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摘要:在我国建筑工程项目中,混凝土结构应用最为广泛。但是混凝土结构在工程建设过程中会受到湿度、温度以及地基不均匀下沉等因素的影响,而出现混凝土裂纹,进而对建筑质量构成了严重的威胁。基于此,本文分析了混凝土结构中裂纹出现的主要类型,并从建筑结构设计入手,提出有效的控制措施以防混凝土裂纹的产生,希望可以对混凝土裂纹防治提供一些理论依据。
关键词:建筑结构设计;混凝土裂纹;防治
引言
现阶段,我国大部分建筑结构设计中多采用混凝土结构。在具体的建筑工程项目建设过程中,因为混凝土的拉伸能力很低,在荷载或温湿度作用下或是寒冷地区受到频繁的冻融交替作用时,混凝土容易产生大量裂纹,这会对建筑结构质量造成破坏,对社会和人们的人身财产安全构成威胁。因此,就要加强对建筑混凝土裂纹的防治工作。
一、建筑结构设计中混凝土裂纹的主要类型
1.表面裂纹
在建筑工程混凝土浇筑过程中,由于聚积在混凝土内部的水化热不易散发,致使混凝土的内部温度逐渐升高,而混凝土表面由于与外界接触面大,散热比较快,这样在混凝土内外形成较大的温度差,进而使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。混凝土固化时间比较短,抗拉强度很低,当混凝土表面拉应力大于内部的压应力时,就会在混凝土表面产生表面裂纹。
2.深层裂纹
深层裂纹的产生原因与表面裂纹一样,是由于混凝土拉应力和压应力不均等造成的。如果混凝土结构的表面裂纹进一步发展,就会形成深层裂纹,进而对混凝土结构构成更大的安全威胁。
3.贯穿裂纹
贯穿裂纹顾名思义就是贯穿于整个混凝土结构的大裂纹,造成贯穿裂纹的原因主要是由于建筑物地基不均匀沉降或者地基结构变小造成的。
4.微观裂纹
微观裂纹一般情况下人眼不易发现,裂纹宽度小于 0.05mm 的裂纹。微观裂纹主要包括粘接裂纹、水泥石裂纹、骨料裂纹三种类型。在建筑结构设计中,混凝土中微观裂纹最常见的是粘接裂纹和水泥石裂纹。
二、建筑结构设计中混凝土裂纹的主要危害
1.破坏混凝土结构,严重时造成建筑物崩塌
建筑一旦出现裂纹,就容易使水分沿着裂纹进入建筑内部,如果此时再加上极端天气的影响,如冷冻灾害的发生,裂纹内的水分就会遇冷结冰,体积变大,在裂纹内膨胀,对裂纹产生向外的扩张力致使裂纹宽度和深度继续加大,破坏了混凝土的结构。如果不及时修复任其发展就会形成有害裂纹,有害裂纹会严重影响建筑的结构性能、使用功能和耐久性,严重时直接造成建筑物崩塌,对社会和人们的人身财产安全构成威胁。
2.致使钢筋锈蚀,破坏混凝土的粘连性
在钢筋混凝土建筑物中,钢筋处于混凝土的包裹之中,一般不容易锈蚀,并且由于混凝土的 pH 值呈弱碱性,对钢筋还起到一定的保护作用。但混凝土结构裂纹的出现致使钢筋和混凝土结构发生分离,钢筋失去混凝土的碱性环境的保护,与水分、空气接触,特别是在湿度比较大的环境下,加速了钢筋表面的锈蚀,进而影响混凝土结构的性能和耐久性。另外,钢筋的锈蚀也会反作用于混凝土裂纹,锈蚀会减弱钢筋和混凝土的粘连性,容易沿着钢筋走向形成更大的裂纹,再加上水分、空气的作用,钢筋锈蚀程度加深,彻底失去对建筑物的支撑作用,如果不能及时发现并采取有效措施进行补救,将会直接导致建筑物的倒塌。
三、混凝土裂纹的控制措施
1.加强质量监管,完善设计施工方案
施工图设计中,设计者往往是基于建筑构件的理论受力数据而进行设计,而建筑构件的受力情况又是多而复杂。既有温度因素的应力效应,又有施工过程的临时集中荷载产生的应力效应。而少筋、超筋及其他钢筋或材料的不合理分布,内部的应力效应就有可能产生裂纹。不合理的设计会让建筑施工生产存在矛盾和先天性缺陷,可以说设计质量也是工程质量实现的重要保证。设计工作应在保证安全的前提下兼顾实用性、经济性、美观性,高标号混凝土对原材料和实际施工工艺的要求极其严苛,该项目中部分混凝土设计强度达 C55,生产中稍有不慎便会产生裂纹及影响砼的强度。
2.遵循建筑平面设计原则
在进行建筑物结构设计时,一定要结合建筑要求,严格遵循建筑平面设计原则,避免建筑物的平面结构出现变形。在进行建筑结构设计时,首先要对建筑长度进行合理设计,并科学确定混凝土浇筑的位置及数量,以确保能为房屋平面提供足够的支撑,避免因为重力过大造成裂纹出现。如果房屋长度过长时,要合理确定变形缝的数量、位置。在房屋进行横梁浇筑时,要特别注意对横梁的固定位置及周围的支持部分的混凝土浇筑厚度,必要时增加配筋的数量,避免横梁固定位置裂纹的产生造成横梁下沉影响整个建筑平面变形。除此之外,也要注意建筑物其他外部结构的设计要求,适当设置沉降缝和伸缩缝。
3.注重预埋构件的设计
在进行建筑物结构设计时,应重点考虑楼板浇筑涉及到管线槽口、下水管道等很多预埋构件,如何合理地处理楼板和预埋构件的关系也会直接影响楼板裂纹的出现。在对管线槽口进行预埋时,要按照相关规定和要求进行施工确保管线槽口的直径和厚度。如果存在管线交叉的现象,一定要保证管线的走向,千万不能将其直接交叉叠放在一起,避免后期使用过程中出现安全问题。需要在楼板上进行开口设计时,要对开口四周进行加固处理,避免开口四周因浇筑时间不一致出现塌陷现象,还要注意开口大小。另外,预埋构件应尽量避开混凝土内的钢筋位置。
4.采取科学、先进的建筑结构设计理念
在进行建筑结构设计过程中,最关键的就是要根据建筑物目标要求结合混凝土组成部分的特性,采用科学、先进的建筑结构设计理念进行有效的混凝土设计,特别注意的是要加强对建筑结构关键部位、关键环节的混凝土设计,这样不仅可以很大程度上提高建筑物的耐久性和适用性,同时也有利于施工成本的管控,增加企业的经济效益。建筑单位在进行建筑物结构设计中混凝土配置环节,首先要结合建筑目标要求,对现场进行实地勘察,掌握现场的具体情况,然后选择科学、合理的设计方案,并对混凝土结构组成部分进行反复的计算和和对,确保混凝土结构的各组成因素都达到最佳效果,比如混凝土结构配筋、预埋构件包括混凝土厚度等各项指标都符合建筑目标要求。另外,加强对现场的实时监督管理,确保技术人员完全按照施工图纸进行施工,特别是关键环节、隐蔽部位、预埋件等必须加强质量监督,以此来最大程度的降低混凝土裂纹出现的概率,保证建筑混凝土结构的建设质量。
5.加强原材料把关
原材料的好坏关系到砼的质量,加强商品混凝土供应商监管,把好原材料关,并落实责任制。尽量选用水化热较小的水泥,调整外加剂配比,适当加入缓凝剂,减少水泥用量。选用良好的粗、细骨料,保证含泥量低于 2%。确保送达现场的混凝土坍落度在设计范围内。
结束语
在进行建筑结构设计时,要充分认识到混凝土裂纹造成的危害,并对其生成原因进行分析,以便采取科学先进的建筑结构设计理念,遵循建筑平面设计原则,合理控制浇筑构件的厚度,加强配筋的合理设置等效措施降低建筑物出现混凝土裂纹的概率,进而保证建筑物的耐久性和适用性。
参考文献
[1]吴建通.建筑结构设计中现浇混凝土裂纹的控制对策[J].绿色环保建材,2018.135(05):97.
[2]马利桃.建筑结构设计中现浇混凝土裂纹的控制对策[J].建材与装饰,2018.
[3]童利.房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂纹控制策略分析[J].四川建材,2020.
[4]蓝彬彬.浅析房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂纹控制策略[J].居舍,2019(15):95.