闡述建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫問題

1、<p>　　闡述建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫問題</p><p>　　摘要：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城市建設(shè)步伐的加快,城市中建筑工程項(xiàng)目也越來越多。社會(huì)各界對(duì)建筑物出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)問題反應(yīng)也是越來越多,結(jié)構(gòu)裂縫便是其中一個(gè)比較突出和普遍的問題,結(jié)構(gòu)裂縫對(duì)于建筑工程的正常使用和結(jié)構(gòu)安全有著重要的影響。為盡量減少建筑中裂縫的產(chǎn)生,就必須在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就采取嚴(yán)格可靠的措施進(jìn)行預(yù)防控制。本文主要針對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2、中的裂縫問題進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析和探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑工程；裂縫； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；控制措施 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU198 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　1.建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中裂縫的主要成因及主要特征 </p><p>　　1.1 塑性變形引起的裂縫 </p><p>　　塑性變形引

3、起的裂縫在建筑工程中很常見，由塑性變形造成的混凝土裂縫一般出現(xiàn)在硬化前，這是因?yàn)榛炷猎谟不耙恢碧幱谒苄誀顟B(tài)，而上部建筑的不均勻沉降會(huì)受到一定限制，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。在混凝土結(jié)構(gòu)建筑物中，如果混凝土的表面積增大或者鋼筋直徑過大、骨料粒徑過大，都會(huì)使得混凝土水平方向的收縮比垂直方向的收縮困難，進(jìn)而造成混凝土不規(guī)則裂縫，此類裂縫相互之間的間距在0.3~1.0mm 范圍內(nèi)，表現(xiàn)形式為相互平行，并且裂縫本身都會(huì)存在一定深度。 </p&g

4、t;<p><b>　　1.2 結(jié)構(gòu)裂縫 </b></p><p>　　在現(xiàn)代建筑工程中，隨著施工工藝及水平的提升，在抗震設(shè)防區(qū)及高層建筑中已經(jīng)多采用現(xiàn)澆樓板來取代預(yù)制多孔板，現(xiàn)澆樓板的樓面優(yōu)點(diǎn)在于其承載能力一般都能滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求而且整體性較好。但若用現(xiàn)澆樓板代替預(yù)制多孔板時(shí)，會(huì)增大樓板的剛度，造成原有墻體的相對(duì)剛度的降低，從而有可能導(dǎo)致在墻體剛度較薄弱的部位或者一些墻體的

5、截面突變部位產(chǎn)生裂縫。例如墻角是應(yīng)力較為集中的位置，就比較容易出現(xiàn)裂縫。 </p><p><b>　　1.3 應(yīng)力裂縫 </b></p><p>　　應(yīng)力裂縫的形成主要原因是由混凝土結(jié)構(gòu)的徐變收縮，其中結(jié)構(gòu)的自身收縮、塑性收縮、碳化收縮以及干燥收縮是比較常見的幾種裂縫形式。在建筑物的混凝土澆筑完成后，在其收縮硬化的過程中，會(huì)因其內(nèi)部水分的持續(xù)蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土自身的體

6、積不斷減小，進(jìn)而產(chǎn)生收縮，在混凝土的收縮過程中由于支座對(duì)其施工的約束力，限制了其自由伸展。隨著約束力的逐漸加大，勢(shì)必會(huì)造成現(xiàn)澆混凝土板產(chǎn)生裂縫，裂縫的位置一般位于應(yīng)力比較集中的部位。另外，如果在混凝土強(qiáng)度還未達(dá)到一定值時(shí)就提前拆?；蛘呋炷辽形赐耆探Y(jié)時(shí)就在其上施加荷載，均會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。 </p><p>　　1.4 溫度應(yīng)力造成的裂縫 </p><p>　　溫度應(yīng)力造成的裂縫

7、的形成主要原因是混凝土在澆筑完成后，難以將聚積于混凝土內(nèi)部的水泥水化熱散發(fā)出去，造成凝土內(nèi)部溫度相對(duì)較高，而混凝土外表由于與外界接觸，其表面溫度會(huì)因外界環(huán)境的影響熱量散發(fā)較快，從而導(dǎo)致混凝土內(nèi)外部分的溫差較大，造成混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，而內(nèi)部則出現(xiàn)壓應(yīng)力。而混凝土由于剛完成澆筑不久，齡期較短，其抗拉強(qiáng)度不足，從而造成表面拉應(yīng)力大于混凝土自身極限抗拉強(qiáng)度，在混凝土表面出現(xiàn)溫度裂縫。 </p><p>　　1.5 裂

8、縫主要特征 </p><p>　　存在較多數(shù)量的裂縫，其寬度一般情況下0.3mm 之內(nèi)；墻體的兩端附近存在較少的裂縫，裂縫一般集中于墻體中部；多數(shù)的裂縫都是豎向的，且裂縫的長(zhǎng)度與墻體的高度相當(dāng)；墻體中間裂縫相對(duì)較寬，隨著向兩端延伸裂縫逐漸變細(xì)直到消失；墻體裂縫出現(xiàn)的時(shí)間基本是在拆模之后；一段時(shí)間之后，裂縫發(fā)生了一定程度上的變化，發(fā)生了數(shù)量增多的現(xiàn)象，但是裂縫的寬度的變化程度卻不大；在進(jìn)行對(duì)于墻體回填之后，能夠發(fā)現(xiàn)

9、原先的裂縫處存在著漏水的現(xiàn)象。 </p><p>　　2.建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫控制措施 </p><p>　　2.1 合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸及選材 </p><p>　　由于建筑材料變形的差異及自身的溫差都會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)的開裂，特別在結(jié)構(gòu)尺寸較大時(shí)，結(jié)構(gòu)因材料變形及溫差所造成的應(yīng)力就會(huì)隨之增大，極易在建筑的樓板與墻體中產(chǎn)生橫向裂縫。通過統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)構(gòu)所受應(yīng)力與長(zhǎng)度呈

10、非線性相關(guān)關(guān)系，因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一定要確保結(jié)構(gòu)尺寸合理，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選用合理的布置方案使結(jié)構(gòu)在實(shí)際工作中能實(shí)現(xiàn)整體性較好的同時(shí)剛度分配合理結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力明確，在計(jì)算配筋過程中要嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而減少或避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。在設(shè)計(jì)施工中盡量選擇使用變形差異接近的材料，從而有效的抑制了因材料自身變形而造成的結(jié)構(gòu)裂縫。 </p><p>　　2.2現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫的控制措施 </p>

11、<p>　?。?）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須保證混凝土結(jié)構(gòu)的整體剛度滿足規(guī)范要求，以免結(jié)構(gòu)的不均勻沉降造成在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力及剪應(yīng)力，進(jìn)而減弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部抵抗溫度應(yīng)力的能力。 </p><p>　　（2）在建筑的外墻角位置上應(yīng)布設(shè)放射筋，并且保證每個(gè)墻角布設(shè)的放射筋都在七根以上，配筋長(zhǎng)度必須大于2m，配筋范圍則不得小于樓板跨度的三分之一，各個(gè)鋼筋之間的間距則不得大于0.1m。通過在建筑外墻角布設(shè)放射筋的辦法

12、能夠滿足應(yīng)力的要求，使得現(xiàn)澆混凝土樓板的裂縫應(yīng)力作用范圍與放射筋作用范圍一致，進(jìn)而減少并控制裂縫的形成。 </p><p>　　2.3溫度裂縫的預(yù)防控制措施 </p><p>　　在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)優(yōu)先選用建筑平面布置規(guī)則、結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)單合理的結(jié)構(gòu)布置，不宜設(shè)置太多的凹凸，以免產(chǎn)生溫度應(yīng)力集中進(jìn)而造成裂縫。建筑的長(zhǎng)高比應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。特別是建筑物的長(zhǎng)度不應(yīng)超過溫度伸縮最大間距的要

13、求，以確保材料的變形在較小范圍內(nèi)，從而能有效防止屋面因溫差較大形成變形集中造成的墻體裂縫。在砌體結(jié)構(gòu)中建筑縱墻應(yīng)盡量少設(shè)門窗，并且門洞和窗洞不宜開設(shè)過大，保證磚墻具有足夠的抗剪面積，從而提高其自身的抗剪能力，同時(shí)還可減少在門窗部位的應(yīng)力集中現(xiàn)象。溫度裂縫的形成主要是由于磚墻本身、圈梁、屋面板的溫度變形以及相互間的溫差所引起的，其屋面板保溫層的效果好壞會(huì)對(duì)頂層磚墻的裂縫程度產(chǎn)生直接影響。因此，屋面保溫層的設(shè)計(jì)一定要滿足熱工要求，尤其是其施

14、工法及保溫材料的性能要與規(guī)范符合，并可適當(dāng)加大保溫層的厚度，保證保溫效果。 </p><p>　　從建筑的結(jié)構(gòu)方面考慮，所有的縱墻、橫墻的頂層均應(yīng)設(shè)置圈梁，以 </p><p>　　增強(qiáng)其整體性及抵抗溫度裂縫的能力。在設(shè)計(jì)圈梁時(shí)，頂層圈梁尤其是縱向圈梁的高度應(yīng)盡量小些，以減少磚墻與圈梁之間的相互約束，進(jìn)而降低由于屋面板變形對(duì)墻體產(chǎn)生的水平推力；提高頂層墻體的砂漿砌筑強(qiáng)度是抵抗溫度裂縫有效且

15、經(jīng)濟(jì)的方法，頂層砂漿強(qiáng)度不宜小于M5.0，磚體的強(qiáng)度則不宜小于MU10，并且磚砌體的厚度不宜小于240mm；降低墻體與屋蓋之間的溫差是防止溫度裂縫的關(guān)鍵，所以，可在屋面設(shè)計(jì)時(shí)采取設(shè)置架空層等隔熱保溫措施。 </p><p>　　2.4鋼纖維混凝土在結(jié)構(gòu)裂縫控制中的應(yīng)用 </p><p>　　在鋼筋混凝土梁的底部布設(shè)適量的鋼纖維，使其能夠與混凝土共同抵抗開裂，從而提高梁自身的抗裂能力，在其滿

16、足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，符合規(guī)范中有關(guān)裂縫寬度或者抗裂度的要求。對(duì)于加入鋼纖維的鋼筋混凝土梁來說，當(dāng)鋼纖維的摻入體積率在1.0%~1.5% 左右，并且受拉區(qū)的鋼纖維混凝土層截面高度達(dá)到梁截面高度的30%時(shí)，就可很好的控制梁體開裂。同樣，在受拉區(qū)的鋼纖維混凝土層截面高度達(dá)到梁截面高度的30%時(shí)，其彎拉性能接近于全截面的鋼纖維混凝土梁。這主要是由于鋼纖維可依靠粘結(jié)力在混凝土裂縫的尖端應(yīng)力區(qū)產(chǎn)生一個(gè)反向應(yīng)力區(qū)，緩解了混凝土裂縫尖端產(chǎn)生的應(yīng)力集中，從

17、而對(duì)裂縫的進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)生了抑制，使得在荷載作用下的混凝土構(gòu)件開裂滯后。鋼纖維可與未開裂的混凝土共同承擔(dān)開裂截面上方的部分拉力，從而減小了開裂截面上的鋼筋應(yīng)力，對(duì)于裂縫的進(jìn)一步發(fā)展起著約束作用，有效提高了裂縫間混凝土的整體性及構(gòu)件剛度。 </p><p><b>　　3. 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　在進(jìn)行建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)工程的地質(zhì)環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)形

18、式等相關(guān)因素，制定出有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及裂縫控制措施。此外，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工程施工的監(jiān)管，確保施工單位能夠按照設(shè)計(jì)、規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行，保證建筑物的安全及使用性能。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　?。?］張斌，張建政. 淺析建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫問題[J]. 城市建設(shè)理論研究，2012，（16）. </p><p>