房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的現(xiàn)澆混凝土裂縫控制措施分析

沈陽建筑大學(xué)本科生房屋建筑學(xué)論文PAGEPAGE4房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的現(xiàn)澆混凝土裂縫控制措施分析摘要房屋建筑結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生對結(jié)構(gòu)的安全使用以及耐久性產(chǎn)生不同程度的影響，本文結(jié)合筆者多年房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)踐，遵循現(xiàn)行規(guī)范，從結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度詳細(xì)探討了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制措施，并從結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計方面進(jìn)行了具體闡述。關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆混凝土；結(jié)構(gòu)裂縫；裂縫控制；結(jié)構(gòu)設(shè)計；構(gòu)造設(shè)計1引言現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在我國建筑工程中得到廣泛的采用，伴隨國內(nèi)城市化進(jìn)程的加快，工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施和商品住宅建設(shè)的飛速發(fā)展，在建筑工程中遇到的混凝土裂縫問題越來越多，由于裂縫問題產(chǎn)生的糾紛也不斷增加，成為一直困擾工程設(shè)計人員的問題。根據(jù)大量的工程實(shí)踐和對近代工程材料的微觀研究，混凝土結(jié)構(gòu)建筑的裂縫是不可避免的，其危害程度是可以控制的，我們可以通過各種方法，使裂縫產(chǎn)生的影響，滿足規(guī)范和正常使用的要求。裂縫產(chǎn)生的原因與材料、設(shè)計、施工和溫度等有關(guān)，本文主要從結(jié)構(gòu)設(shè)計方面來討論，怎樣控制裂縫的發(fā)展和減小裂縫的寬度。2現(xiàn)澆混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫控制措施分析在設(shè)計的方案階段和施工圖階段，要有控制裂縫的意識，結(jié)合工程的實(shí)際情況采取必要的裂縫控制措施。對于荷載裂縫，必須將其控制在規(guī)范規(guī)定的限值范圍以內(nèi)，必須采用“抗”的原則，從計算、構(gòu)造上使結(jié)構(gòu)具有足夠的抗力，來對付各種荷載作用，除滿足現(xiàn)行國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于承載力的要求外，還要滿足抗裂性和變形的要求。對于變形產(chǎn)生的裂縫，既可以采取“抗”也可以采取“放”的原則，“抗”可以對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的某些部位從構(gòu)造上合理的加強(qiáng)配筋，配筋能提高混凝土的彈性極限拉伸，有效地的約束混凝土的塑性變形。合理的加強(qiáng)配筋有利提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性，如在梁側(cè)增加縱向鋼筋，屋面板角部和跨中上部的地方增設(shè)雙向鋼筋網(wǎng)，在磚混結(jié)構(gòu)的樓面板設(shè)置圈梁，來提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件抵抗變形裂縫的能力。在混凝土板的收縮變形一定時，雖然適當(dāng)?shù)脑黾优浣钅苡行У靥岣呋炷恋目沽研?，但隨著配筋的增加，約束使收縮裂縫的數(shù)量增多；當(dāng)收縮變形較大時，盲目的增加配筋將不再能保證裂縫寬度滿足裂縫控制的要求，只會起到相反的作用。當(dāng)采用“抗”的原則控制裂縫代價過高，或是不起作用時，應(yīng)采取“放”的原則，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定，合理的設(shè)置伸縮縫、沉降縫和滑動層。對于變形因素影響較大的結(jié)構(gòu)，采用“抗放”結(jié)合的原則，在施工時設(shè)置后澆帶，在完成大部分變形后，再對后澆帶進(jìn)行澆筑，使結(jié)構(gòu)形成整體，來抵抗尚未完成的收縮和沉降變形，具體在如下幾個方面進(jìn)行：3房屋構(gòu)造設(shè)計中的裂縫控制的具體措施長期以來，設(shè)計和構(gòu)造一直是控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的主要措施,設(shè)計構(gòu)造對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的影響主要體現(xiàn)在設(shè)計、配筋和構(gòu)造縫設(shè)置3個方面，在設(shè)計中要控制建筑物的凸凹尺寸和體量大小，盡量使建筑物形狀規(guī)則、剛度均勻和構(gòu)件連續(xù)，從而減小溫度變形和應(yīng)力集中。對高低相差較大和地基土層相差過大的建筑，要合理進(jìn)行空間布置和設(shè)置沉降縫；在構(gòu)件的特殊部位合理設(shè)置構(gòu)造鋼筋，可以分散裂縫和減小構(gòu)件裂縫的寬度，從“抗”的原則來控制裂縫；合理的設(shè)置變形縫和沉降縫，放”的原則來控制裂縫。3.1結(jié)構(gòu)裂縫控制常見的設(shè)計構(gòu)造措施3.1.1結(jié)構(gòu)的平面布置建筑平面布置宜規(guī)則，避免平面形狀突變，平面有凹口時，宜在凹口處邊緣設(shè)置拉梁，凹口周邊的樓板應(yīng)適當(dāng)加厚并加強(qiáng)配筋，樓板負(fù)筋宜拉通。要嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范控制房屋的長度，當(dāng)長度超過規(guī)范規(guī)定數(shù)值不大時，可在中部設(shè)置收縮后澆帶。后澆帶一般設(shè)置間距為30m，位置在梁和樓板的1/3跨處，寬度800mm~1000mm。后澆帶應(yīng)將梁、墻和板完全分開，鋼筋仍宜連續(xù)配置。當(dāng)房屋長度超出規(guī)范規(guī)定數(shù)值較大時，宜設(shè)變形縫。當(dāng)建筑物群房和主樓的高差較大時，應(yīng)在群房和主樓之間設(shè)置沉降縫或后澆帶，這樣可以減小因基礎(chǔ)沉降而產(chǎn)生的裂縫。對外露的現(xiàn)澆鋼筋混凝土女兒墻、掛板、欄板、檐口和雨棚等構(gòu)件，當(dāng)水平長度超過12m時，應(yīng)設(shè)置伸縮縫，間距應(yīng)≤12m。當(dāng)房屋長度大于40m時，可在樓板中部設(shè)置設(shè)置后澆帶，以減少混凝土收縮應(yīng)力及溫度影響。對磚混結(jié)構(gòu)，可以將單元分戶墻下的樓板斷開澆筑。鋼筋切斷，圈梁不斷開，配筋構(gòu)造見圖2。3.1.2混凝土構(gòu)件厚度考慮鋼筋錨固和耐久性等因素，對現(xiàn)澆構(gòu)件的最小厚度，應(yīng)加以限制，對現(xiàn)澆板板厚宜取≥L/30~L/35（L為板的計算跨度），一般民用建筑不宜小于100mm（還應(yīng)考慮到樓板內(nèi)暗埋管線直徑的影響），根據(jù)工程實(shí)踐，板厚較薄時宜出現(xiàn)收縮裂縫，對不同的構(gòu)件，應(yīng)根據(jù)規(guī)范規(guī)定限制其最小厚度。3.1.3混凝土強(qiáng)度等級選用混凝土強(qiáng)度等級越高，水泥用量就越多，水灰比越大，出現(xiàn)裂縫的可能性更大?，F(xiàn)澆板因其平面尺寸較大，一般現(xiàn)澆樓板的強(qiáng)度等級不宜大于C30，現(xiàn)澆梁與樓板的的混凝土強(qiáng)度等級宜一致。當(dāng)柱和墻的混凝土強(qiáng)度等級高于梁和板時，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)與柱和墻相同，梁和柱混凝土強(qiáng)度等級不同時節(jié)點(diǎn)的做法。3.1.4配筋設(shè)計適當(dāng)?shù)奶岣邩?gòu)件的配筋率，對控制構(gòu)件的裂縫寬度很有效。在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010.2002）中，對受拉鋼筋的最小配筋率作出了明確規(guī)定：0.2和45ft/fy中的較大值。對梁和板等不同構(gòu)件，規(guī)范對其配筋率和鋼筋間距都有明確規(guī)定，對板的受力鋼筋的配置，宜選用直徑較小間距較密為原則，這樣可以相對減小構(gòu)件裂縫。所以嚴(yán)格按規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行構(gòu)造配筋和設(shè)置間距（包括受力和構(gòu)造配筋），對混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制起至關(guān)重要的作用。建筑的屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)宜≤1.0W/（m2．K），屋面板的結(jié)構(gòu)配筋宜采用雙層雙向配筋，對板面無負(fù)筋的區(qū)域，可以將板的支座負(fù)筋拉通，也可以在板無負(fù)筋的區(qū)蟛噬曬己置雙向鋼筋網(wǎng)，與板負(fù)筋搭接。四邊嵌固的現(xiàn)澆樓板，板的收縮受雙向約束，宜在板的4大角差產(chǎn)生45°的裂縫，中部產(chǎn)生貫穿裂縫（，在房屋屋面板陰陽角變形應(yīng)力集中的地方，宜增設(shè)雙層雙向間距100mm的配筋，其范圍為板跨度的1/4，或增設(shè)5Φ10mm放射鋼筋。3.1.5管線和洞口布置當(dāng)樓板中有預(yù)埋管線時，應(yīng)在管線的上面布置鋼絲網(wǎng)片，板中的預(yù)埋管線直徑不得大于板厚的l/3，且不應(yīng)超過50mm，管壁至樓板上下邊緣的凈距不應(yīng)小于25mm，板中預(yù)埋的管線在交叉時，應(yīng)采用線盒，不應(yīng)將管線交叉疊放在一起。當(dāng)樓板上有開洞時，洞口周邊必需做必要的加強(qiáng)措施，洞口尺寸≤300mm時，板內(nèi)鋼筋應(yīng)從洞口繞過，不得切斷；當(dāng)300mm﹤洞口尺寸≤1000mm時的配筋構(gòu)造；當(dāng)洞口尺寸﹥1000mm時，應(yīng)在洞口邊增設(shè)邊梁。當(dāng)剪力墻的洞口尺寸≤800mm時，為防止剪力墻的小洞口角裂，應(yīng)沿洞口周邊進(jìn)行水平筋和縱向鋼筋的補(bǔ)強(qiáng)，并加設(shè)斜筋，配筋構(gòu)造；當(dāng)剪力墻的洞口尺寸﹥800mm時，應(yīng)在洞口兩側(cè)配置邊緣構(gòu)件，洞口上下邊緣宜配置構(gòu)造縱向鋼筋。當(dāng)在梁腰上預(yù)留孔洞時，應(yīng)盡可能布置在拉力和剪力較小的部位，梁跨中的2/3范圍內(nèi)，梁高中間的1/3范圍內(nèi)，且洞口周邊增設(shè)箍筋和斜筋，配筋構(gòu)造。4結(jié)語綜上所述，在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要靈活的運(yùn)用“抗”和“放”原則，才能有效的控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。對建筑物進(jìn)行合理的平面布局和空間布置，充分的考慮結(jié)構(gòu)外荷載和次應(yīng)力效應(yīng)，通過正確的受力分析，采取合理的設(shè)計構(gòu)造措施，才能保證結(jié)構(gòu)裂縫寬度滿足裂縫控制的要求，達(dá)到控制和減少裂縫的目的。參考文獻(xiàn)：[1]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京