房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略分析
2019-09-10盖梦馨
盖梦馨
【摘 要】在房屋建筑施工的过程中,现浇混凝土施工是十分重要的施工环节,其与建筑的整体质量有直接关系。在现浇混凝土施工的过程中,裂缝是比较常见的问题,其不仅会影响房屋建筑的质量,还会降低房屋建筑的美观性,所以必须要采取有效的裂缝处理措施,并针对裂缝产生的原因采取有效的质量控制措施,本文就此进行了相关的阐述和分析。
【关键词】房屋建筑;现浇混凝土施工;裂缝处理;质量控制
引言
现浇混凝土是指在结构构件设计位置处浇灌入模、成型、密实和硬化的混凝土,在一定程度上能够确保结构的完整性,提高建筑结构的稳定性,适当加快施工进度。近些年来,建筑行业的竞争越来越激烈,赶工期抓质量成为建筑公司增强竞争力的有效手段。现浇混凝土因其优越性而被广泛应用于各类建筑,但同时其质量问题也被各方关注。现浇混凝土的施工程序基本都在现场完成,其裂缝的控制很难做到,而裂缝的数量以及深度对于结构构件的寿命,包括稳定性、安全性、极限荷载能力等都有着比较大的影响。控制裂缝的形成和大小可谓十分重要。
1裂缝的种类
1.1混凝土收缩徐变产生的裂缝
现浇混凝土在浇筑完成后会有一个凝结硬化期,混凝土本身是由石灰、骨料以及一些其他添加剂混合而成,当混凝土凝结硬化是形成混合料包裹较大的骨料,而混凝土在搅拌时不可能将各部分混合完全均匀,再加上骨料的沉降等原因导致混凝土内部会产生隐藏的细小裂缝。而在现浇混凝土表面会因为表面水分散失较快,也会因收缩产生较小的裂缝。
1.2荷载裂缝
混凝土构件的整个使用过程中都是带有裂缝的。由现浇混凝土浇筑而成的混凝土构件大部分是梁和柱这一类的,它们本身就是房屋结构中承受竖向荷载和水平荷载的构件,在使用过程中一般都是带着裂缝工作的。一部分较深的裂缝便是荷载过大造成小裂缝扩大。
1.3温度裂缝
当混凝土凝结硬化的时候,其内部也在进行着化学反应,凝结硬化的过程也是放热的过程,在此过程中,热量过大而无法散出时,混凝土内部产生的温度应力大于混凝土本身的抗拉应力,就会在内部产生温度裂缝。同时,外界温度与混凝土内部水化热散发时的温差达到25℃以上时很容易产生裂缝。
2现浇混凝土裂缝的控制措施
2.1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。
2.2采用预应力混凝土构件
预应力混凝土是为了防止结构构件过早出现裂缝的现象,在构件使用之前,预先给混凝土一个压应力,在后期受力时能够抵消受拉区构件所受的力,限制了混凝土的伸长,延缓或者不使混凝土产生裂缝。预应力混凝土近些年来逐渐应用于各类较大跨度的结构中,如车库会议厅等。这种措施是从受力的角度来对裂缝进行控制,其本身的极限承载力并没有改变。在缺少柱支撑的地方使用预应力混凝土构件,减少了裂缝的产生,从而保证结构的安全性,,增长结构的寿命。
2.3设计之前的充分准备
房屋结构中设计的混凝土构件参数是确定的,其本身的正常使用承载能力和极限承载能力是在设计之初就确定下来的,后面的措施都是保证这个参数的最终实现,因此,在设计之初就对裂缝进行控制最有效。各类建筑对裂缝的要求不同:严格要求不出现裂缝,一般要求不出现裂缝,可出现少数微小裂缝。这一点在设计时就要清楚明白,设计时所要浇筑的构件应承受的荷载是确定的,再应对此确立一个波动的范围作为构件设计的参照。混凝土虽然受力钢筋的面积是确定的,但是应以直径较小间距较密为原则,受力钢筋的配置要尽量合理,可适当提高构件的配筋率,较长的构件箍筋和弯起钢筋不能缺少。其次是保护层的设置,保护层不能够过厚,若保护层过厚,在构件受到较大荷载作用时一侧混凝土会被压坏,另一侧会容易被拉坏。再者要选用合适的混凝土强度等级,混凝土强度等级越高,水泥用量就会越多,水灰比越大,出现裂缝的可能性更大。现浇板的尺寸一般较大,其强度等级不宜大于C30。而各个结构构件之间因为相互接触传递荷载等原因,它们的混凝土强度等级应尽量接近。最后是放眼整体的结构设计,建筑平面应尽量规则,在结构变化较大的地方应适当增加配筋,同时按照规范要求控制房屋的长度,当房屋长度超出规范规定的数值之后,设置变形缝和温度缝。
2.4支模和浇筑
确保模具刚度足够,在设计底模和支架时应提前计算好施工时需承受的荷载,混凝土浇筑后必须留有足够长的时间来养护,在没有达到拆模强度时,不得减少模板的支架。若要加快施工速度,可在混凝土配料上做文章,加入减水剂等加快混凝土的凝固。施工速度必须有科学的组织和安排,不可一味追求速度。根据现场的实际认真编制浇筑方案,科学确定浇筑的顺序和方向,按照规范要求留置施工缝,在条件允许的情况下掺入减水剂,减少水泥用量和用水量,采用低水灰比的混凝土减少混凝土的收缩,同时能够减少水化热防止内部产生细微裂缝。浇筑完成后注重抱养,保证混凝土表面的湿润,维持较好的温度湿度条件,确保养护质量。
2.5结构配筋设计措施
在混凝土结构材料中,存在着非均匀性特征,因此,在拉力作用下,相关的截面会产生不同类别、大量的不规则的应力集中点,如果这些应力集中点积累到一定的高度和强度,那么就会发生变形的情况,如果变形的情况没有得到改善,持续加重,那么最终就会出现裂缝;因此,为了有效避免变形和裂缝的产生,在设计的过程中,需要选择合适的配筋数量,一方面可以实现降低混凝土内应力的作用,另一方面,如果增加混凝土出现裂缝,可以进一步增加了混凝土的极限拉伸效果。
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,严格把控房屋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]刘秀凤.浅谈建筑施工现浇混凝土结构裂缝产生的原因及控制措施[J].四川水泥,2019(9):233.
[2]常學东.房屋建筑现浇混凝土施工中裂缝原因及技术控制策略[J].城市建设理论研究:电子版,2019(16):107.