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【摘 要】 建筑工程结构设计对建筑工程质量起到至关重要的作用,钢筋混凝土构件基本上是带裂缝工作的,在进行建筑物的结构设计时,要分析设计中裂缝的成因及影响,并在设计中对影响结构受力性能或安全的裂缝加强控制措施。
【关键词】 建筑工程结构设计;裂缝成因;控制措施
前言:
影响结构受力性能或安全的裂缝对建筑结构有着极其严重的影响。所以,从业人员必须施工前要充分考虑所有引起混凝土结构产生裂缝原因及影响,找出问题,并致力于寻求问题的解决方式,减小混凝土开裂对结构的影响。对施工后,出现的裂缝问题,采取各种有效补救措施,确保混凝土的结构稳定、安全。
一、建筑工程结构设计中裂缝的主要成因
1、结构裂缝
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。如墙角是应力较为集中的位置,就比较容易出现裂缝
2、塑形裂缝
塑形裂缝通常都是在混凝土完全硬化之前产生的。混凝土在完全硬化之前是呈现塑性状态的,其上部结构的沉降不均匀而导致裂缝出现。在混凝土结构中,若骨料粒径超过标准粒径、所用钢筋的直径过大或是混凝土的表面积加大等这些因素都会导致混凝土水平方向上的收缩能力下降,与垂直方向上的收缩能力相比,其会大大减弱,这样就会在混凝土表面产生不规则的裂缝,且因垂直方向上的收缩能力固定而合得出现的裂缝呈平行状。裂缝间的距离一般超过0.3mm,但不会大于1.0mm,并且裂缝的深度较大。
3、应力裂缝
应力裂缝即因应力而产生裂缝,其主要原因是混凝土结构在因各种原因而产生收缩时会自动出现应力而使得裂缝产生。因应力而使得裂缝产生的主要表现形式包括混凝土自身的收缩、混凝土因干燥而产生收缩,混凝土在塑性的过程中产生收缩以及炭化而出现的收缩。混凝土在澆筑完成以后,混凝土会慢慢硬化,在这个过程当中,混凝土内部的的水分会逐渐蒸发,使得混凝土的体积会不断减小,从而导致混凝土收缩现象的产生,但是混凝土在进行收缩的过程当中因受支座的影响不能自行伸展,若约束应力到达极限,混凝土板就会开裂。另外,若混凝土过早拆模或是其未完全凝固就对其施加荷载也会使得裂缝出现。
4、温度应力造成的裂缝
温度应力造成的裂缝的形成主要原因是混凝土在浇筑完成后,难以将聚积于混凝土内部的水泥水化热散发出去,造成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。
二、建筑工程结构设计中的裂缝控制措施
1、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。
2、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,一旦建筑的施工技术出现问题,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。
3、做好保温层
从建筑工程的结构设计来考虑,建筑的平面布置要求尽量简单、规则,最好不要有很多凹凸部位,以避免因温度应力而使混凝土表面产生裂缝。另外建筑物的长高比例也要按照有关规定进行设计与施工。建筑结构的长度要结合其温度变化时产生伸缩所需的最大间距来进行设计及施工,这样才能使建筑结构能够保持其整体性,防止在屋面变形的情况下墙体会产生裂缝。处于纵向方向的墙面,其两端尽量不要设置门或窗户,若要设置也要保证门洞或窗洞的大小,避免降低砖墙的抗剪面积,将建筑物本身的抗剪能力提高,同时也将门窗洞口处的应力降低。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。从建筑物的整体结构来看,在顶层墙体施工的过程当中,若要进行砂浆砌筑时,要注意提高其砌筑的强度,以使砖墙的抗剪能力得到保证。不管是横墙顶层或是纵墙顶层,都要设置相应的圈梁,经保证建筑物的整体性。在横墙与纵墙交叉的地方要设置构造柱,以加大顶层墙体的刚度,从而使得砖墙的抗剪能力能够有所提高。
4、力学裂缝控制策略
在力学裂缝的控制上,可以采取表面处理法和填充法。其中表面处理法主要包括表面填补法和表面涂抹法,表面涂抹主要用于浆材难以灌入的细而浅的裂缝中,并且深度不能够达到钢筋表面的裂缝,以及不漏水和不伸缩的裂缝,表面贴补法主要用于大面积的防渗堵漏中。填充法是采用用修补材料进行填充裂缝,通常适用于宽度较大的裂缝,当有小的裂缝,或者裂缝中有充填物的时候,也可以采用填充处理。
三、结束语
建筑工程结构裂缝的产生非常普遍,其中以混凝土裂缝最为典型,造成裂缝产生的原因有很多,但是裂缝的产生又是不可避免的,在对建筑工程结构进行设计时要全面考虑裂缝产生的原因,在施工时要严格按照有关规范及操作要求来进行,对于施工监管力度要加大,以保证建筑工程的安全性及稳定性。
参考文献:
[1]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
[2]钱元江.试论建筑结构设计中控制裂缝的措施[J].中国城市经济,2011
[3]曲艺.工程结构中混凝土裂缝控制技术研究[D].中国海洋大学,2010.
【关键词】 建筑工程结构设计;裂缝成因;控制措施
前言:
影响结构受力性能或安全的裂缝对建筑结构有着极其严重的影响。所以,从业人员必须施工前要充分考虑所有引起混凝土结构产生裂缝原因及影响,找出问题,并致力于寻求问题的解决方式,减小混凝土开裂对结构的影响。对施工后,出现的裂缝问题,采取各种有效补救措施,确保混凝土的结构稳定、安全。
一、建筑工程结构设计中裂缝的主要成因
1、结构裂缝
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。如墙角是应力较为集中的位置,就比较容易出现裂缝
2、塑形裂缝
塑形裂缝通常都是在混凝土完全硬化之前产生的。混凝土在完全硬化之前是呈现塑性状态的,其上部结构的沉降不均匀而导致裂缝出现。在混凝土结构中,若骨料粒径超过标准粒径、所用钢筋的直径过大或是混凝土的表面积加大等这些因素都会导致混凝土水平方向上的收缩能力下降,与垂直方向上的收缩能力相比,其会大大减弱,这样就会在混凝土表面产生不规则的裂缝,且因垂直方向上的收缩能力固定而合得出现的裂缝呈平行状。裂缝间的距离一般超过0.3mm,但不会大于1.0mm,并且裂缝的深度较大。
3、应力裂缝
应力裂缝即因应力而产生裂缝,其主要原因是混凝土结构在因各种原因而产生收缩时会自动出现应力而使得裂缝产生。因应力而使得裂缝产生的主要表现形式包括混凝土自身的收缩、混凝土因干燥而产生收缩,混凝土在塑性的过程中产生收缩以及炭化而出现的收缩。混凝土在澆筑完成以后,混凝土会慢慢硬化,在这个过程当中,混凝土内部的的水分会逐渐蒸发,使得混凝土的体积会不断减小,从而导致混凝土收缩现象的产生,但是混凝土在进行收缩的过程当中因受支座的影响不能自行伸展,若约束应力到达极限,混凝土板就会开裂。另外,若混凝土过早拆模或是其未完全凝固就对其施加荷载也会使得裂缝出现。
4、温度应力造成的裂缝
温度应力造成的裂缝的形成主要原因是混凝土在浇筑完成后,难以将聚积于混凝土内部的水泥水化热散发出去,造成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。
二、建筑工程结构设计中的裂缝控制措施
1、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。
2、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,一旦建筑的施工技术出现问题,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。
3、做好保温层
从建筑工程的结构设计来考虑,建筑的平面布置要求尽量简单、规则,最好不要有很多凹凸部位,以避免因温度应力而使混凝土表面产生裂缝。另外建筑物的长高比例也要按照有关规定进行设计与施工。建筑结构的长度要结合其温度变化时产生伸缩所需的最大间距来进行设计及施工,这样才能使建筑结构能够保持其整体性,防止在屋面变形的情况下墙体会产生裂缝。处于纵向方向的墙面,其两端尽量不要设置门或窗户,若要设置也要保证门洞或窗洞的大小,避免降低砖墙的抗剪面积,将建筑物本身的抗剪能力提高,同时也将门窗洞口处的应力降低。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。从建筑物的整体结构来看,在顶层墙体施工的过程当中,若要进行砂浆砌筑时,要注意提高其砌筑的强度,以使砖墙的抗剪能力得到保证。不管是横墙顶层或是纵墙顶层,都要设置相应的圈梁,经保证建筑物的整体性。在横墙与纵墙交叉的地方要设置构造柱,以加大顶层墙体的刚度,从而使得砖墙的抗剪能力能够有所提高。
4、力学裂缝控制策略
在力学裂缝的控制上,可以采取表面处理法和填充法。其中表面处理法主要包括表面填补法和表面涂抹法,表面涂抹主要用于浆材难以灌入的细而浅的裂缝中,并且深度不能够达到钢筋表面的裂缝,以及不漏水和不伸缩的裂缝,表面贴补法主要用于大面积的防渗堵漏中。填充法是采用用修补材料进行填充裂缝,通常适用于宽度较大的裂缝,当有小的裂缝,或者裂缝中有充填物的时候,也可以采用填充处理。
三、结束语
建筑工程结构裂缝的产生非常普遍,其中以混凝土裂缝最为典型,造成裂缝产生的原因有很多,但是裂缝的产生又是不可避免的,在对建筑工程结构进行设计时要全面考虑裂缝产生的原因,在施工时要严格按照有关规范及操作要求来进行,对于施工监管力度要加大,以保证建筑工程的安全性及稳定性。
参考文献:
[1]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
[2]钱元江.试论建筑结构设计中控制裂缝的措施[J].中国城市经济,2011
[3]曲艺.工程结构中混凝土裂缝控制技术研究[D].中国海洋大学,2010.