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【摘 要】 在建筑工程中,建筑结构裂缝的产生将严重影响到工程的质量,同时也相对减少了建筑物的使用寿命,降低了建筑物的安全保障系数。本文对建筑结构设计中如何控制裂缝进行研究。
【关键词】 建筑结构设计;控制裂缝;分析
前言:
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、建筑工程结构设计中裂缝的主要成因
1、塑性变形引起的裂缝
由塑性变形造成的混凝土裂缝一般出现在硬化前,这是因为混凝土在硬化前一直处于塑性状态,而上部建筑的均匀沉降会受到一定限制,导致结构产生裂缝。在混凝土结构建筑物中,如果混凝土的表面积增大或者钢筋直径过大、骨料粒径过大,都会使得混凝土水平方向的收缩比垂直方向的收缩困难,进而造成混凝土不规则裂缝,此类裂缝相互之间的间距在0.3~1.0mm范围内,表现形式为相互平行,并且裂缝本身都会存在一定深度。
2、温度应力造成的裂缝
此类裂缝的形成主要是由于混凝土浇筑完成后,难以将聚积于混凝土内部的水泥水化热散发出去,混凝土内部温度相对较高,而混凝土外表由于与外界接触,其表面温度会因外界环境的影响热量散发较快,从而导致混凝土内外部分的温差较大,造成混凝土表面产生拉应力,而内部则出现压应力。而混凝土由于刚完成浇筑不久,龄期较短,其抗拉强度不足,从而造成表面拉应力大于混凝土自身极限抗拉强度,在混凝土表面出现温度裂缝。
3、结构裂缝
在现代建筑工程中,随着施工工艺及水平的提升,在抗震设防区及高层建筑中已经多采用现浇楼板来取代预制多孔板,现浇楼板的楼面优点在于其承载能力一般都能满足设计强度的要求而且整体性较好。但若用现浇楼板代替预制多孔板时,会增大楼板的刚度,造成原有墙体的相对刚度的降低,从而有可能导致在墙体刚度较薄弱的部位或者一些墙体的截面突变部位产生裂缝。例如墙角是应力较为集中的位置,就比较容易出现裂缝。
4、结构刚度不均产生裂缝
随着现代建筑工程施工工艺及水平的提升,现浇楼板已逐渐取代预制多孔板,现浇楼板的楼面优点在于其承载能力一般都能满足设计强度的要求而且整体性较好。但若用现浇楼板代替预制多孔板时,会增大楼板的刚度,造成原有墙体的相对刚度的降低,从而有可能导致在墙体刚度较薄弱的部位或者一些墙体的截面突变部位产生裂缝。例如墙角是应力较为集中的位置,就比较容易出现裂缝。
二、建筑结构设计中控制裂缝的措施
1、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。
2、混凝土标号的选用
不同的结构体系以及不同的结构部位,在结构设计时会采用不同标号的混凝土。因此,为了确保建筑工程在投入使用之后不出现裂缝问题,那么建筑工程在进行结构设计的过程当中,必须保证所采用的混凝土标号能够正确选择。
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。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。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,加强对楼面钢筋混凝土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,并加强混凝土板的刚度。
3、尺寸设计要合理
在进行结构设计时,尺寸设计也是预防裂缝产生的主要环节。正如上文中我们提到,一旦结构的尺寸过长,那么其所产生的温差应力也会增大,最终会出现裂缝。因此,需要设计人员在设计过程中,结合工程实际要求,合理控制结构的尺寸,全面考虑结构应力与长度的关系,既要满足设计的规范和要求,也要避免裂缝现象的产生。
4、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。
5、做好混凝土建筑物的浇筑施工技术控制
在建筑施工中,通过对混泥土浇筑过程进行科学控制也能有效的防止建筑裂缝的产生。建筑建造技术会给整个建筑施工过程造成影响,一旦建筑的施工技術出现问题,就会造成建筑质量问题的出现建筑物混凝土的浇筑施工是一项比较复杂的工程,一旦操作流程出现问题就会直接影响工程的施工质量。为此要通过先进技术的运用来实现建筑建造水平的不断提高。实践证明,加强对相关技术人员的定期培训能够有效的提高其操作技能,这是保证建筑顺利施工的保证。混凝土的浇筑要处理好浇筑的流程顺序,要科学合理的安排施工顺序,坚持分缝分块的原则进行施工。由于混凝土的仓面存在较大的现象,因此,在方法上应该选用分层法,也就是说在第一层浇筑完成之后,再返回去浇筑第二层,这样逐层的浇筑,直到整个工程完成为止。除此之外,还要处理好一些细节问题,在遇到气温较高的天气可以采用分层浇筑的方法,来利用浇筑面进行散热还可以通过埋设水管的方法来实现混凝土的内部降温,把内外温差控制在一定范围内。在浇筑时还要注意钢筋的位置,这样能够防止浇筑过程中位移现象的发生,进而影响工程质量,总而言之,加强对建筑建造技术的重视能够保证建筑质量的实现。
6、加强混凝土养护
混凝土浇筑后,需加强养护,但最初不能洒水养护,待放热高峰期过后,方能洒水养护,在养护期间,能够定时、定期的对温度进行测定,注意温度所产生的变化,能够有效的确保把温差控制在一定的范围的之内。在建筑结构施工中,可以在混凝土的表面覆盖一些薄膜、草袋等,运用这样保温隔热方法,可以有效的减少混凝土表面的热扩散,为混凝土提供一定程度的潮湿环境,防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝,与此同时还可以延长了散热时间,使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止裂缝的产生。
三、结束语
混凝土出现裂缝,是一个长期令技术人员困扰的难题。虽然裂缝在大多工程中不可避免,但却可以控制。只要在设计过程中针对各影响因素考虑全面,严格遵守设计规范,此外,还应加强对工程施工的监管,确保施工单位能够按照设计、规范严格执行,保证建筑物的安全及使用性能,一定能把裂缝控制在设计所要求的范围内。
参考文献:
[1]张斌,张建政.浅析建筑工程结构设计中的裂缝问题[J].城市建设理论研究,2012,(16).
[2]李宏.试论建筑工程结构设计中的裂缝问题[J].黑龙江科技信息,2012,(3)
[3]吴坚.关于建筑工程结构设计中的裂缝问题探析[J].商品与质量·建筑与发展,2013,(10):667-667.
【关键词】 建筑结构设计;控制裂缝;分析
前言:
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、建筑工程结构设计中裂缝的主要成因
1、塑性变形引起的裂缝
由塑性变形造成的混凝土裂缝一般出现在硬化前,这是因为混凝土在硬化前一直处于塑性状态,而上部建筑的均匀沉降会受到一定限制,导致结构产生裂缝。在混凝土结构建筑物中,如果混凝土的表面积增大或者钢筋直径过大、骨料粒径过大,都会使得混凝土水平方向的收缩比垂直方向的收缩困难,进而造成混凝土不规则裂缝,此类裂缝相互之间的间距在0.3~1.0mm范围内,表现形式为相互平行,并且裂缝本身都会存在一定深度。
2、温度应力造成的裂缝
此类裂缝的形成主要是由于混凝土浇筑完成后,难以将聚积于混凝土内部的水泥水化热散发出去,混凝土内部温度相对较高,而混凝土外表由于与外界接触,其表面温度会因外界环境的影响热量散发较快,从而导致混凝土内外部分的温差较大,造成混凝土表面产生拉应力,而内部则出现压应力。而混凝土由于刚完成浇筑不久,龄期较短,其抗拉强度不足,从而造成表面拉应力大于混凝土自身极限抗拉强度,在混凝土表面出现温度裂缝。
3、结构裂缝
在现代建筑工程中,随着施工工艺及水平的提升,在抗震设防区及高层建筑中已经多采用现浇楼板来取代预制多孔板,现浇楼板的楼面优点在于其承载能力一般都能满足设计强度的要求而且整体性较好。但若用现浇楼板代替预制多孔板时,会增大楼板的刚度,造成原有墙体的相对刚度的降低,从而有可能导致在墙体刚度较薄弱的部位或者一些墙体的截面突变部位产生裂缝。例如墙角是应力较为集中的位置,就比较容易出现裂缝。
4、结构刚度不均产生裂缝
随着现代建筑工程施工工艺及水平的提升,现浇楼板已逐渐取代预制多孔板,现浇楼板的楼面优点在于其承载能力一般都能满足设计强度的要求而且整体性较好。但若用现浇楼板代替预制多孔板时,会增大楼板的刚度,造成原有墙体的相对刚度的降低,从而有可能导致在墙体刚度较薄弱的部位或者一些墙体的截面突变部位产生裂缝。例如墙角是应力较为集中的位置,就比较容易出现裂缝。
二、建筑结构设计中控制裂缝的措施
1、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。
2、混凝土标号的选用
不同的结构体系以及不同的结构部位,在结构设计时会采用不同标号的混凝土。因此,为了确保建筑工程在投入使用之后不出现裂缝问题,那么建筑工程在进行结构设计的过程当中,必须保证所采用的混凝土标号能够正确选择。
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。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。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,加强对楼面钢筋混凝土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,并加强混凝土板的刚度。
3、尺寸设计要合理
在进行结构设计时,尺寸设计也是预防裂缝产生的主要环节。正如上文中我们提到,一旦结构的尺寸过长,那么其所产生的温差应力也会增大,最终会出现裂缝。因此,需要设计人员在设计过程中,结合工程实际要求,合理控制结构的尺寸,全面考虑结构应力与长度的关系,既要满足设计的规范和要求,也要避免裂缝现象的产生。
4、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。
5、做好混凝土建筑物的浇筑施工技术控制
在建筑施工中,通过对混泥土浇筑过程进行科学控制也能有效的防止建筑裂缝的产生。建筑建造技术会给整个建筑施工过程造成影响,一旦建筑的施工技術出现问题,就会造成建筑质量问题的出现建筑物混凝土的浇筑施工是一项比较复杂的工程,一旦操作流程出现问题就会直接影响工程的施工质量。为此要通过先进技术的运用来实现建筑建造水平的不断提高。实践证明,加强对相关技术人员的定期培训能够有效的提高其操作技能,这是保证建筑顺利施工的保证。混凝土的浇筑要处理好浇筑的流程顺序,要科学合理的安排施工顺序,坚持分缝分块的原则进行施工。由于混凝土的仓面存在较大的现象,因此,在方法上应该选用分层法,也就是说在第一层浇筑完成之后,再返回去浇筑第二层,这样逐层的浇筑,直到整个工程完成为止。除此之外,还要处理好一些细节问题,在遇到气温较高的天气可以采用分层浇筑的方法,来利用浇筑面进行散热还可以通过埋设水管的方法来实现混凝土的内部降温,把内外温差控制在一定范围内。在浇筑时还要注意钢筋的位置,这样能够防止浇筑过程中位移现象的发生,进而影响工程质量,总而言之,加强对建筑建造技术的重视能够保证建筑质量的实现。
6、加强混凝土养护
混凝土浇筑后,需加强养护,但最初不能洒水养护,待放热高峰期过后,方能洒水养护,在养护期间,能够定时、定期的对温度进行测定,注意温度所产生的变化,能够有效的确保把温差控制在一定的范围的之内。在建筑结构施工中,可以在混凝土的表面覆盖一些薄膜、草袋等,运用这样保温隔热方法,可以有效的减少混凝土表面的热扩散,为混凝土提供一定程度的潮湿环境,防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝,与此同时还可以延长了散热时间,使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止裂缝的产生。
三、结束语
混凝土出现裂缝,是一个长期令技术人员困扰的难题。虽然裂缝在大多工程中不可避免,但却可以控制。只要在设计过程中针对各影响因素考虑全面,严格遵守设计规范,此外,还应加强对工程施工的监管,确保施工单位能够按照设计、规范严格执行,保证建筑物的安全及使用性能,一定能把裂缝控制在设计所要求的范围内。
参考文献:
[1]张斌,张建政.浅析建筑工程结构设计中的裂缝问题[J].城市建设理论研究,2012,(16).
[2]李宏.试论建筑工程结构设计中的裂缝问题[J].黑龙江科技信息,2012,(3)
[3]吴坚.关于建筑工程结构设计中的裂缝问题探析[J].商品与质量·建筑与发展,2013,(10):667-667.