和砖墙之间的温度存在很大差异,这种温度差会使混凝土发生变形,从而引起裂缝的产生。因此屋面保温层的材料选择及施工质量会直接影响顶层砖墙裂缝的产生程度。所以在屋面保温层施工时要特别注意按照有关热工的要求来进行。所选用的保温材料要符合有关保温需求,施工时也要严格按照有关规范来进行操作。为确保保温效果,在施工时可适当加大保温层的厚度。
2、设计合理的结构形式
在一般的房屋结构的总体布置中,考虑到沉降、温度收缩和体型复杂对房屋结构的不利影响,常常用沉降缝、伸缩缝或防震缝将房屋分成若干独立的部分,从而消除沉降差,温度应力和体型复杂对结构的危害。对这三种缝的要求,规范都作了原则性规定。但在实际建筑中,常常由于建筑使用要求和立面效果考虑,以及防水处理困难等,希望少设或不设缝。特别是在地震区,由于缝将房屋分成几个独立的部分,地震时常因为互相碰撞而造成震害。因此高层建筑中目前的总趋势是避免设缝,并从总体布置上或构造上采取一些相应的措施来减少沉降,温度收缩和体形复杂引起的问题。大量的已建工程的经验也证明这种设计概念是成功的。
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。
4、材料运用要规范
首先,工程结构设计中,所选用的混凝土,既要满足防水要求,也要满足工程的承载力要求,其强度不可以过高,一般情况下,最好采用C25-C35混凝土。其次,在结构设计中,可以采用粉煤灰,使得混凝土的和易性得到改善,同时,还可以减少水泥用量。第三,对于水泥品种的选择,最好采用收缩性小的水泥材料,并且可以适当地掺加一些外加剂,使得水灰比降低,严格控制内外温度,加强对整个结构的保温和保水养护。另外,对于板类构件而言,其裂缝的控制主要是采用预应力混凝土,加强对楼面钢砼构件以及层面构件的分析,尤其是在楼面板预埋管线时,必须要用支架固定管线,而且,对于管线交叉部分,运用专门设计的接线盒,强化板刚度。
5、严把技术关,妥善处理混泥土的浇筑过程
建筑建造的技术对建筑的质量有很大的影响,它直接影响建筑的整个建造过程,建筑物混凝土浇筑看似简单,但却包涵着丰富的知识量和复杂的操作流程,如果处理不当,则会直接影响工程的质量。所以我们必须要提高建筑的建造技术,采用先进的技术,对相关的工作人员进行定期培训,提高他们的操作技能,使建筑能够顺利建设。而混凝土浇筑首要要处理好的便是浇筑的流程顺序问题,要做到分缝分块,合理安排顺序。再者,一些细节同样要处理到位。例如,白天气温较高,可以采用分层浇筑的方法,利用浇筑面散热;可以通过埋设水管的方法给混凝土内部降温,减小内外的温差;同时还应当在浇筑时注意钢筋的位置,防止在浇筑过程中造成其位移,进而影响工程质量。所以,我们必须对建筑的建造技术起到足够的重视,这样才能使建筑质量得到保证。
结束语
建筑中裂缝产生往往是多种原因造成的,做好建筑结构中设计对裂缝的控制,是防止建筑中出现裂缝很重要的一个环节,也是长期令技术人员困然的一个相对复杂的技术难题。裂缝虽然在大多数工程中不可避免,但要是设计人员在结构设计中采取措施是可以有效控制的,这就需要设计过程中可以防患于未然,根据自己的工作经验,针对可能出现的裂缝分析其原因,全面,细致,并且在严格遵守设计规范的前提下提出一些有创造性的设计方案,一定要把裂缝控制在设计所要求的范围内,为人们能够居住和工作在更加安全,舒适的环境中尽自己的一份力。
参考文献
[1]梁珊珊.建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制概述[J].城市建设理论研究,2013(05).
[2]朱明胜.建筑结构设计中的裂缝及控制措施[J]. 城市建设理论研究,2013(37).
[3]徐洪亮,李俊.谈如何控制混凝土的裂缝[J].工程科技,.
[4]董春玲,李兴凯.浅谈建筑结构设计中控制裂缝的措施[J]. 工程科技,
关键词:环保 节能 建筑 给排水
中图分类号:TE08文献标识码: A
正文:
引言
建筑中对混凝土的运用是比较广泛的,目前混凝土结构已经成为了土木工程中的主要结构形式。但在建筑结构设计和施工过程中,混凝土裂缝的问题一直困扰着工程质量,一旦出现较大裂缝就是使建筑出现安全隐患,造成建筑质量的下降,这也会给人民的生命与财产安全带来负面影响,采取相应的技术措施才可以尽量控制裂缝的发展,减少裂缝的数量和宽度,避免有害裂缝的产生,确保整个建筑工程的质量,以促进建筑质量的不断提高。
一、 裂缝的危害性
1、刚度降低
裂缝的产生,会使得裂缝截面处的中性轴发生上移,尤其是裂缝比较严重时,工程结构的变形也会不断的加大,进而造成整个结构的刚度降低。与此同时,随着刚度的降低,工程结构在高压力的作用下,其相应的疲劳度也会有所下降。
2、抗剪能力下降
裂缝不仅会使得工程的刚度下降,而且还会使得整个工程结构的抗剪力大大降低,这是因为裂缝的产生,使得工程的各个截面出现严重的开裂,工程结构的整体性被严重破坏,进而支撑抗剪作用的截面面积减小,从而整个结构的抗剪力就会大大降低。
3、强度降低
在建筑工程中,裂缝的产生还会使得整个工程结构的强度降低。因为,在工程结构中,裂缝的产生,造成钢筋外露,这样,极易导致水分和空气对混凝土的内部结构造成侵蚀,最终引发混凝土发生质变,从而结构强度就会大大降低,随着强度的降低,裂缝也会不断变大,进而整个结构的耐久性降低,影响建筑的使用性能。
二、 结构裂缝的种类及形式
混凝土结构裂缝包括结构裂缝、温度裂缝、构造裂缝以及收缩裂缝。钢筋混凝土裂缝的形式有:45b斜裂缝、长裂缝及不规则裂缝。除了上述裂缝的种类形式外,在相同条件下,强约束部位出现裂缝的概率会更大、裂缝会更宽。事实上,结构物的变形在受到约束后才能够产生约束应力,当此种约束应力超出混凝土所能承受的极限抗拉强度的时候就会出现裂缝。由此可见,约束力强弱会对结构物的裂缝是否产生有着很大的影响。
1、汽车坡道
现代建筑物经常具有车辆直接进入二层的汽车坡道,一层为车库。车道一端与一层楼面连接,另一端位于室外自然基础或地下室顶板上,平面布。由于车道的斜向布置使其具有极强的约束,特别是另一端位于地下室顶板上的情况,使车道产生平行于横向的裂缝,裂缝经常为贯穿性的。
2、回字形结构
有些工程由于使用的需要,设计成回字形的内外两个钢筋混凝土简体,两简体间采用梁板连接。當内外两个简体间距较近时,梁板受到的变形约束极大,容易在楼面产生裂缝。
三、 裂缝产生的原因
1、原材料裂缝
原材料质量引起的裂缝主要是由于混凝土采用材料质量不合格。这些原材料主要是指水泥、沙、水以及骨料等。在建筑施工中如果砂石的含泥量超过了规定的标准,就是使得混凝土的强度和抗渗性有所降低,最终导致混凝土干燥室产生网状裂缝,由此可见,原材料的选择工作是及其重要的环节,要严格进行材料的筛选,这样才能保证原材料能够符合质量标准,实现建筑整体质量水平的提高。
2、结构设计裂缝
由荷载引起的裂缝,可以通过结构计算来控制,由于形变引起的裂缝,通过构造设计可以进行控制。但是在结构计算过程中,假设的力学模型与实际结构的受力状态是不完全相同的,这样内力计算结果与实际不符,这些常规计算模型之外的内力往往引起结构裂缝。而由于计算疏忽漏掉的装修荷载等导致结构开裂,这就需要通过结构加固,来实现结构的安全使用。结构设计时对角部抗裂验算不准确也会导致角部斜裂缝出现。
四、 建筑工程结构设计中预防裂缝产生的主要措施
1、做好保温层
因温度应力而使裂缝产生其主要原因是在屋面板及圈梁和砖墙之间的温度存在很大差异,这种温度差会使混凝土发生变形,从而引起裂缝的产生。因此屋面保温层的材料选择及施工质量会直接影响顶层砖墙裂缝的产生程度。所以在屋面保温层施工时要特别注意按照有关热工的要求来进行。所选用的保温材料要符合有关保温需求,施工时也要严格按照有关规范来进行操作。为确保保温效果,在施工时可适当加大保温层的厚度。
2、设计合理的结构形式
在一般的房屋结构的总体布置中,考虑到沉降、温度收缩和体型复杂对房屋结构的不利影响,常常用沉降缝、伸缩缝或防震缝将房屋分成若干独立的部分,从而消除沉降差,温度应力和体型复杂对结构的危害。对这三种缝的要求,规范都作了原则性规定。但在实际建筑中,常常由于建筑使用要求和立面效果考虑,以及防水处理困难等,希望少设或不设缝。特别是在地震区,由于缝将房屋分成几个独立的部分,地震时常因为互相碰撞而造成震害。因此高层建筑中目前的总趋势是避免设缝,并从总体布置上或构造上采取一些相应的措施来减少沉降,温度收缩和体形复杂引起的问题。大量的已建工程的经验也证明这种设计概念是成功的。
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。
4、材料运用要规范
首先,工程结构设计中,所选用的混凝土,既要满足防水要求,也要满足工程的承载力要求,其强度不可以过高,一般情况下,最好采用C25-C35混凝土。其次,在结构设计中,可以采用粉煤灰,使得混凝土的和易性得到改善,同时,还可以减少水泥用量。第三,对于水泥品种的选择,最好采用收缩性小的水泥材料,并且可以适当地掺加一些外加剂,使得水灰比降低,严格控制内外温度,加强对整个结构的保温和保水养护。另外,对于板类构件而言,其裂缝的控制主要是采用预应力混凝土,加强对楼面钢砼构件以及层面构件的分析,尤其是在楼面板预埋管线时,必须要用支架固定管线,而且,对于管线交叉部分,运用专门设计的接线盒,强化板刚度。
5、严把技术关,妥善处理混泥土的浇筑过程
建筑建造的技术对建筑的质量有很大的影响,它直接影响建筑的整个建造过程,建筑物混凝土浇筑看似简单,但却包涵着丰富的知识量和复杂的操作流程,如果处理不当,则会直接影响工程的质量。所以我们必须要提高建筑的建造技术,采用先进的技术,对相关的工作人员进行定期培训,提高他们的操作技能,使建筑能够顺利建设。而混凝土浇筑首要要处理好的便是浇筑的流程顺序问题,要做到分缝分块,合理安排顺序。再者,一些细节同样要处理到位。例如,白天气温较高,可以采用分层浇筑的方法,利用浇筑面散热;可以通过埋设水管的方法给混凝土内部降温,减小内外的温差;同时还应当在浇筑时注意钢筋的位置,防止在浇筑过程中造成其位移,进而影响工程质量。所以,我们必须对建筑的建造技术起到足够的重视,这样才能使建筑质量得到保证。
结束语
建筑中裂缝产生往往是多种原因造成的,做好建筑结构中设计对裂缝的控制,是防止建筑中出现裂缝很重要的一个环节,也是长期令技术人员困然的一个相对复杂的技术难题。裂缝虽然在大多数工程中不可避免,但要是设计人员在结构设计中采取措施是可以有效控制的,这就需要设计过程中可以防患于未然,根据自己的工作经验,针对可能出现的裂缝分析其原因,全面,细致,并且在严格遵守设计规范的前提下提出一些有创造性的设计方案,一定要把裂缝控制在设计所要求的范围内,为人们能够居住和工作在更加安全,舒适的环境中尽自己的一份力。
参考文献
[1]梁珊珊.建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制概述[J].城市建设理论研究,2013(05).
[2]朱明胜.建筑结构设计中的裂缝及控制措施[J]. 城市建设理论研究,2013(37).
[3]徐洪亮,李俊.谈如何控制混凝土的裂缝[J].工程科技,.
[4]董春玲,李兴凯.浅谈建筑结构设计中控制裂缝的措施[J]. 工程科技,