试论混凝土结构设计中控制裂缝的措施

试论混凝土结构设计中控制裂缝的措施

沈滟(中国有色金属工业昆明勘察设计研究院)

摘要:随着我国经济的不断发展,建筑业也随之发展起来,并且逐渐成为我国经济发展的重要组成部分,建筑产品作为一种特殊商品,越来越受到消费者和社会的关注。结构设计中,最为重要的便是质量与安全问题,混凝土裂缝问题则是质量问题中令人最为困扰的问题之一,直接影响建筑工程的质量与安全。混凝土结构裂缝产生的原因复杂,有材料、温度变化等原因,也有设计、施工、使用等方面的因素造成。本文将针对混凝土结构设计中控制裂缝问题的措施进行分析。

关键词:混凝土结构设计;控制裂缝;具体措施

建筑业的不断发展,各界对建筑质量的关注,使得人们对建筑质量有了更高的要求。在建筑工程中,混凝土和砌体材料是应用最多、最为广泛的建筑材料,对于混凝土和砌体在建筑工程中的使用,取得了一定的成绩,也有相对稳定的施工工艺。但是,混凝土及墙体的裂缝问题,一直都是建筑工程中最常见的问题,是影响建筑工程质量的主要问题之一。混凝土和墙体结构中出现裂缝将对结构产生严重的危害:影响结构承载力和使用安全性;影响结构的防水性;影响结构的耐久性和使用寿命。在建筑结构设计中,如何控制裂缝问题,是目前较为关键的问题,本文将对混凝土裂缝的类型进行分类,并提出相应的控制措施,以提高建筑工程的整体质量。

一、混凝土结构裂缝问题分析对于建筑工程来讲,裂缝问题是最为常见的问题,造成混凝土裂缝的因素非常多,甚至一条裂缝的产生是由多个原因造成。混凝土的构成材料是水、砂石与水泥的混合物,经过硬化制成建筑材料。其中,碎石、砂子起到了支架作用,可有效防止水泥出现收缩;水拌水泥浆可在粗细骨料表面上,填充骨料间隙,而且在硬化之前还可以起到良好的润滑效果,混凝土辅料有着非常好的性质,硬化后与砂石结合更为坚实。然而,需要强调的是砂石与水泥都属于易脆材料,自身的抗拉能力比较差,当混凝土受弯、受拉扯时,容易产生应力性裂缝。对于混凝土而言,与其他工程建材一样,都表现出热胀冷缩的特点。工程项目施工建设过程中的大体积混凝土结构也不例外。工程施工建设过程中,水泥的水化热影响是产生裂缝病害的主要原因。实践中可以看到,当前建设过程中所用的水泥细度不断减小,其水化速度就会变得非常的快;在水化过程中,水泥会释放出热量,这些热量如果无法及时扩散出去(尤其是在浇筑初始阶段),就会形成大体积混凝土的内外温差。此时,大体积混凝土的外部约束、各质点之间的约束,会限制混凝土产生收缩性变形,虽然混凝土本身的抗压强度相对较大,但是其抗拉能力却非常的很小。同时,当混凝土浇筑结束后,内部的水泥出现水化热现象,而这种热度无法快速散发,使得混凝土内部的温度升高,而此时,混凝土表面的温度已经快速散去,造成混凝土内部与外部的温差过大,混凝土表面的拉应力增大。此时的混凝土龄期较短,抗拉能力很低,当温差原因产生拉应力时并且超过混凝土的抗拉强度,便会造成混凝土的裂缝发生。

二、裂缝控制的有效措施基于以上对混凝土结构裂缝病害及原因分析,笔者认为要想控制这些裂缝病害,在结构设计过程中应当做好以下方面的工作:1、应对墙体温度裂缝的设计措施首先,设计师在对建筑物进行设计时,要对楼房的高度进行适当的调整,确保屋面中的标高一致。对错房进行设计时,要特别注意对错屋的设计,将错屋中的纵横墙交错位置,进行构造柱的设计。

其次,对圈梁的设计,此设计方式是最为有效的防止墙体温度裂缝措施。将构造柱和圈梁连接起来,形成横向以及纵向的框格,以对各个墙体进行约束,从而使得墙体保持在完整的箱型结构中,从而使得砌体的受力能力改善,最终达到防止墙体裂缝的现象发生。对屋面进行圈梁设计时,应该沿着每个墙体进行设置,坚决杜绝使用半圈梁,避免出现应力集中的现象,对于其它部位的圈梁进行设计时,要按照圈梁的设计规范要求进行相应的设置。

第三,采用微膨胀剂混凝土,这样可以有效提高结构的抗裂缝能力。在结构设计中,采用微膨胀剂混凝土,可以减轻或者是避免屋面因温度而出现裂缝问题,但是,设计过程中,必须确保混凝土与微膨胀剂的使用配合比适中。另外,在对超常建筑混凝土进行处理时,要注意微膨胀剂的加入问题。一般情况下,在混凝土中加入微膨胀剂时,混凝土会出现一定的膨胀率而出现较大的离散性,因此,很难计算出混凝土中微膨胀剂的加入量,在实际施工过程中,应该配合其它措施进行使用,如加强带以及后浇带等措施,再进行相应的验算,只有这样,才可以在规范的限制外,使得伸缩缝之间的距离加大。

第四,纵向以及横向的分仓缝设计,将屋面划分为若干个独立单元,从而使得屋面板的变形值减小。对横向分仓缝进行设计时,最好是以每三个开间为标准设计一个,当纵向的进深在十米以上时,则需要在屋脊出进行纵向分仓的设置,缝宽为二十毫米,进行嵌缝时的材料为沥青麻丝或者是油膏。

第五,砌体的砂浆强度与抗剪、抗拉强度成正比,因此,将砌体砂浆的强度提高,便可以提高砌体的抗拉以及抗剪强度,从而使得抗温度应力提高,减少因温度造成的裂缝,是一个既经济,又有效的设计方式。对底层的砂浆强度进行设计时,宜在M5.0以上,砖的强度应该在MU10以上,同时,砖砌体的厚度应该在240毫米以上。

第六,将屋盖和墙体的温差进行减小,这是防止裂缝发生的主要措施之一,因此,在进行设计时,要严格按照规范要求对其进行隔热设计。

2、防止现浇混凝土楼板裂缝的设计措施首先,对房屋进行设计时,要确保整体结构的刚度,以防止房屋出现不均匀沉降现象而引起结构的剪应力与拉应力出现,使得结构对温度应力的抵抗能力降低。

第二,东西两个单元、跨度以及屋面的阳角位置处大于或者是等于3.9米时,应该设计成双向且双层的钢筋,且阳角位置处的钢筋应该在100毫米以下,楼板钢筋的间距应该在150毫米以下。当跨度在3.9米以下时,现浇楼板上的负弯矩钢筋应该一隔一拉通。

第三,在外墙角处进行放射箭的设置,并切配筋的范围要大于板跨的三分之一,长度大于2.0米,每个角位置处的放射筋配置量在7根以上,钢筋之间的间距在100毫米之间。

第四,在对PVC电线管进行预埋时,应该对其进行固定,以防止其对楼板造成影响。在进行预埋时,避免出现两根管线交叉问题出现,必须要进行交叉时,则要采用专门的塑料接线盒进行设置,防止交叉位置的塑料管对混凝土的厚度造成影响。进行电线管的预埋时,要在其上部设置钢筋网片,且规格为4@100毫米宽度600毫米。

结束语综上所述,造成建筑工程中混凝土裂缝的原因很多,在进行建筑结构设计时,要对这些问题加以考虑,以制定出相应的计划与措施,将混凝土裂缝问题扼杀在摇篮中,为建筑工程的质量与安全提供基础保障,使得建筑企业获得更大的经济效益。

参考文献:[1]李兴凯.试论建筑结构设计中控制裂缝的措施[J].黑龙江科技信息,2013(04).[2]董春玲,李兴凯.浅谈建筑结构设计中控制裂缝的措施[J].黑龙江科技信息,2010(10).[3]胡新忠.关于钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用[J].建材发展导向,2013(09)[4]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(11).

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