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试论建筑结构设计中预控工程裂缝的探究

2016-05-12李秋颖

科学与财富 2016年8期
关键词:建筑结构裂缝

李秋颖

摘 要:随着建筑行业的不断发展,其工程质量得到了很大的提高,但是在其使用的过程中,建筑楼板都会或多或少的出现裂缝的现象,为了更好地促进建筑行业的发展,必须将这一问题加以解决。笔者通过对建筑结构中裂缝现象进行分析,提出加强设计的几点措施,仅供参考。

关键词:建筑结构;预控工程;裂缝

随着人们生活水平的不断提高,对建筑设计的要求已经不仅仅局限于质量上面,对其建筑的结构也提出了更高的要求,以前的多孔板结构模式逐渐被混凝土的结构所替代,而对其质量问题也提出了更高的要求,因为混凝土自身存在着裂缝的现象,要想更高地促进建筑结构的发展,必须将这一问题加以解决。

1 混凝土裂缝的种类

1.1 微观裂缝

微观裂缝的宽度为0.05mm以下。微观裂缝分为粘着裂缝、集料裂缝、和水泥石裂缝三种。(1)集料裂缝,即集料本身缺陷;(2)水泥石裂缝,一般分布于集料之间的水泥浆中;(3)粘着裂缝,在集料的周围出现的水泥石粘结面上的裂缝。

1.2 宏观裂缝

建筑宏观裂缝为可以肉眼可见的、混凝土宽不小于0.05mm的裂缝。宏观裂缝分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种。(1)表面裂缝:混凝土浇筑初期,在混凝土表面散热情况不好的情况下,由于水化热大量产生,混凝土形成温度梯度,表面温度低、内部温度高,使混凝土表面产生拉应力,内部形成应力,当混凝土的极限抗拉强度低于拉应力时,混凝土表面就产生裂缝。(2)深层裂缝:处在大面积的拉应力状态的基础约束范围内的混凝土,若产生了表面裂缝,在这种区域内则有可能发展为深层裂缝。(3)贯穿裂缝: 整个混凝土由于地基变形、体积收缩变形等原因导致截面贯穿性裂缝。

2 裂缝原因

2.1 温度变化引起

冬夏温度变化的影响,给混凝土的质量安全带来很大的挑战,因为外墙结构会受到热胀冷缩的影响,在高温环境下会发生膨胀的现象,在低温环境下会发生收缩的现象,在拉力的作用下混凝土就会发生裂缝的现象,在横纵交接的地方就会发生断裂,特别是在建筑的转角部位,其受到上下拉伸的影响就会更大,就会出现45°的裂缝条形。

2.2 以混凝土收缩为主引起的收缩裂缝

收缩是混凝土固有的特征之一。混凝土浇捣后,在硬化过程中和硬化以后的一段时期内出现。混凝土一年的收缩量约为0.3~0.6mm/m。影响收缩的因素有环境的相对温度、构件截面尺寸、养护方法和混凝土强度等级等。

2.3 建筑设计方面原因

随着建筑行业的不断发展,把更多的目光投向在建筑结构的设计上面。目前大部分建筑结构采用的都是混凝土的结构模式这种模式虽然提高了建筑结构的性能,但是墙体的开裂现象却时常发生,当卧室和客厅的尺寸发生变化时,由于楼板承受的钢度不同,就会形成不同程度的裂缝现象。因为建筑房屋的结构墙面很长,所以会因为材料使用过程中产生的收缩和温度变化产生变形的现象,使得墙体连着楼板会一起产生断裂的现象,如果这时,外墙的保温措施起不到效果,楼板也会产生裂缝的现象,当屋里墙面结构热涨和外墙结构同时发生热涨现象时,其结构的顶部就会出现较大的裂缝,越往下裂缝的现象越小。

3 结构设计预防现浇混凝土裂缝方面的措施

3.1 通过设计预控墙体温度裂缝

在外界阳光的影响下,墙体会因为阳光照射使得建筑的整体升温,相比于屋面板的温度而言还是较低,在夏季温度较高的情况下就会形成裂缝的现象,由于受到水平推力的影响,屋盖的膨胀要比墙体发生的膨胀明显,在整体墙体的强度低于应力时,就会形成水平或者竖直方向的裂缝,这是混凝土结构普遍存在的现象,由于室外温差不可改变的特点,混凝土结构的建筑结构裂缝问题是需要重点解决的,在结构的设计上,要尽量保持与屋面的高度相一致。

在建筑结构中,横纵墙的交错位置处,都要尽量设置墙构造柱,通过选择微膨胀性能的混凝土来提高建筑结构因温差发生的裂缝现象,为了有效地防止这一现象的发生,在配比混凝土时必须要掌握好配比的标准,在施工技术上也要有所提高,在投入使用后,后期的养护工作也要跟进,而且在初期的设计阶段,特别是在超高层建筑的设计中,要是当地加入微膨胀剂来调节混凝土的性能,这样就会缓解混凝土自身的开裂现象。

3.2 钢筋与管道的埋设

由于建筑物的形状不同,很多裂缝现象的产生都是由于设计结构的不规则造成的,所以在设计凹角的楼板时,必须要通过设置相应的暗梁是设计结构尽量形成规则的平面,在埋设暗梁的过程中,要安装支架进行固定,因为混凝土自身有一定的厚度,避免对其产生过度的削弱,特别是在管线和交叉管线通过的时候,要通过相应的接线装置,在预埋好管线的上部采用钢板网的方式,这样就可以避免塑料管线对楼板产生的不利影响。把钢筋绑在裂缝经常发生的位置,在选择钢筋时,不要选择光圆的钢筋,这种钢筋形式起不到防裂的作用,应该采用构造钢筋,这种钢筋可以与建筑很好地形成固定力,近而减少建筑结构的开裂现象。

3.3 板角剪力的控制

在山墙与纵墙交角处的建筑端部及建筑转角单元,楼板能够承受汇集在板角的剪力,应考虑山墙与纵墙受热变形后的状态。比较好的是在延伸过邻板支座以外1/3跨处,配置该整块角板中的双向、双面钢筋。满足墙体连接处与楼板上部钢筋的锚固的长度要求,钢筋间距不宜大于100mm,配筋方向可平行于墙面方向。对两片交角墙体与板在受温度变化时,这些钢筋共同作用产生的变形能起很好的协调作用。

3.4 后浇带的设置

当规定的混凝土结构不能满足住宅建筑长度时,需要设置后浇带,可提高抵抗温度变化的能力。待混凝土早期收缩基本完成,再浇筑成整体结构,能够有效减少混凝土收缩产生的裂缝的影响。后浇带微膨胀混凝土浇筑前,先浇块与后浇带的结合面凿毛,并将后浇带仓内杂物清洗干净,然后铺上一层2cm左右的微膨胀砂浆以利新老混凝土结合,最后进行微膨胀混凝土的浇筑,微膨胀混凝土分层厚度40cm左右。

3.5 外挑梁上的荷载设计

设计者没有考虑上下相邻层的牵连作用,往往只考虑每根外挑梁所能承受本层的隔墙和楼板的荷载。如本层挑梁产生挠度后,下层挑梁上的隔墙砌满至本层梁底时,加重下层挑梁负担并使之开裂,这时因为其将自己承受的墙体与楼板荷载全部传给下层挑梁,因此在设计外挑梁时,应考虑外挑梁上的荷载设计。

结束语

近几年随着建筑工程的不断发展,工程的质量问题有了很大的提高,楼体的使用寿命也得到了改善,但是由于建筑材料自身的特点,在使用的过程中裂缝现象还是经常存在,为了有效地改变这一现象,就需要在工程建筑的过程中,不断改进设计的方法,在材料上有所提高,从整体上减少建筑结构的开裂现象,促进建筑工程更好地发展。

参考文献

[1]钟和平.通过建筑结构设计预控工程裂缝[J].中国新技术新产品,2010.

[2]王同静.钢筋混凝土现浇楼板裂缝原因分析及预控措施[J].山西建筑,2009.

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