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[摘 要]本文通过结合工程实例,对建筑主体结构施工中出现的一系列问题进行研究探讨,主要以高层建筑主体结构施工为研究重点,对其在施工中模板工程、混凝土工程以及质量控制中存在的问题进行讨论分析。并针对不同情况问题提出可行性对策及改进方法。
[关键词]建筑工程 主体结构 工程施工
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)03-0204-01
主体结构是基于地基基础之上,承担建设工程上部的所有负荷,并维持着上部结构整体性、安全性及稳定性的有机联系的一个系统体系,它同地基基础共同构建成工程的完整结构系统,是整个建设工程结构安全、可靠、稳定的基础和重要组成部分。
一、钢筋混凝土结构构建的裂缝分析
结构性裂缝的产生多数是由于结构应力达到限值,造成了承载力不足,也是结构开始破坏、强度不足的征兆,这种情况较为危险,必须对裂缝进行进一步分析。非结构性裂缝则是由于自身应力形成的,如温度裂缝、收缩裂缝等,其对结构承载力的影响不是很大,可根据结构耐久性、抗震、抗渗等方面的要求采取适当的修补措施。
通过判断确定结构性裂缝的受力性质,根据受力性质和破坏形式,结构性裂缝可分为两种:脆性破坏和延性破坏。其中脆性破坏裂缝是危险的,一定要给予重视,需采取加固措施等一系列的安全措施;而延性破坏裂缝影响结构的安全与否,要根据裂缝的位置、深度、长度以及发展状况而定。如果此种裂缝已经趋于稳定状态,并且最大裂缝未超过限定的容许值,则可视为允许出现的裂缝,可不必采取加固措施。
查明裂缝的宽度、长度和深度,钢筋混凝土结构构件的裂缝按其表面特征可分为三种:表面的裂纹细小,即缝宽小,且长度短而浅;中等裂缝,其宽度在0.2mm左右,长度局限在受拉区内,但裂缝已深入结构一定的深度;贯穿性裂缝,其缝宽超过0.3mm,长度已伸到受压区,裂缝也已贯穿整个截面或部分截面。裂缝宽度越大,越容易造成钢筋的锈蚀,也就是意味着钢筋和混凝土之间握裹力已完全被破坏,使用寿命已近终结。裂缝深度也是表征之一,当裂缝长度较长,深度较深时,会严重影响构件的整体性,通常表面裂缝多是非结构性裂缝,应对其查明原因,根据其危险的不同程度采取必要的加固措施。
判明裂缝的发展是否稳定,钢筋混凝土结构构件裂缝按照扩展性质也分为三种:稳定裂缝,即裂缝的宽度、长度保持稳定不变;活动性裂缝,该裂缝的宽度和长度会随着受荷状态和周围温度、湿度的变化而变化;发展裂缝,裂缝的宽度和长度随着时间增长而增长。在各种荷载作用下的钢筋混凝土结构,一般在受拉区允许的范围内出现下工作,也就是说裂缝是不可避免的,但如果裂缝是稳定的,且宽度不大,符合规范要求,并不会存在很大的危险,可属安全构件。但裂缝随时间的不断扩展,说明钢筋应力可能接近或达到流限,对承载力则会有有严重的影响,其危险性较大,应及时采取措施。
二、砖混结构中的裂缝分析
1.温度变化裂缝
这类裂缝是出现在建筑物顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,其形态呈“八”字或“X”形,且显对称性,一般情况下仅一端有,但轻微者仅在两端,严重者则会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层连续发展。此类裂缝在一些刚性屋面平屋顶或是未设变形缝、隔热层的房屋内更易发生。产生的直接原因是由于混凝土结构屋面的伸缩变形从而牵引其下砖砌体超过其材料的抗拉强度。针对这种情况,在工程中的防治主要方法有以下几种:为避免砌体干缩或温度变形引起的墙体竖向裂缝,结合砌体结构设计规范规定的伸缩缝的最大间距,在单元之间设置双墙伸缩缝,使墙体长度符合设计规范要求。阁楼层坡屋顶板上作瓦屋面,设置30mm厚挤塑保温板,可避免阳光直射在屋面板上。波形屋面瓦用钢钉钉在木龙骨上,充分利用了瓦的波形产生的空隙得到通风,有利于散热,也有效的阻止了混凝土屋面板的温度升高,使其与墙体温差大幅减小,从而减小温度变形的墙体附加应力,使裂缝得以有效控制。
2.地基不均匀沉降引起的裂缝
一般在建筑物下部,裂缝由下往上发展,呈“八”字或倒“八”字、水平或竖缝。当长条形的建筑物中部沉降过大时,则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝,并首先表现在窗对角的突破;反之,当两端沉降过大时,则在两端由下往上地形成倒“八”字缝,也首先会出现在窗对角的突破;也可能在底层中部窗台处开始突破,形成由上至下的竖缝;当某一端下沉过大时,则会在某端形成沉降端的斜裂缝;纵横墙交点处沉降发展到过大时,在窗台下角便会形成上宽下窄的竖缝,有时还会出现沿窗台下角的水平缝,当外纵墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,从而导致在此处产生水平推力而形成力偶,并导致此交接处产生竖缝。
3.砌体材料产生的裂缝
特殊砌体材料如混凝土小型空心砖块发生裂缝的主要原因是施工过程中竖缝砂浆不饱满或特殊的构造要求导致,现场技术员没有对施工人员及时地进行技术要求;蒸压灰砂空心砖等砌体常在南方地区使用,虽然其外观、尺寸指标都较好,但其本身却存在着对温差敏感、表面光滑等特殊性,并且在实际使用中施工人员对灰砂砖砌體的施工规范有可能不熟悉,缺少施工经验,则容易导致除存在黏土砖常见裂缝外,在较长墙段中部及外墙窗台下也产生竖斜裂缝。预防的主要方法有以下几点:确保材料的质量,即在使用前的蒸压灰砂空心砖处于稳定期;严格控制含水率;现场施工时要按照有关蒸压灰砂空心砖的操作规程和构造要求;可适当改善砖面造型(如生产糙面蒸压灰砂空心砖)。现场施工技术员如能切实落实这几点措施,目前蒸压灰砂空心砖的推广使用还是具有广泛的应用潜力的。
三、钢筋混凝土结构构件的变形分析
结构在长期使用的过程中,会存在由荷载、温度、湿度以及地基沉陷等带来的一些影响,这将导致结构产生变形和变位。变形不但对美观和使用方面有影响,且对结构受力和稳定也有影响,较大的变形会改变结构的受力条件,增大受力的偏心距,在构件断面和连接节点中产生新的附加应力,从而降低构件的承载能力,引起构件开裂,严重时则会发生倒塌。结构变形的测定项目应针对可疑迹象,根据测定的标准和目的加以选择,但最大的挠度和位移必须进行检测。变形的量测应与裂缝量测结合起来,结构过度的变形会产生对应的裂缝,过大的裂缝也可能扩大结构的变形。另一方面还需看变形的发展状况如何或是否稳定,如果变形的发展很慢或基本稳定则属正常现象,若变形发展的很快,变形速度也逐渐增大或突然增大,则是异常的现象,应引起高度注意,这通常意味着结构可能被破坏,需立即采取措施确保房屋的安全。一般来说,结构过度变形是由于结构刚度不足或稳定性不足,但其并不直接反映结构的强度状况。断面尺寸、跨度、荷载、支座形式、材料质量等这样一系列因素,是影响结构变形的主要因素,因此,在进行安全鉴定时,应把裂缝、结构构件稳定等条件都加以考虑范围之内。
四、结语
主体结构的工程质量影响着主体结构自身的功能与地位,因此针对建筑主体结构施工中存在的问题进行分析解决,是对主体结构质量保证的重要改进。通过主体结构工程质量的提高从而保证建设工程安全进行、可实现的经济性以及整个工程的质量等级。可以看出,建筑主体结构是建筑的骨干,也是建筑的基础和根本,在整个工程的施工过程中,主体结构的施工是最重要的环节,施工的问题解决则是优化工程实施的根本保证。
[关键词]建筑工程 主体结构 工程施工
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)03-0204-01
主体结构是基于地基基础之上,承担建设工程上部的所有负荷,并维持着上部结构整体性、安全性及稳定性的有机联系的一个系统体系,它同地基基础共同构建成工程的完整结构系统,是整个建设工程结构安全、可靠、稳定的基础和重要组成部分。
一、钢筋混凝土结构构建的裂缝分析
结构性裂缝的产生多数是由于结构应力达到限值,造成了承载力不足,也是结构开始破坏、强度不足的征兆,这种情况较为危险,必须对裂缝进行进一步分析。非结构性裂缝则是由于自身应力形成的,如温度裂缝、收缩裂缝等,其对结构承载力的影响不是很大,可根据结构耐久性、抗震、抗渗等方面的要求采取适当的修补措施。
通过判断确定结构性裂缝的受力性质,根据受力性质和破坏形式,结构性裂缝可分为两种:脆性破坏和延性破坏。其中脆性破坏裂缝是危险的,一定要给予重视,需采取加固措施等一系列的安全措施;而延性破坏裂缝影响结构的安全与否,要根据裂缝的位置、深度、长度以及发展状况而定。如果此种裂缝已经趋于稳定状态,并且最大裂缝未超过限定的容许值,则可视为允许出现的裂缝,可不必采取加固措施。
查明裂缝的宽度、长度和深度,钢筋混凝土结构构件的裂缝按其表面特征可分为三种:表面的裂纹细小,即缝宽小,且长度短而浅;中等裂缝,其宽度在0.2mm左右,长度局限在受拉区内,但裂缝已深入结构一定的深度;贯穿性裂缝,其缝宽超过0.3mm,长度已伸到受压区,裂缝也已贯穿整个截面或部分截面。裂缝宽度越大,越容易造成钢筋的锈蚀,也就是意味着钢筋和混凝土之间握裹力已完全被破坏,使用寿命已近终结。裂缝深度也是表征之一,当裂缝长度较长,深度较深时,会严重影响构件的整体性,通常表面裂缝多是非结构性裂缝,应对其查明原因,根据其危险的不同程度采取必要的加固措施。
判明裂缝的发展是否稳定,钢筋混凝土结构构件裂缝按照扩展性质也分为三种:稳定裂缝,即裂缝的宽度、长度保持稳定不变;活动性裂缝,该裂缝的宽度和长度会随着受荷状态和周围温度、湿度的变化而变化;发展裂缝,裂缝的宽度和长度随着时间增长而增长。在各种荷载作用下的钢筋混凝土结构,一般在受拉区允许的范围内出现下工作,也就是说裂缝是不可避免的,但如果裂缝是稳定的,且宽度不大,符合规范要求,并不会存在很大的危险,可属安全构件。但裂缝随时间的不断扩展,说明钢筋应力可能接近或达到流限,对承载力则会有有严重的影响,其危险性较大,应及时采取措施。
二、砖混结构中的裂缝分析
1.温度变化裂缝
这类裂缝是出现在建筑物顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,其形态呈“八”字或“X”形,且显对称性,一般情况下仅一端有,但轻微者仅在两端,严重者则会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层连续发展。此类裂缝在一些刚性屋面平屋顶或是未设变形缝、隔热层的房屋内更易发生。产生的直接原因是由于混凝土结构屋面的伸缩变形从而牵引其下砖砌体超过其材料的抗拉强度。针对这种情况,在工程中的防治主要方法有以下几种:为避免砌体干缩或温度变形引起的墙体竖向裂缝,结合砌体结构设计规范规定的伸缩缝的最大间距,在单元之间设置双墙伸缩缝,使墙体长度符合设计规范要求。阁楼层坡屋顶板上作瓦屋面,设置30mm厚挤塑保温板,可避免阳光直射在屋面板上。波形屋面瓦用钢钉钉在木龙骨上,充分利用了瓦的波形产生的空隙得到通风,有利于散热,也有效的阻止了混凝土屋面板的温度升高,使其与墙体温差大幅减小,从而减小温度变形的墙体附加应力,使裂缝得以有效控制。
2.地基不均匀沉降引起的裂缝
一般在建筑物下部,裂缝由下往上发展,呈“八”字或倒“八”字、水平或竖缝。当长条形的建筑物中部沉降过大时,则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝,并首先表现在窗对角的突破;反之,当两端沉降过大时,则在两端由下往上地形成倒“八”字缝,也首先会出现在窗对角的突破;也可能在底层中部窗台处开始突破,形成由上至下的竖缝;当某一端下沉过大时,则会在某端形成沉降端的斜裂缝;纵横墙交点处沉降发展到过大时,在窗台下角便会形成上宽下窄的竖缝,有时还会出现沿窗台下角的水平缝,当外纵墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,从而导致在此处产生水平推力而形成力偶,并导致此交接处产生竖缝。
3.砌体材料产生的裂缝
特殊砌体材料如混凝土小型空心砖块发生裂缝的主要原因是施工过程中竖缝砂浆不饱满或特殊的构造要求导致,现场技术员没有对施工人员及时地进行技术要求;蒸压灰砂空心砖等砌体常在南方地区使用,虽然其外观、尺寸指标都较好,但其本身却存在着对温差敏感、表面光滑等特殊性,并且在实际使用中施工人员对灰砂砖砌體的施工规范有可能不熟悉,缺少施工经验,则容易导致除存在黏土砖常见裂缝外,在较长墙段中部及外墙窗台下也产生竖斜裂缝。预防的主要方法有以下几点:确保材料的质量,即在使用前的蒸压灰砂空心砖处于稳定期;严格控制含水率;现场施工时要按照有关蒸压灰砂空心砖的操作规程和构造要求;可适当改善砖面造型(如生产糙面蒸压灰砂空心砖)。现场施工技术员如能切实落实这几点措施,目前蒸压灰砂空心砖的推广使用还是具有广泛的应用潜力的。
三、钢筋混凝土结构构件的变形分析
结构在长期使用的过程中,会存在由荷载、温度、湿度以及地基沉陷等带来的一些影响,这将导致结构产生变形和变位。变形不但对美观和使用方面有影响,且对结构受力和稳定也有影响,较大的变形会改变结构的受力条件,增大受力的偏心距,在构件断面和连接节点中产生新的附加应力,从而降低构件的承载能力,引起构件开裂,严重时则会发生倒塌。结构变形的测定项目应针对可疑迹象,根据测定的标准和目的加以选择,但最大的挠度和位移必须进行检测。变形的量测应与裂缝量测结合起来,结构过度的变形会产生对应的裂缝,过大的裂缝也可能扩大结构的变形。另一方面还需看变形的发展状况如何或是否稳定,如果变形的发展很慢或基本稳定则属正常现象,若变形发展的很快,变形速度也逐渐增大或突然增大,则是异常的现象,应引起高度注意,这通常意味着结构可能被破坏,需立即采取措施确保房屋的安全。一般来说,结构过度变形是由于结构刚度不足或稳定性不足,但其并不直接反映结构的强度状况。断面尺寸、跨度、荷载、支座形式、材料质量等这样一系列因素,是影响结构变形的主要因素,因此,在进行安全鉴定时,应把裂缝、结构构件稳定等条件都加以考虑范围之内。
四、结语
主体结构的工程质量影响着主体结构自身的功能与地位,因此针对建筑主体结构施工中存在的问题进行分析解决,是对主体结构质量保证的重要改进。通过主体结构工程质量的提高从而保证建设工程安全进行、可实现的经济性以及整个工程的质量等级。可以看出,建筑主体结构是建筑的骨干,也是建筑的基础和根本,在整个工程的施工过程中,主体结构的施工是最重要的环节,施工的问题解决则是优化工程实施的根本保证。