房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝的问题及优化分析.pdf
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1、中文科技期刊数据库(全文版)工程技术 146 房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝的问题及优化分析 史光磊 宁夏建筑设计研究院有限公司,宁夏 银川 750000 摘要:摘要:现浇钢筋混凝土结构具有强度高、经济效益高等诸多优势,在建筑工程中得到了相当广泛的应用,但是在实际施工过程中,混凝土裂缝问题也在困扰着建筑施工人员,由于裂缝问题产生的纠纷数量也在不断增加。本文通过对相关文献进行查阅,首先对房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝类型,即应力裂缝、塑性裂缝、结构裂缝的基本情况进行了简要阐述,并对其产生原因进行了进一步的深入分析,最终结合相关科学理论知识,提出了基于现浇混凝土裂缝控制的建筑结构设计优化控制策
2、略,包括加强平面布置的合理性、强化构件质量控制、优化变形缝控制、优化配筋设计、加强对于外界环境因素的有效控制、合理选择混凝土强度。希望本文的研究内容能够为房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝问题的有效解决提供一定理论支持。关键词:关键词:房屋建筑结构设计;现浇混凝土裂缝;优化控制 中图分类号:中图分类号:TU2 0 引言 随着时代的发展,当前我国民众对于建筑工程质量的要求明显提升,建筑工程人员必须花费更多的精力在保障房屋建筑结构稳定性上,在传统施工过程中,混凝土裂缝属于最为常见的病害问题,不仅会影响房屋整体结构稳定性,还会影响相关单位的经济效益,对裂缝问题进行防范与解决是非常重要的。大量的工程实践
3、表明,混凝土结构裂缝是不可避免的,但是其危害程度是可以控制的。本文从裂缝类型及其原因分析出发,对基于现浇混凝土裂缝控制的建筑结构设计优化控制策略进行深入探究。1 房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝类型 1.1 应力裂缝 应力裂缝是实际工作中最为常见的裂缝类型之一,在实际房屋建筑结构设计中,不同类型结构之间会呈现出相互影响的状态,特别是在现浇混凝土结构施工过程中,在温度、外界环境、其他因素影响下,都会产生特定的应力,由此产生的一系列裂缝就被称作应力裂缝。在现浇混凝土结构施工过程中,随着时间的发展,其内部的水分会逐渐丧失,现浇混凝土会产生伸缩,不同部分混凝土的伸缩量存在比较明显的差异,进而产生应力,
4、因此,应力裂缝主要产生于混凝土后期运行阶段1。1.2 塑性裂缝 塑形裂缝也是比较常见的一种裂缝类型。具体而言,在房屋建筑现浇混凝土施工过程中,需要在其中添加大量的骨料、钢筋等不同类型的结构形式,这种类型结构加入之后,会导致混凝土本身的结构沉降量受到比较严重的影响,其中,水平方向收缩量、垂直方向收缩量会存在比较明显的差异,在这一背景下,产生的裂缝就属于塑性裂缝2。塑性裂缝产生的时间一般在混凝土完全硬化之前,主要存在深度突出、形状不规则等特点,在实践中会对建筑整体结构造成比较严重的影响。1.3 结构裂缝 结构裂缝指的是由于设计原因,导致房屋建筑结构内部各构件之间的接触存在异常情况,在长期运行过程中
5、,构件的频繁接触会导致较为薄弱的部位出现故障问题,进而很容易引发一系列裂缝问题,这种裂缝问题在现浇楼板方面表现尤为突出。在混凝土建筑楼体结构中,现浇楼板本身的质量就相对比较薄弱,在实践中很容易引发裂缝问题,在结构设计中,这种类型构件设计并不是很合理,在运行过程中很可能产生一系列的裂缝,结构裂缝一般出现在墙角、楼板端等位置3。2 房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝产生原因分析 中文科技期刊数据库(全文版)工程技术 147 房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝产生原因较为复杂,本文仅对实践中几个比较常见的原因进行简要分析。主要原因包括:(1)环境问题。环境问题是导致现浇混凝土出现裂缝的首要原因。在实践中
6、,较为良好的环境条件是建筑建设质量的重要保障,因此,在施工之前,相关单位通常需要对工程所在地的地质条件、风力参数、温度参数、湿度参数等环境数据进行全方位收集与分析,并在此基础上制定科学的建筑建设计划。反之,如果在设计之前,没有对环境因素进行全方位分析,那么在建设过程中以及建筑后期使用阶段,就很难保证其预期寿命与预期质量,在不同自然环境因素的影响下,如长期处于温度较高的环境中,就很容易导致现浇混凝土系统受到温度应力的影响,进而产生应力裂缝。(2)设计问题。设计问题也是导致现浇混凝土出现裂缝的主要原因之一。房屋建筑结构设计阶段,不同类型现浇混凝土的特点存在一定差异,不同类型现浇混凝土在设计时应当满
7、足一系列要求,必须严格按照当前房屋建筑结构在设计方面提出的规范化标准与要求进行。如果相关工作人员没有按照相关标准,充分结合现浇混凝土的结构特点,进行针对性的设计、管理与控制,那么在后续的一系列建设过程中,就很容易导致各个不同结构之间产生冲突,彼此之间的应力很难得到有效处理,最终就会导致结构在整个运行过程中很容易出现不同程度的裂缝问题,影响现浇混凝土的整体结构质量。(3)材料问题。材料问题也是导致现浇混凝土出现裂缝的主要原因之一4。具体而言,结构配料在建筑房屋结构设计环境中具有非常重要的作用,设计配料应当由骨料砂粒、外加剂等材料组合而成,从理论角度讲,此类材料在实践中必须经过一系列的检测,在质量
8、合格之后才能投入到正常使用环境当中,只有这样才能尽量杜绝混凝土裂缝的产生与发展。而在实际工作中,部分单位没有进行实验,或者仅在某几个环境进行了材料实验,而在施工过程中,不同类型配料在使用量、使用方法等方面存在比较明显的差异,如果无法实现对多因素条件的综合分析,那么肯定会导致配料质量无法得到稳定提升,进而影响现浇混凝土结构完整性与可靠性。表 1 为更为详细的现浇混凝土裂缝质量结构通病以及特征。表 1 现浇混凝土裂缝类型以及特征 裂缝类型 特征 成因 早期塑性干缩裂缝 上宽下窄,纵横交错,一般短而弯曲 混凝土在终凝前后,养护不当,水分蒸发产生表面裂缝 干缩裂缝 板面板底干缩裂缝长而稍直,十字形交叉
9、或放射状交叉 混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果 温度裂缝 裂缝发生在板上时,多为贯穿裂缝;发生在梁上时,多为表面裂缝;大面积结构裂缝多是纵横交错 温度应力 沉降裂缝 特征因荷载而异 荷载和其它作用在构件内所产生的拉应力超过了混凝土抗拉强度 荷载裂缝 裂缝深而宽,从受破坏部位向外延伸 混凝土未产生足够强度即拆除底模等 冷缝裂缝 上部向下覆盖 大面积混凝土分区分片浇注(未设施工缝)时,接茬部位老混凝土已凝结硬化 化学裂缝 钢筋锈蚀膨胀,混凝土裂缝剥落 膨胀物质(方镁石或膨胀剂)过量引起开裂 冻胀裂缝 混凝土中水分结冰膨胀,反复冻融 水灰比过大、混凝土振捣不密实、蓄热养护不到位 3 基
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