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摘要:在建筑工程中,裂缝的产生,对工程的危害性较大,使得工程结构的刚度、强度以及抗剪能力都不断降低,进而为工程埋下安全隐患。为了控制和避免裂缝的产生,本文主要针对建筑工程结构设计中的裂缝问题进行了简单分析和探讨。
关键词:建筑工程;结构设计;裂缝问题
中图分类号: TU198 文献标识码: A
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
在建筑工程中,裂缝对工程结构所造成的危害是极大的,具体主要体现在以下方面:
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、建筑结构产生裂缝原因分析
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、温度应力裂缝
温度应力裂缝的产生多是由混凝土表面散热快及早晚温差悬殊大而造成的,这种裂缝多出现在混凝土的浇筑工作中。温差产生的表面拉应力会导致混凝土表面形成裂缝,在建筑物中这种裂缝产生的变化不是很明显,但是对建筑物的质量也会造成很大的影响。
3、结构裂缝
施工技术随着科技水平的提高不断发展,施工水平也逐渐得到提高,现越来越多的施工单位在进行建筑工程时会选择利用现浇楼板的方式来进行施工。在浇筑完成以后,楼板的承载力一般都能达到设计要求。但若以现浇楼板来代替预制多孔板,墙体的刚度就会加大,而将原有楼板的刚度降低,这就可能会导致在墙体截面的一些突变位置或是墙体一些比较薄弱的地方有裂缝产生,比如说墙角,此处的应力相对来说要比较集中,同时也更容易产生裂缝。
三、建筑工程结构设计中预防裂缝产生的主要措
1、严格原材料的选材程序
原材料的质量一旦出现问题,也会引起裂缝的产生。为了有效规避建筑裂缝的产生,就需要严格进行原材料的选择,对于大体积的混凝土应要通过水热化值低的粉煤灰水泥或者矿渣水泥的选择,来改善水泥浆的稠度。适量的添加一些外加剂也能改善水泥浆的稠度,实现混凝土拉伸度的提升,减少建筑裂缝的产生。早骨料的选择和处理上,也要严格的按照国家的相关执行,这样通过严格选材程序来降低选材、适材方面出现问题,保证整个工程的进度和施工质量。严把选材关就要按照规定选取质量较高的材料,要实现材料购物途径的合理性,在购买材料时严格进行原材的质量审核,这样能够避免建筑物质量问题的出现。·
2、工程设计中解决墙体温度裂缝方法
在设计时,应注意调整楼房高度,尽量使屋面的标高一致。对于错层的房屋宜在错层部位所有纵横墙相交处设置墙构造柱。设置圈梁是抵抗温度裂缝的有效办法之一。圈梁与构造柱相连接,形成约束各片墙体纵向和横向框格,使墙体保持一个整体的箱形结构,改善了砌体的受力性能。屋面圈梁宜沿每道墙体设置,避免采用半圈梁引起应力集中,其余各层圈梁按规范要求设置。使用微膨胀混凝土可提高结构抵抗温度裂缝的能力。只要微膨胀混凝土的配合比合适,施工养护好,使用微膨胀混凝土可以避免减轻尾面板温度裂缝的产生。另外,在设计中,一定要慎露处理超长建筑混凝土中加入微膨胀剂的问题。在实际应用中,采用了微膨胀剂后,仍然要结合其他措施(如后浇带、加强带等),并进行适当的验算,才能超出规范的限值加大伸缩缝的间距。
3、结构尺寸要设计合理
事实表明,建筑结构各部分存在的温度差以及材料的变形都会对混凝土结构是否会产生裂缝及产生裂缝的程度产生影响。如果建筑结构的尺寸过长,那么在受到温度差及材料变形的情况下,混凝土结构所产生的应力就会不断增大,使得建筑结构的墙体或是楼板产生横向裂缝的可能性加大。据分析,建筑结构的长度能够影响其所产生的应力,两者之间存在着非线性的关系。因此在对建筑工程结构进行设计时要注意结构的尺寸,避免或减少结构出现裂缝。
4、现浇混凝土楼板裂缝的控制措施
在结构设计时必须保证混凝土结构的整体刚度满足规范要求,以免结构的不均匀沉降造成在混凝土结构内部出现拉应力及剪应力,进而减弱结构内部抵抗温度应力的能力;在建筑的外墙角位置上应布设放射筋,并且保证每个墙角布设的放射筋都在七根以上,配筋长度必须大于2m,配筋范围则不得小于楼板跨度的三分之一,各个钢筋之间的间距则不得大于0.1m。通过在建筑外墙角布设放射筋的办法能够满足應力的要求,使得现浇混凝土楼板的裂缝应力作用范围与放射筋作用范围一致,进而减少并控制裂缝的形成。
5、利用钢纤维混凝土
想要增强钢筋混凝土的抗裂能力,使其能到符合设计当中的要求,可考虑在钢筋混凝土梁的底部适当地添加钢纤维,使其能够与结构内部的钢筋一起抵抗裂缝的产生。而且据分析,在钢筋混凝土梁的底部适当地添加钢纤维与《混凝土结构设计规范》当中对于抗裂度以及裂缝宽度的规定相符。
6、地下室混凝土的裂缝防治措施
地下室墙板的混凝土施工中的裂缝的控制与上面大体积混凝土极其相似,都是通过提高混凝土强度、极限拉伸、减小温度的收缩应力值等等,但具体的操作方法却各有特点:利用混凝土的后期强度。利用60d,90d,180d的强度代替28d的强度的混凝土底板,以减少水泥的用量等,但要注意的是此方法需要谨慎使用。设置后浇缝。结构的长度会影响温度应力,结构长度越小则温度应力的减小越明显。在施工的前期,用尽可能小的后浇缝与施工缝接合,有效减少温度的收缩应力。施工后期把它们浇成整体,继续第二次的温差及收缩,使叠加的温差及收缩应力小于混凝土的抗拉强度,即先抗后放原则。
结束语
随着我国建筑工程规模的快速发展,钢筋混凝土结构裂缝出现机率增多,已引起政府和工程界的关注。在建筑实现过程中,工程设计是较为重要的一个环节,而混凝土裂缝的控制也是设计中至关重要的一个方面。实践中通过加强设计人员培训学习,贯彻结构裂缝防治措施,加强施工图质量管理,在工程设计阶段把裂缝控制到正常范围。当产生过大裂缝的时候,应该采取积极态度配合相关方面去解决,从而有效的保障混凝土结构的工程质量。
参考文献
[1]吴湛宇.浅析短肢剪力墙结构及异形柱结构的设计[J].科技风,2010,(13).
[2]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(5).
[3]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).
关键词:建筑工程;结构设计;裂缝问题
中图分类号: TU198 文献标识码: A
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
在建筑工程中,裂缝对工程结构所造成的危害是极大的,具体主要体现在以下方面:
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、建筑结构产生裂缝原因分析
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、温度应力裂缝
温度应力裂缝的产生多是由混凝土表面散热快及早晚温差悬殊大而造成的,这种裂缝多出现在混凝土的浇筑工作中。温差产生的表面拉应力会导致混凝土表面形成裂缝,在建筑物中这种裂缝产生的变化不是很明显,但是对建筑物的质量也会造成很大的影响。
3、结构裂缝
施工技术随着科技水平的提高不断发展,施工水平也逐渐得到提高,现越来越多的施工单位在进行建筑工程时会选择利用现浇楼板的方式来进行施工。在浇筑完成以后,楼板的承载力一般都能达到设计要求。但若以现浇楼板来代替预制多孔板,墙体的刚度就会加大,而将原有楼板的刚度降低,这就可能会导致在墙体截面的一些突变位置或是墙体一些比较薄弱的地方有裂缝产生,比如说墙角,此处的应力相对来说要比较集中,同时也更容易产生裂缝。
三、建筑工程结构设计中预防裂缝产生的主要措
1、严格原材料的选材程序
原材料的质量一旦出现问题,也会引起裂缝的产生。为了有效规避建筑裂缝的产生,就需要严格进行原材料的选择,对于大体积的混凝土应要通过水热化值低的粉煤灰水泥或者矿渣水泥的选择,来改善水泥浆的稠度。适量的添加一些外加剂也能改善水泥浆的稠度,实现混凝土拉伸度的提升,减少建筑裂缝的产生。早骨料的选择和处理上,也要严格的按照国家的相关执行,这样通过严格选材程序来降低选材、适材方面出现问题,保证整个工程的进度和施工质量。严把选材关就要按照规定选取质量较高的材料,要实现材料购物途径的合理性,在购买材料时严格进行原材的质量审核,这样能够避免建筑物质量问题的出现。·
2、工程设计中解决墙体温度裂缝方法
在设计时,应注意调整楼房高度,尽量使屋面的标高一致。对于错层的房屋宜在错层部位所有纵横墙相交处设置墙构造柱。设置圈梁是抵抗温度裂缝的有效办法之一。圈梁与构造柱相连接,形成约束各片墙体纵向和横向框格,使墙体保持一个整体的箱形结构,改善了砌体的受力性能。屋面圈梁宜沿每道墙体设置,避免采用半圈梁引起应力集中,其余各层圈梁按规范要求设置。使用微膨胀混凝土可提高结构抵抗温度裂缝的能力。只要微膨胀混凝土的配合比合适,施工养护好,使用微膨胀混凝土可以避免减轻尾面板温度裂缝的产生。另外,在设计中,一定要慎露处理超长建筑混凝土中加入微膨胀剂的问题。在实际应用中,采用了微膨胀剂后,仍然要结合其他措施(如后浇带、加强带等),并进行适当的验算,才能超出规范的限值加大伸缩缝的间距。
3、结构尺寸要设计合理
事实表明,建筑结构各部分存在的温度差以及材料的变形都会对混凝土结构是否会产生裂缝及产生裂缝的程度产生影响。如果建筑结构的尺寸过长,那么在受到温度差及材料变形的情况下,混凝土结构所产生的应力就会不断增大,使得建筑结构的墙体或是楼板产生横向裂缝的可能性加大。据分析,建筑结构的长度能够影响其所产生的应力,两者之间存在着非线性的关系。因此在对建筑工程结构进行设计时要注意结构的尺寸,避免或减少结构出现裂缝。
4、现浇混凝土楼板裂缝的控制措施
在结构设计时必须保证混凝土结构的整体刚度满足规范要求,以免结构的不均匀沉降造成在混凝土结构内部出现拉应力及剪应力,进而减弱结构内部抵抗温度应力的能力;在建筑的外墙角位置上应布设放射筋,并且保证每个墙角布设的放射筋都在七根以上,配筋长度必须大于2m,配筋范围则不得小于楼板跨度的三分之一,各个钢筋之间的间距则不得大于0.1m。通过在建筑外墙角布设放射筋的办法能够满足應力的要求,使得现浇混凝土楼板的裂缝应力作用范围与放射筋作用范围一致,进而减少并控制裂缝的形成。
5、利用钢纤维混凝土
想要增强钢筋混凝土的抗裂能力,使其能到符合设计当中的要求,可考虑在钢筋混凝土梁的底部适当地添加钢纤维,使其能够与结构内部的钢筋一起抵抗裂缝的产生。而且据分析,在钢筋混凝土梁的底部适当地添加钢纤维与《混凝土结构设计规范》当中对于抗裂度以及裂缝宽度的规定相符。
6、地下室混凝土的裂缝防治措施
地下室墙板的混凝土施工中的裂缝的控制与上面大体积混凝土极其相似,都是通过提高混凝土强度、极限拉伸、减小温度的收缩应力值等等,但具体的操作方法却各有特点:利用混凝土的后期强度。利用60d,90d,180d的强度代替28d的强度的混凝土底板,以减少水泥的用量等,但要注意的是此方法需要谨慎使用。设置后浇缝。结构的长度会影响温度应力,结构长度越小则温度应力的减小越明显。在施工的前期,用尽可能小的后浇缝与施工缝接合,有效减少温度的收缩应力。施工后期把它们浇成整体,继续第二次的温差及收缩,使叠加的温差及收缩应力小于混凝土的抗拉强度,即先抗后放原则。
结束语
随着我国建筑工程规模的快速发展,钢筋混凝土结构裂缝出现机率增多,已引起政府和工程界的关注。在建筑实现过程中,工程设计是较为重要的一个环节,而混凝土裂缝的控制也是设计中至关重要的一个方面。实践中通过加强设计人员培训学习,贯彻结构裂缝防治措施,加强施工图质量管理,在工程设计阶段把裂缝控制到正常范围。当产生过大裂缝的时候,应该采取积极态度配合相关方面去解决,从而有效的保障混凝土结构的工程质量。
参考文献
[1]吴湛宇.浅析短肢剪力墙结构及异形柱结构的设计[J].科技风,2010,(13).
[2]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(5).
[3]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).