房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略分析 武守锋

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:武守锋
[导读] 摘要:近年来,我国的房屋建筑工程建设有了很大进展,其结构设计也越来越受到重视。
        江苏华海建筑设计有限公司  江苏省徐州市  221000
        摘要:近年来,我国的房屋建筑工程建设有了很大进展,其结构设计也越来越受到重视。现浇混凝土由于物美价廉而被广泛运用到房屋建筑中,但是如果处理不恰当,很容易形成裂缝,对建筑的安全性产生了极大危害。本文列举裂缝带来的不利影响,阐述其产生原因,并对裂缝控制的技术进行了相关分析。
        关键词:房屋建筑;现浇混凝土;裂缝;控制;分析
        引言
        随着现代化进程的不断推进,城市居民对住房建设的要求不断提高。在建筑的施工过程中,现浇混凝土是最常见的现象。然而由于现浇混凝土经常出现裂缝,给施工带来许多困难。因此,在建筑结构设计中,应注意施工准备,详细了解建筑结构,通过材料质量控制和施工管理,控制现浇混凝土裂缝的发生,提高建筑质量。如何正确理解裂缝产生原因,采取怎样的技术手段,有效地控制现浇混凝土的施工工艺,尽量避免裂缝的发生,是有关研究人员和施工人员亟待解决的问题。
        1混凝土现浇板裂缝的原因及类型
        1.1混凝土的变形收缩所引起的裂缝
        由于混凝土的变形收缩所引起的裂缝可以根据裂缝形成的时间前后分为三类,分别是硬化前的裂缝、硬化中的裂缝、硬化后的裂缝。在混凝土的胶结硬化过程中有一个最关键的步骤是初凝和终凝阶段,这个阶段是裂缝出现次数最多的阶段,其中最常见的一种裂缝形式就是龟裂。与此同时,混凝土因为硬化过程而导致自身体积减小,楼板的周围都会受到制作梁板等结构带来的约束而无法自由的伸展。当收缩变形使楼板所产生超过限度的约束力之后,早期那些强度极低的混凝土就无法承受且无法抵抗,从而在楼板反应力相对比较集中的板角处产生裂缝,该裂缝的具体走向会垂直于楼板的对角线位置。
        1.2材料使用不当引起的裂缝
        ①骨料是引起水泥石收缩的约束相,要想使混凝土的收缩减少,那么需要加大骨料的最大粒径、降低砂率、砂的细度模数等方面,以实现最佳的收缩效果;其中,骨料相关的吸水率对现浇板的硬度、刚度及可压缩性都产生了一定的影响,如果骨料对于水泥产生的压缩系数小,那么骨料的吸水率大一些,现浇板的收缩也会变大;除此之外,用水量、水泥用量、水灰比、砂率、灰浆比等因素也会造成裂缝的产生;②粉煤灰的表面积较小,粉煤灰掺量的多少会直接影响混凝土的干燥收缩功能,如果掺量增加,那么收缩会减小。
        1.3应力过于集中所引起的裂缝
        由于应力过于集中原因所引起的裂缝主要出现在转角处或者是结构刚度突然改变的地方。在平面布局不平稳、凹凸较多的地方,尤其多转角,所以也是容易产生应力集中裂缝的一个高发区。转角处之所以容易出现应力集中裂缝是因为在结构刚度突变时,转角处会因为突变变形成为比较薄弱的部位,所以在受到混凝土的收缩或周围环境温度变化以及微小沉降不均匀产生的影响时,很容易就产生集中剪拉应力,从而导致混凝土现浇楼板的开裂现象,但是在切角的裂缝处一般不会导致墙体的开裂现象。
        1.4混凝土配比及浇筑不规范
        配合比设计是现浇混凝土施工中不可忽视的重要环节。设计人员需要综合考虑多种因素确定各类物料的配合比。例如,配合比设计不当,水的掺量偏少,后期混凝土过快干燥,就容易产生干缩裂缝;同样的,如果骨料粒度较大,混凝土黏聚性不好,后期也会出现开裂问题。除此之外,在现场浇筑混凝土时,施工人员没有掌握好浇筑方法,例如分层浇筑时,前后浇筑时间间隔过长。这样新旧混凝土层的干缩程度不一致,在结合面上也会形成一条较长的纵向裂缝。
        2现浇混凝土裂缝的控制措施
        2.1变形缝的设置
        (1)沉降缝的设置。

在建筑物高低层交界处、不同性质基础交界处、相同基础落在不同性质持力层上等交界处宜设置沉降缝。因为以上地方都会导致相邻基础出现较大的沉降差,事先设置沉降缝,有利沉降差较大的基础之间的构件自由发展,从面减少因为外界的变形而导致构件出现裂缝。(2)伸缩缝的设置。当排架结构中每根柱高度小于8米时,伸缩缝间距应适当缩短。在干燥气候、炎热夏季、暴雨多发地区或高温天气作用下,伸缩缝间距应适当缩短。伸缩缝之间的距离还要结合施工的条件来考虑。如果材料收缩较大或建筑的室内结构需要长期暴露在外时,就有必要适当缩减伸缩缝的间距。
        2.2混凝土材料精挑细选
        在建筑结构设计中,要通过混凝土的强度和构件的厚度,多方面分析选择合适的混凝土材料。水灰比和原材料是否合格,都直接导致了混凝土的强度,混凝土强度太高,容易出现裂缝;现浇梁等构件厚度太大,增加现浇混凝土裂缝的几率,因此要精心设计混凝土浇筑构件的厚度。根据规范的不同强度要求,计算跨度,合理设计梁板厚度,减少因强度差异出现裂缝的可能。顶板、墙体合理地方设置隔热层,控制表面的温度差,避免因温度差造成裂缝。另外,施工中在顶层楼板间设立通风和保温隔热层,也能够减少现浇混凝土裂缝产生,吸收建筑物表面热量,把控顶板和墙体的温度差,减少因温度差加大,造成现浇梁混凝土裂缝产生。
        2.3控制收缩变形、减少沉降量
        在工程结构的具体设计中,要多关注结构承载能力的验算步骤,忽略掉收缩变形和不均匀沉降等因素。对于一些地基地质条件比较劣质,沉降变形比较大的建筑结构,产生裂缝现象的概率会远远多于那些地基地质条件比较优质、沉降量比较小的建筑结构。比如在较好持力层之上的强风化土层、变形比较小的残积土以及主要以端承桩为基础的建筑结构,它们都是沉降量很小,所以极少会出现裂缝的现象。而对于一些较差持力层的地质,会因为基础的沉降量较大从而产生不均匀沉降,相对来说比较常见出现楼板的开裂现象。所以说,对待地基的地质较差的建筑结构,不仅要考虑结构的承载能力,还要有效控制不均匀沉降现象和变形收缩现象,这也是进行基础设计时的重要因素。
        2.4结构配筋设计措施
        在混凝土结构材料中,存在着非均匀性特征,因此,在拉力作用下,相关的截面会产生不同类别、大量的不规则的应力集中点,如果这些应力集中点积累到一定的高度和强度,那么就会发生变形的情况,如果变形的情况没有得到改善,持续加重,那么最终就会出现裂缝;因此,为了有效避免变形和裂缝的产生,在设计的过程中,需要选择合适的配筋数量,一方面可以实现降低混凝土内应力的作用,另一方面,如果增加混凝土出现裂缝,可以进一步增加了混凝土的极限拉伸效果。
        结语
        综上所述,为了进一步实现对裂缝的有效控制,需要首先了解裂缝带来的不利影响,因为裂缝会直接降低建筑物的安全性能,加剧水的渗漏现象,增加钢筋的腐蚀,而混凝土裂缝主要为收缩裂缝、超载裂缝、材料使用不当引起的裂缝、气候原因所造成的裂缝。因此,为了有效避免裂缝的产生,需要从选材和配合比设计方面入手,在设计的过程中,严格把控房屋结构的相关设计原则,通过合理的配筋、掺加外加剂等方式,预防混凝土结构变形和产生裂缝的现象,从而确保工程质量和施工的顺利开展。
        参考文献
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