建筑结构设计中混凝土裂缝的防治

发表时间:2020/11/19   来源:《建筑实践》2020年7月第19期   作者:李辉 赵莹 张孝斌 常磊
[导读] 随着我国经济的发展,整体科技的提高,建筑工程施工技术也得到了广泛的应用,对
        李辉  赵莹  张孝斌  常磊
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        摘要:随着我国经济的发展,整体科技的提高,建筑工程施工技术也得到了广泛的应用,对混凝土裂缝的处理也更加经济、适用。当今大部分新建工程都是高层建筑,且都是采用钢筋混凝土结构,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缝,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缝的防治工作。
        关键词:建筑结构设计;混凝土裂缝;防治
        引言
        在整个建筑工程施工到服役阶段,混凝土都是最核心的部分,发挥着巨大的作用。要想使得建筑工程达到设计服役年限,解决混凝土裂缝问题是极为关键的节点,甚至当混凝土裂缝问题还有可能对建筑产生毁灭性的打击。因在建筑结构设计中现浇混凝土裂缝的出现受多种因素的影响,常见的包括以下几方面:混凝土在配料方面达不到规范标准要求;在建筑工程建筑设计阶段不够科学、合理;施工阶段实施与设计规范不相符,未按图施工;在施工阶段的把控管理不够严谨等多个方面,如果在建筑工程结构的不同部位出现不同程度的裂缝问题,不仅会使得整个建筑的结构稳定性、安全性达不到使用标准,还会对后期建筑工程服役阶段带来安全隐患,导致使用人员的生命财产安全得不到保障。所以,在建筑结构设计阶段,严格按照国家标准规范进行把控,在现浇混凝土裂缝问题方面会起到十分重要的作用。
        1建筑结构设计中产生裂缝的不利影响
        ①降低安全性能。在房屋建设中,如果现浇混凝土出现了裂缝,那么会造成很多的不安全隐患;并且,随着时间的推移,裂缝的面积和深度也会越来越大,直接影响混凝土的承载能力,造成结构的承载能力下降,其耐久性能也会降低;如果情况严重,会直接造成混凝土结构的倒塌,引发更多的危险事故。②加剧水的渗漏。如果现浇混凝土产生了裂缝,在下雨天或者潮湿的环境下,水分会进入建筑物的内部,造成腐蚀、溶化等情况,导致建筑物的损坏;并且,渗入到建筑内部的水分不会轻易被排出来,如果温度下降到了0℃以下,那么渗进去的水分会因为温度过低而发生结冰、膨胀等现象,进一步造成裂缝的扩大,加剧水的渗漏。③增加钢筋的腐蚀。如果出现了裂缝,会造成混凝土内部的一部分钢筋直接暴露在空气中,受到二氧化硫、二氧化碳等有害物质的腐蚀,造成钢筋的锈化,对建筑内部结构造成不利的影响;如果锈蚀的情况严重,那么不断产生的锈迹会积累在钢筋上,并且不断鼓胀,达到一定程度的时候,会将混凝土的保护层顶破,然后形成新裂缝,新裂缝又会因为类似的情况产生新锈蚀,如此反复,最终的结果就是整个混凝土保护层破裂甚至脱落,从而使其失去支撑、固定的作用,最终导致结构崩塌。
        2建筑结构设计中混凝土裂缝产生的原因
        2.1材料使用不当引起的裂缝
        除了收缩、超载会引起裂缝,材料使用不当也会引起裂缝,例如材料品类、大小、掺量、表面积大小、水泥干缩等方面,都是产生裂缝的主要因素。其中有两点是至关重要的影响因素:①骨料是引起水泥石收缩的约束相,要想使混凝土的收缩减少,那么需要加大骨料的最大粒径、降低砂率、砂的细度模数等方面,以实现最佳的收缩效果;其中,骨料相关的吸水率对现浇板的硬度、刚度及可压缩性都产生了一定的影响,如果骨料对于水泥产生的压缩系数小,那么骨料的吸水率大一些,现浇板的收缩也会变大;除此之外,用水量、水泥用量、水灰比、砂率、灰浆比等因素也会造成裂缝的产生;②粉煤灰的表面积较小,粉煤灰掺量的多少会直接影响混凝土的干燥收缩功能,如果掺量增加,那么收缩会减小。


        2.2结构设计不合理
        在建筑结构设计阶段,结构设计人员没有考虑实际的工程情况,从设计角度出发,因不同用户需求,可能选择的混凝土的类型、配合比等不够科学合理或选择了不均匀建筑结构荷载等多方面因素,最终致使建筑的结构会出现差别,出现现浇混凝土裂缝问题,这也是在建筑结构设计阶段的重要问题。
        3建筑结构设计中混凝土裂缝的防治措施
        3.1选材和配合比设计措施
        ①选择符合房屋建筑要求的混凝土、水泥等原材料,包括其品牌、等级、性能等方面都要考虑在内。②在选择含砂量配比的时候,需要符合相关的规定,选择品质优良的砂、石等原材料,并确保在进行配合比设计的时候,设计合理的水灰比、砂率等比例,避免混凝土出现离析、泌水、保水性不良等问题。③在进行添加掺和料、外加剂的时候,不可进行盲目添加,需要选择合适的类型数量,以提高混凝土的性能。④由于水泥在施工中的使用量是非常大的,因此随着水泥用量的增加,那么水泥浆体积也会随着增加,坍落度也会变大,收缩也会呈现变大的趋势,所以,在进行配比设计的时候,需要结合现场的实际情况,设计出科学、合理的混凝土设计坍落度。⑤需要正确使用混凝土补偿收缩技术,根据需要实现的不同膨胀效果,选择添加不同种类、性能的膨胀剂,并且控制合理的掺和数量。
        3.2结构设计控制措施
        ①在房屋结构设计中,由于自身预应力、外部环境等方面的影响,很容易发生结构断面突变的情况。一般情况下,如果构件应力太过集中,那么就会产生裂缝。因此,为了更好地避免裂缝的产生,可以使用梁板结构,并且提升梁板构件的强度及硬度,以有效减少应力突变带来的不利影响,也可以通过减少楼板开洞形成的细腰现象以减少裂缝的产生。②在进行房屋结构设计时,需要选择合适数量的钢筋配置,如果存在钢筋数量太少或者钢筋过大、过粗等不符合房屋结构设计的情况,那么后期很容易产生现浇混凝土裂缝。因此,在进行钢筋选择的时候,需要结合房屋结构设计的需求,并且选择合适的墙板、楼面等薄壁构件的钢筋配置。③在进行初步设计的过程中,需要考虑到混凝土产生裂缝的原因,很多情况下,混凝土裂缝是因为混凝土的收缩而产生的,因此,为了防止混凝土产生收缩的情况,需要在初步设计的时候,有计划性的使用补偿收缩的混凝土技术,即掺加合适分量的膨胀剂进行中和,避免出现混凝土收缩情况。
        3.3坚持建筑平面设计原则
        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缝出现。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缝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。
        结语
        为了进一步实现对裂缝的有效控制,需要首先了解裂缝带来的不利影响,因为裂缝会直接降低建筑物的安全性能,加剧水的渗漏现象,增加钢筋的腐蚀,而混凝土裂缝主要为收缩裂缝、超载裂缝、材料使用不当引起的裂缝、气候原因所造成的裂缝。因此,为了有效避免裂缝的产生,需要从选材和配合比设计方面入手,在设计的过程中,严格把控建筑物结构的相关设计原则,通过合理的配筋、掺加外加剂等方式,预防混凝土结构变形和产生裂缝的现象,从而确保工程质量和施工的顺利开展。
        参考文献
        [1]吴建通.建筑结构设计中现浇混凝土裂缝的控制对策[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缝的控制对策[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缝控制策略分析[J].四川建材,2020.
        
        
       
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