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摘要:现阶段,在房屋建筑施工中,现浇楼板裂缝问题已经是施工过程中常见的问题,因此要找准混凝土裂缝产生的原因,对症下药才是关键。下面本文就房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝控制进行简要探讨。
关键词:房屋建筑;结构设计;现浇混凝土;裂缝控制;
1 现浇混凝土裂缝类型
1.1 结构裂缝
在整体结构的薄弱部位中,这类区域出现裂缝的概率自然提高,其中现浇楼板作为薄弱部位,自然更容易出现裂缝。此外在结构的设计中由于这类构件的设计不合理,也会导致在该系统的运行中生成裂缝。如现浇板由预制的多孔板改造而成,此时墙体的刚度增加,但楼板刚度会下降,墙角作为应力集中区域,在系统运行中更加容易出现斜向的裂缝,或在楼板端出现板面的裂缝。
1.2 收缩裂缝
混凝土楼板浇筑施工完毕到终凝的过程中,会由于发生化学反应而产生水化热,而水化热在混凝土的内部是不容易挥发的,这就会直接增加混凝土内部的温度,导致内外部出现较大的温度差异,再加上内外部热胀冷缩的程度有所不同,就会在混凝土的外部形成拉应力。拉应力的强度高于混凝土的最大抗拉强度时,混凝土表面就会产生裂缝。
1.3 塑性裂缝
在房屋建筑现浇混凝土结构施工中,会在其中加入大量的骨料、钢筋等结构,在这类结构加入后会影响混凝土结构的沉降量,其中混凝土结构的垂直收缩量加快,与水平方向上的收缩量相比较为缓慢,会发生塑性裂缝。此外,通常塑性裂缝生成的裂缝较深,且形状不规则,裂缝的出现时间主要是在混凝土硬化前,此时会对建筑结构的强度造成重大的影响。
2 产生裂缝的原因
混凝土是用水泥作胶凝材料,砂、石作骨料与水(外加剂或掺合料)按设计配合比进行混合得到的施工材料。因为混凝土的原材料及施工等问题,终凝后内部有着较多的细小孔隙及微小裂缝,由于有着这些细小问题的存在才让混凝土出现这些特性。微小裂缝对结构和使用功能无影响,但在混凝土遭受到一定压力和其他作用之后,这些微小裂缝就会延伸并扩大,最终变成我们肉眼可看到的较大裂缝。同时,混凝土出现一些细小裂缝是允许的,只要能及时采取补救措施将其抑制在相对可控的范围内。根据混凝土的相关规定,这些结构用在不同的环境中是允许存在一定可控制的裂缝,但是在施工过程中应尽量采取有效措施来抑制裂缝的发生,避免结构出现一些不可控制的裂缝,尤其是影响结构安全的裂缝,要及时采取相应的技术措施进行处理,从而保证工程质量和建筑的安全性。混凝土产生裂缝的原因较多,如变形引起的裂缝、温差等因素引起的裂缝、外部荷载作用下出现的裂缝、在养护过程中不符合要求,在化学作用下发生的裂缝等。
3 房屋建筑结构中的现浇混凝土裂缝控制方法
3.1 平面布置设计
房屋建筑结构设计中,若能充分避免出现现浇混凝土裂缝,需对整个建筑系统的平面布局进行控制,以防在某个区域中由于应力过大或现浇混凝土结构的施工和建设问题导致结构存在裂缝。在平面布置中,要完成以下3个方面设计 工作。
3.1.1 房屋长度控制
在长度控制中,如果确定该房屋建筑结构的长度不小于40 m,那么在该过程中需设计后浇带的浇筑方案,以充分提高整个系统的强度。将后浇带参数配置在整个系统的中间部位区域,配置在楼板和梁板的1/3跨度区域处,此时可以确保最终得到的施工结构中,这两个结构处于完全分开状态。此外,如果房屋建筑结构的长度远大于40 m,则在设置了后浇带的基础上需设置变形缝,其中后浇带的宽度参数控制在80~100 cm,不同后浇带的间距保持为30 m。
3.1.2 外露构件控制
在房屋建筑结构设计中,会涉及大量的外露构件,在这类构件的配置中,也要控制长度参数和伸缩参数,并使这类构件处于高水平运行状态。其中常见的外露构件包括雨篷、挂板及女儿墙等,在专业设计中如果发现水平方向上的强度已经超过了规定的范围,则需在构件的配置和设计中设置伸缩缝,以保证这类构件在完成装配后可以正常运行。此外在设计过程中也要控制外露构件水平长度参数,其中按现有的建筑行业工程施工规范,外露构件的水平长度需最大限度控制在12 m 范围内。
3.1.3 建筑高度控制
房屋建筑结构设计工作中,一些建筑会以建筑群的形式存在,此时在各类建筑结构的设计中,需控制所有建筑的高度参数,要采用现浇混凝土结构的科学控制方法,充分提高该系统的设计科学性。其中在专业设计过程中,如果确定在现有的施工中,发现主楼的高度与裙房的高度之间具有过大的差值,则在现有的设计基础上,会提高现浇混凝土结构裂缝发生的概率,因此在这类结构设计过程中,需加入专业性的后浇带结构,同时也要科学设置专业性的沉降缝 结构。
3.2 强度等级确定
混凝土的强度越高,水灰比的参数越大,消耗的水泥总量必然会增加,通过对现浇混凝土结构的分析可确定,如果水泥的使用量增加,则整个结构发生裂缝的概率也会增加。因此在现浇混凝土结构的设计过程中,需根据专业性的研究规范,确定现浇混凝土板材的混凝土强度等级为 C30,同时在各个相互接触的结构上,要求这类结构的强度和材料需保持一致,如对于房屋建筑结构中的墙体和柱体的浇筑混凝土,两者的混凝土级别需保持一致,同时现浇板和楼板的等级也需相同设置,如发现最终制作和设计的现浇混凝土级别要明显低于柱体与墙体的混凝土级别,则需提高核心部位的混凝土结构强度。
3.3 强化配筋设计
在房屋建筑结构设计中会涉及现浇混凝土结构的配筋设计工作,对于配筋方案来说,配筋率和配筋的区域都会从根本上决定该构件的强度参数,而对于该结构的强度参数来说,也会从根本上影响构件的裂缝参数。在强化配筋的设计过程中,需对现浇混凝土结构进行有效控制,以确保该结构的施工质量符合要求。此外在楼面板的浇筑和结构设计中,要对配筋的方案进行相应的设计,同时考虑到配筋的方案会对房屋建筑结构的重量、应力参数造成影响,则在该系统的施工过程中,也要对配筋的总量、分配方法、配置密度等参数进行控制,从而使配筋的设计质量符合要求。
3.4 控制构件厚度
在实际设计过程中,如果各类构件的厚度过小,在实际运行中,这类构件将无法有效抵抗存在的应力,此时构件出现裂缝的概率较高。为防范出现裂缝,在建筑结构设计中,需协调构件的厚度,方可提高该结构的抗裂缝等级。对于民用建筑,在樓板结构的设计中,厚度参数不可小于10 cm,同时在该建筑的设计中,由于使用的构件不同,因此最终构造的房屋建筑结构参数也会发生一定变化。在计算现浇混凝土板的跨度设计中,需对该系统的设计方案和各类设施的作用做出限制,从而对这类设施进行科学建设,其中对于现浇混凝土板材来说,要求厚度通常不小于 L30~L35。
结束语
综上所述,在房屋建筑结构设计中,需充分考虑现浇混凝土构件的制造中是否会导致该结构出现裂缝,因此要分析常见的裂缝类型,包括应力裂缝、结构裂缝、塑性裂缝等。各结构的专业性设计过程涵盖的设计项目包括构件厚度、平面布置、强度等级和配筋方案,并实现各类结构的科学协调。
参考文献
[1] 周兴镇,杨红霞.现浇混凝土楼板裂缝成因及控制措施探析 [J].山东英才学院学报,2019(04):149-153.
[2] 杜新建,曾江,赵天超,等 . 现浇钢筋混凝土梁、板裂缝检测及加固方案 [J]. 玻璃,2018(09):131-134.
[3] 刘玉强,史洪江.基于现浇钢筋混凝土楼板裂缝控制的试验研究 [J]. 天津职业院校联合学报,2011(05):114-118.
[4] 赵大海,鞠丽艳,张雄.基于混凝土裂缝防治的两种新方法分析 [J]. 施工技术,2020(07):128-130.
关键词:房屋建筑;结构设计;现浇混凝土;裂缝控制;
1 现浇混凝土裂缝类型
1.1 结构裂缝
在整体结构的薄弱部位中,这类区域出现裂缝的概率自然提高,其中现浇楼板作为薄弱部位,自然更容易出现裂缝。此外在结构的设计中由于这类构件的设计不合理,也会导致在该系统的运行中生成裂缝。如现浇板由预制的多孔板改造而成,此时墙体的刚度增加,但楼板刚度会下降,墙角作为应力集中区域,在系统运行中更加容易出现斜向的裂缝,或在楼板端出现板面的裂缝。
1.2 收缩裂缝
混凝土楼板浇筑施工完毕到终凝的过程中,会由于发生化学反应而产生水化热,而水化热在混凝土的内部是不容易挥发的,这就会直接增加混凝土内部的温度,导致内外部出现较大的温度差异,再加上内外部热胀冷缩的程度有所不同,就会在混凝土的外部形成拉应力。拉应力的强度高于混凝土的最大抗拉强度时,混凝土表面就会产生裂缝。
1.3 塑性裂缝
在房屋建筑现浇混凝土结构施工中,会在其中加入大量的骨料、钢筋等结构,在这类结构加入后会影响混凝土结构的沉降量,其中混凝土结构的垂直收缩量加快,与水平方向上的收缩量相比较为缓慢,会发生塑性裂缝。此外,通常塑性裂缝生成的裂缝较深,且形状不规则,裂缝的出现时间主要是在混凝土硬化前,此时会对建筑结构的强度造成重大的影响。
2 产生裂缝的原因
混凝土是用水泥作胶凝材料,砂、石作骨料与水(外加剂或掺合料)按设计配合比进行混合得到的施工材料。因为混凝土的原材料及施工等问题,终凝后内部有着较多的细小孔隙及微小裂缝,由于有着这些细小问题的存在才让混凝土出现这些特性。微小裂缝对结构和使用功能无影响,但在混凝土遭受到一定压力和其他作用之后,这些微小裂缝就会延伸并扩大,最终变成我们肉眼可看到的较大裂缝。同时,混凝土出现一些细小裂缝是允许的,只要能及时采取补救措施将其抑制在相对可控的范围内。根据混凝土的相关规定,这些结构用在不同的环境中是允许存在一定可控制的裂缝,但是在施工过程中应尽量采取有效措施来抑制裂缝的发生,避免结构出现一些不可控制的裂缝,尤其是影响结构安全的裂缝,要及时采取相应的技术措施进行处理,从而保证工程质量和建筑的安全性。混凝土产生裂缝的原因较多,如变形引起的裂缝、温差等因素引起的裂缝、外部荷载作用下出现的裂缝、在养护过程中不符合要求,在化学作用下发生的裂缝等。
3 房屋建筑结构中的现浇混凝土裂缝控制方法
3.1 平面布置设计
房屋建筑结构设计中,若能充分避免出现现浇混凝土裂缝,需对整个建筑系统的平面布局进行控制,以防在某个区域中由于应力过大或现浇混凝土结构的施工和建设问题导致结构存在裂缝。在平面布置中,要完成以下3个方面设计 工作。
3.1.1 房屋长度控制
在长度控制中,如果确定该房屋建筑结构的长度不小于40 m,那么在该过程中需设计后浇带的浇筑方案,以充分提高整个系统的强度。将后浇带参数配置在整个系统的中间部位区域,配置在楼板和梁板的1/3跨度区域处,此时可以确保最终得到的施工结构中,这两个结构处于完全分开状态。此外,如果房屋建筑结构的长度远大于40 m,则在设置了后浇带的基础上需设置变形缝,其中后浇带的宽度参数控制在80~100 cm,不同后浇带的间距保持为30 m。
3.1.2 外露构件控制
在房屋建筑结构设计中,会涉及大量的外露构件,在这类构件的配置中,也要控制长度参数和伸缩参数,并使这类构件处于高水平运行状态。其中常见的外露构件包括雨篷、挂板及女儿墙等,在专业设计中如果发现水平方向上的强度已经超过了规定的范围,则需在构件的配置和设计中设置伸缩缝,以保证这类构件在完成装配后可以正常运行。此外在设计过程中也要控制外露构件水平长度参数,其中按现有的建筑行业工程施工规范,外露构件的水平长度需最大限度控制在12 m 范围内。
3.1.3 建筑高度控制
房屋建筑结构设计工作中,一些建筑会以建筑群的形式存在,此时在各类建筑结构的设计中,需控制所有建筑的高度参数,要采用现浇混凝土结构的科学控制方法,充分提高该系统的设计科学性。其中在专业设计过程中,如果确定在现有的施工中,发现主楼的高度与裙房的高度之间具有过大的差值,则在现有的设计基础上,会提高现浇混凝土结构裂缝发生的概率,因此在这类结构设计过程中,需加入专业性的后浇带结构,同时也要科学设置专业性的沉降缝 结构。
3.2 强度等级确定
混凝土的强度越高,水灰比的参数越大,消耗的水泥总量必然会增加,通过对现浇混凝土结构的分析可确定,如果水泥的使用量增加,则整个结构发生裂缝的概率也会增加。因此在现浇混凝土结构的设计过程中,需根据专业性的研究规范,确定现浇混凝土板材的混凝土强度等级为 C30,同时在各个相互接触的结构上,要求这类结构的强度和材料需保持一致,如对于房屋建筑结构中的墙体和柱体的浇筑混凝土,两者的混凝土级别需保持一致,同时现浇板和楼板的等级也需相同设置,如发现最终制作和设计的现浇混凝土级别要明显低于柱体与墙体的混凝土级别,则需提高核心部位的混凝土结构强度。
3.3 强化配筋设计
在房屋建筑结构设计中会涉及现浇混凝土结构的配筋设计工作,对于配筋方案来说,配筋率和配筋的区域都会从根本上决定该构件的强度参数,而对于该结构的强度参数来说,也会从根本上影响构件的裂缝参数。在强化配筋的设计过程中,需对现浇混凝土结构进行有效控制,以确保该结构的施工质量符合要求。此外在楼面板的浇筑和结构设计中,要对配筋的方案进行相应的设计,同时考虑到配筋的方案会对房屋建筑结构的重量、应力参数造成影响,则在该系统的施工过程中,也要对配筋的总量、分配方法、配置密度等参数进行控制,从而使配筋的设计质量符合要求。
3.4 控制构件厚度
在实际设计过程中,如果各类构件的厚度过小,在实际运行中,这类构件将无法有效抵抗存在的应力,此时构件出现裂缝的概率较高。为防范出现裂缝,在建筑结构设计中,需协调构件的厚度,方可提高该结构的抗裂缝等级。对于民用建筑,在樓板结构的设计中,厚度参数不可小于10 cm,同时在该建筑的设计中,由于使用的构件不同,因此最终构造的房屋建筑结构参数也会发生一定变化。在计算现浇混凝土板的跨度设计中,需对该系统的设计方案和各类设施的作用做出限制,从而对这类设施进行科学建设,其中对于现浇混凝土板材来说,要求厚度通常不小于 L30~L35。
结束语
综上所述,在房屋建筑结构设计中,需充分考虑现浇混凝土构件的制造中是否会导致该结构出现裂缝,因此要分析常见的裂缝类型,包括应力裂缝、结构裂缝、塑性裂缝等。各结构的专业性设计过程涵盖的设计项目包括构件厚度、平面布置、强度等级和配筋方案,并实现各类结构的科学协调。
参考文献
[1] 周兴镇,杨红霞.现浇混凝土楼板裂缝成因及控制措施探析 [J].山东英才学院学报,2019(04):149-153.
[2] 杜新建,曾江,赵天超,等 . 现浇钢筋混凝土梁、板裂缝检测及加固方案 [J]. 玻璃,2018(09):131-134.
[3] 刘玉强,史洪江.基于现浇钢筋混凝土楼板裂缝控制的试验研究 [J]. 天津职业院校联合学报,2011(05):114-118.
[4] 赵大海,鞠丽艳,张雄.基于混凝土裂缝防治的两种新方法分析 [J]. 施工技术,2020(07):128-130.