摘要:分析了建筑中現(xiàn)澆混凝土裂縫的類(lèi)型,并探討了從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面來(lái)控制現(xiàn)澆混凝土裂縫的方法,希望能夠?qū)α芽p的治理起到一定的作用。

關(guān)鍵詞:混凝土裂縫; 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì); 結(jié)構(gòu)構(gòu)件; 裂縫控制;

  在建筑中,混凝土裂縫屬于一個(gè)普遍問(wèn)題,其產(chǎn)生的原因有很多種。在建筑工程中,一旦產(chǎn)生裂縫,就會(huì)造成安全隱患,因此,需要分析裂縫形成的原因,然后加以控制。

  1 混凝土裂縫的分類(lèi)

  1.1 收縮裂縫
收縮裂縫主要由混凝土收縮產(chǎn)生,例如自身收縮、塑性收縮、干燥收縮等。在現(xiàn)實(shí)建筑工程中,收縮裂縫主要有以下三種表現(xiàn)形式:①混凝土在硬化的過(guò)程中,體積會(huì)隨著水分的蒸發(fā)而縮小,而板塊的四周因?yàn)橛兄ё目刂,不能隨意改變。
由于混凝土收縮會(huì)引起板塊的控制力變大,所以會(huì)在壓力相對(duì)集中的部位產(chǎn)生裂縫。②在拆模的時(shí)候,混凝土的強(qiáng)度沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的數(shù)值,混凝土還沒(méi)有達(dá)到最終凝固的效果,使得混凝土樓板發(fā)生彈性變形;炷猎缙诘膹(qiáng)度偏低,在承受彎、壓、拉應(yīng)力的時(shí)候,就會(huì)出現(xiàn)一些裂縫。③在施工的過(guò)程中,沒(méi)有及時(shí)采取有效措施保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu),加上各工種交叉施工,施工人員在板上行走較為頻繁,而板上層的鋼筋又軟又細(xì),造成鋼筋彎曲變形、下沉,混凝土保護(hù)層被破壞,產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。
1.2 溫度裂縫
溫度是導(dǎo)致混凝土硬化最為明顯的原因,主要表現(xiàn)在混凝土自身密度小,不易散發(fā)熱量,向混凝土澆水的時(shí)候,混凝土遇水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生熱,熱量大量積累在混凝土內(nèi)部散發(fā)不出去,從而在混凝土表面形成了不同的溫度區(qū)域。不同的溫度相互作用就形成了一種力量,混凝土模型形成后,混凝土的外部溫度會(huì)快速降低,混凝土內(nèi)部的最高溫度與熱量散發(fā)后的使用溫度或最低溫度之間的差值較大,導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)裂縫。溫度裂縫的走向一般沒(méi)有規(guī)律,大面積的結(jié)構(gòu)裂縫通?v橫交錯(cuò),而由于高溫膨脹引發(fā)的溫度裂縫大多中間粗、兩端細(xì),冷縮裂縫的變化不太明顯。
1.3 鋼筋銹蝕裂縫
在混凝土中,鋼筋可能會(huì)因某些原因出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象,并且這些銹蝕會(huì)出現(xiàn)膨脹的情況,從而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。這不僅降低了混凝土與鋼筋之間的黏合力,還降低了混凝土的整體結(jié)構(gòu)功能,造成其耐久性不斷下降。
1.4 受力裂縫
受力裂縫是指由于混凝土的結(jié)構(gòu)受到外力的影響而造成的裂縫。在一定程度上,一般的混凝土及構(gòu)件是允許裂縫存在的,但構(gòu)件可能會(huì)因施工質(zhì)量差、荷載過(guò)大、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤等原因?qū)е逻@些裂縫不斷擴(kuò)大,超過(guò)規(guī)定的要求。
1.5 地基不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫
地基沉降不均勻也會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。由不均勻的沉降造成的裂縫大多屬于貫穿性裂縫,其走向與沉降情況有一定的關(guān)系,通常表現(xiàn)為垂直或者呈現(xiàn)30°~45°方向不斷發(fā)展。

  2 控制裂縫產(chǎn)生的方法

  2.1 選用新型材料
建筑材料是建筑建造的基本物質(zhì),正確運(yùn)用材料,合理地發(fā)揮材料自身的受力特性,也是建筑新結(jié)構(gòu)形態(tài)的源泉。新型的建筑用鋼、高強(qiáng)和超高強(qiáng)的混凝土在國(guó)內(nèi)外高層和超高層建筑中得到了廣泛使用,這不僅大大減少了建筑材料的用量和建筑物的截面面積,增加了建筑的使用面積,還降低了建筑的制造成本和自重載荷。目前,碳纖維、鋼纖維和化學(xué)短纖維等新型材料也不斷進(jìn)入到建筑領(lǐng)域,玻璃結(jié)構(gòu)的材料、復(fù)合木材料、膜材料和紙結(jié)構(gòu)材料等有效地推動(dòng)了建筑結(jié)構(gòu)的變革。
2.2 選擇地基基礎(chǔ)類(lèi)型
在選擇地基基礎(chǔ)方案的時(shí)候,通常會(huì)優(yōu)先考慮使用淺基礎(chǔ),將持力層設(shè)置于天然的土層上方。上部結(jié)構(gòu)的荷載情況和層數(shù)是選擇地理基礎(chǔ)類(lèi)型要注重考慮的因素,層數(shù)越多,荷載越大,總體剛度和基礎(chǔ)承載能力也就越大。另外,上部結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式也會(huì)直接影響到基礎(chǔ)形式的選擇,因?yàn)椴煌纳喜拷Y(jié)構(gòu),其不均勻程度不同,對(duì)地基變形的敏感程度也不同。
2.3 變形縫的設(shè)置
2.3.1 沉降縫的設(shè)置
應(yīng)在建筑的下列部位設(shè)置沉降縫:地基土自身的壓縮性有著明顯的差異位置,例如平面形狀比較復(fù)雜的建筑的轉(zhuǎn)折位置、荷載差異或高度差異的位置、建筑基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)類(lèi)型不同的位置、過(guò)長(zhǎng)的鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu)位置、磚石承重結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)奈恢、局部地下室邊緣以及地基基礎(chǔ)的不同處理方法位置。
2.3.2 伸縮縫的設(shè)置
當(dāng)排架結(jié)構(gòu)所有的柱高小于 8 m 時(shí),應(yīng)適當(dāng)縮短伸縮縫之間的距離。在氣候較為干燥、夏季比較炎熱且暴雨頻繁出現(xiàn)或經(jīng)常處在高溫天氣作用下的地區(qū)的結(jié)構(gòu),應(yīng)適當(dāng)縮短伸縮縫之間的距離。伸縮縫之間的距離還應(yīng)該考慮施工條件這一因素,在必要的時(shí)候,例如材料收縮比較大或室內(nèi)結(jié)構(gòu)由于施工在外暴露的時(shí)間比較長(zhǎng)時(shí),應(yīng)適當(dāng)縮短伸縮縫之間的距離。
2.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計(jì)的問(wèn)題
2.4.1 增加有效寬度
增加抗彎結(jié)構(gòu)體系中的有效寬度,調(diào)整結(jié)構(gòu)中的抗側(cè)剛度。加大寬度能夠直接增加抵抗力臂,從而減小建筑抗傾覆力。根據(jù)材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)可知,同樣的面積和抗傾覆力,不同的形狀能夠獲得不一樣的幾何特征。根據(jù)該原理,在加大寬度之后,整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度就能提高。
2.4.2 剪力墻超筋的情況
剪力墻的暗柱超筋,在軟件中設(shè)定的暗柱,其最大配筋率為 4%,并且各個(gè)規(guī)范按照邊緣構(gòu)件給出了剪力墻主筋自身的配筋面積,而沒(méi)有最大的配筋率。因此,等程序出現(xiàn)剪力墻超筋情況的警告信息時(shí),應(yīng)該酌情考慮。一般情況下,出現(xiàn)剪力墻的連梁超筋表明在水平的地震力作用下,抗剪的承載力不足。
2.4.3 柱的軸壓比計(jì)算
軟件在考慮地震作用下柱自身的軸壓比的時(shí)候,使用的是在地震的組合作用下柱軸力的設(shè)計(jì)值,軟件在不涉及地震作用下的柱軸壓比的時(shí)候,使用的是非地震作用下的相關(guān)柱軸力的設(shè)計(jì)值。

  3 結(jié)束語(yǔ)

  總而言之,混凝土裂縫屬于一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題,各種條件的相互作用會(huì)造成裂縫的擴(kuò)大。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段對(duì)裂縫進(jìn)行預(yù)防、控制十分重要,能從根本減少甚至避免裂縫的產(chǎn)生,從而有效確保建筑結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性,促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的良性發(fā)展。

  參考文獻(xiàn):
[1]王鐵夢(mèng)。建筑工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.
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