基于建筑結構設計探討現澆混凝土裂縫的控制

發布時間:2019-06-28 17:28作者:王會晶閱讀:

摘要:在建筑中,混凝土裂縫屬于一個普遍問題,其產生的原因有很多種。在 建筑工程 中,一旦產生裂縫,就會造成安全隱患,因此,需要分析裂縫形成的原因,然后加以控制。 1.混凝土裂
  在建筑中,混凝土裂縫屬于一個普遍問題,其產生的原因有很多種。在建筑工程中,一旦產生裂縫,就會造成安全隱患,因此,需要分析裂縫形成的原因,然后加以控制。
 
  1.混凝土裂縫的分類
 
  1.1收縮裂縫
 
  收縮裂縫主要由混凝土收縮產生,例如自身收縮、塑性收縮、干燥收縮等。在現實建筑工程中,收縮裂縫主要有以下三種表現形式:①混凝土在硬化的過程中,體積會隨著水分的蒸發而縮小,而板塊的四周因為有支座的控制,不能隨意改變。
 
  由于混凝土收縮會引起板塊的控制力變大,所以會在壓力相對集中的部位產生裂縫。②在拆模的時候,混凝土的強度沒有達到規定的數值,混凝土還沒有達到最終凝固的效果,使得混凝土樓板發生彈性變形。混凝土早期的強度偏低,在承受彎、壓、拉應力的時候,就會出現一些裂縫。③在施工的過程中,沒有及時采取有效措施保護混凝土結構,加上各工種交叉施工,施工人員在板上行走較為頻繁,而板上層的鋼筋又軟又細,造成鋼筋彎曲變形、下沉,混凝土保護層被破壞,產生結構裂縫。
 
  1.2溫度裂縫
 
  溫度是導致混凝土硬化最為明顯的原因,主要表現在混凝土自身密度小,不易散發熱量,向混凝土澆水的時候,混凝土遇水產生化學反應,生熱,熱量大量積累在混凝土內部散發不出去,從而在混凝土表面形成了不同的溫度區域。不同的溫度相互作用就形成了一種力量,混凝土模型形成后,混凝土的外部溫度會快速降低,混凝土內部的最高溫度與熱量散發后的使用溫度或最低溫度之間的差值較大,導致混凝土表面出現裂縫。溫度裂縫的走向一般沒有規律,大面積的結構裂縫通常縱橫交錯,而由于高溫膨脹引發的溫度裂縫大多中間粗、兩端細,冷縮裂縫的變化不太明顯。
 
  1.3鋼筋銹蝕裂縫
 
  在混凝土中,鋼筋可能會因某些原因出現銹蝕的現象,并且這些銹蝕會出現膨脹的情況,從而導致混凝土開裂。這不僅降低了混凝土與鋼筋之間的黏合力,還降低了混凝土的整體結構功能,造成其耐久性不斷下降。
 
  1.4受力裂縫
 
  受力裂縫是指由于混凝土的結構受到外力的影響而造成的裂縫。在一定程度上,一般的混凝土及構件是允許裂縫存在的,但構件可能會因施工質量差、荷載過大、設計錯誤等原因導致這些裂縫不斷擴大,超過規定的要求。
 
  1.5地基不均勻沉降產生的裂縫
 
  地基沉降不均勻也會導致混凝土裂縫的產生。由不均勻的沉降造成的裂縫大多屬于貫穿性裂縫,其走向與沉降情況有一定的關系,通常表現為垂直或者呈現30°~45°方向不斷發展。
 
  2.控制裂縫產生的方法
 
  2.1選用新型材料
 
  建筑材料是建筑建造的基本物質,正確運用材料,合理地發揮材料自身的受力特性,也是建筑新結構形態的源泉。新型的建筑用鋼、高強和超高強的混凝土在國內外高層和超高層建筑中得到了廣泛使用,這不僅大大減少了建筑材料的用量和建筑物的截面面積,增加了建筑的使用面積,還降低了建筑的制造成本和自重載荷。目前,碳纖維、鋼纖維和化學短纖維等新型材料也不斷進入到建筑領域,玻璃結構的材料、復合木材料、膜材料和紙結構材料等有效地推動了建筑結構的變革。
 
  2.2選擇地基基礎類型
 
  在選擇地基基礎方案的時候,通常會優先考慮使用淺基礎,將持力層設置于天然的土層上方。上部結構的荷載情況和層數是選擇地理基礎類型要注重考慮的因素,層數越多,荷載越大,總體剛度和基礎承載能力也就越大。另外,上部結構體系和結構形式也會直接影響到基礎形式的選擇,因為不同的上部結構,其不均勻程度不同,對地基變形的敏感程度也不同。
 
  2.3變形縫的設置
 
  2.3.1沉降縫的設置
 
  應在建筑的下列部位設置沉降縫:地基土自身的壓縮性有著明顯的差異位置,例如平面形狀比較復雜的建筑的轉折位置、荷載差異或高度差異的位置、建筑基礎或結構類型不同的位置、過長的鋼筋混凝土的框架結構位置、磚石承重結構適當的位置、局部地下室邊緣以及地基基礎的不同處理方法位置。
 
  2.3.2伸縮縫的設置
 
  當排架結構所有的柱高小于8 m時,應適當縮短伸縮縫之間的距離。在氣候較為干燥、夏季比較炎熱且暴雨頻繁出現或經常處在高溫天氣作用下的地區的結構,應適當縮短伸縮縫之間的距離。伸縮縫之間的距離還應該考慮施工條件這一因素,在必要的時候,例如材料收縮比較大或室內結構由于施工在外暴露的時間比較長時,應適當縮短伸縮縫之間的距離。
 
  2.4結構構件優化設計的問題
 
  2.4.1增加有效寬度
 
  增加抗彎結構體系中的有效寬度,調整結構中的抗側剛度。加大寬度能夠直接增加抵抗力臂,從而減小建筑抗傾覆力。根據材料力學基礎知識可知,同樣的面積和抗傾覆力,不同的形狀能夠獲得不一樣的幾何特征。根據該原理,在加大寬度之后,整個建筑的結構抗側剛度就能提高。
 
  2.4.2剪力墻超筋的情況
 
  剪力墻的暗柱超筋,在軟件中設定的暗柱,其最大配筋率為4%,并且各個規范按照邊緣構件給出了剪力墻主筋自身的配筋面積,而沒有最大的配筋率。因此,等程序出現剪力墻超筋情況的警告信息時,應該酌情考慮。一般情況下,出現剪力墻的連梁超筋表明在水平的地震力作用下,抗剪的承載力不足。
 
  2.4.3柱的軸壓比計算
 
  軟件在考慮地震作用下柱自身的軸壓比的時候,使用的是在地震的組合作用下柱軸力的設計值,軟件在不涉及地震作用下的柱軸壓比的時候,使用的是非地震作用下的相關柱軸力的設計值。
 
  3.結束語
 
  總而言之,混凝土裂縫屬于一個十分復雜的問題,各種條件的相互作用會造成裂縫的擴大。在建筑結構設計階段對裂縫進行預防、控制十分重要,能從根本減少甚至避免裂縫的產生,從而有效確保建筑結構的耐久性和安全性,促進我國建筑行業的良性發展。
 
  參考文獻:
 
  [1]王鐵夢。建筑工程結構裂縫控制[M].北京:中國建筑工業出版社,2010.
 
  [2]羅國強。現澆筑混凝土與砌體結構裂縫控制技術[M].北京:中國建材工業出版社,2009.
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