【摘要】现浇混凝土建筑结构设计中裂缝控制措施分析在设计的方案阶段和施工图阶段,要有控制裂缝的意识,结合工程的实际情况采取必要的裂缝控制措施。对于荷载裂缝,必须将其控制在规范规定的限值范围以内,必须采用“抗”的原则,从计算、构造上使结构具有足够的抗力,来对付各种荷载作用,除满足现行国家规范标准关于承载力的要求外,还要满足抗裂性和变形的要求。对于变形产生的裂缝,既可以采取“抗”也可以采取“放”的原则,“抗”可以对结构构件的某些部位从构造上合理的加强配筋,配筋能提高混凝土的弹性极限拉伸,有效地的约束混凝土的塑性变形。
【关键字】混凝土,裂缝,措施
合理的加强配筋有利提高混凝土结构的抗裂性,如在梁侧增加纵向钢筋,屋面板角部和跨中上部的地方增设双向钢筋网,在砖混结构的楼面板设置圈梁,来提高结构和构件抵抗变形裂缝的能力。在混凝土板的收缩变形一定时,虽然适当的增加配筋能有效地提高混凝土的抗裂性,但随着配筋的增加,约束使收缩裂缝的数量增多;当收缩变形较大时,盲目的增加配筋将不再能保证裂缝宽度满足裂缝控制的要求,只会起到相反的作用。当采用“抗”的原则控制裂缝代价过高,或是不起作用时,应采取“放”的原则,按现行国家标准规范的规定,合理的设置伸缩缝、沉降缝和滑动层。对于变形因素影响较大的结构,采用“抗放”结合的原则,在施工时设置后浇带,在完成大部分变形后,再对后浇带进行浇筑,使结构形成整体,来抵抗尚未完成的收缩和沉降变形,具体在如下几个方面进行:
混凝土结构的概念设计混凝土结构概念设计在混凝土结构裂缝控制中起着重要作用,设计的思路可通过概念设计来实现,发挥和利用结构总体体系与各基本构件之间的关系,能迅速、有效地对总体结构体系进行构思、比较和选择。结构工程师在项目中的任务就是用整体概念来设计总体结构体系。同时,基本结构构件的力学性能又在整体结构中起着重要作用,通过概念设计和创新,可获得受力明确、抗裂性能良好、造价较低的结构总体方案。
设计概念概念设计可以创造一个性能良好、安全和经济的结构总体方案。设计概念,是指在施工图阶段,对工程结构计算所需的材料性能、力学知识和结构分析方面,必须有一个正确的概念,这对实现总体设计方案,确保施工图设计质量是至关重要的。
结构电算中的设计概念现在的结构分析都借助于计算机,不论什么样的结构型式,在电算过程中,除了数据检查和计算结果的电算判断外,结构计算的程序选择和应用分析,也是非常重要的人为判断环节。程序选择是指判别程序的计算原理及适用范围是否符合实际工程设计的情况。应用分析是指判别结构周期、变形、内力和配筋的计算是否正确及满足有关设计规范的规定。这些判断均与设计概念是否正确密切相关。
结构的平面布置建筑平面布置宜规则,避免平面形状突变,平面有凹口时,宜在凹口处边缘设置拉梁,凹口周边的楼板应适当加厚并加强配筋,楼板负筋宜拉通。要严格按有关规范控制房屋的长度,当长度超过规范规定数值不大时,可在中部设置收缩后浇带。后浇带一般设置间距为30m,位置在梁和楼板的1/3跨处,宽度800mm~1000mm。后浇带应将梁、墙和板完全分开,钢筋仍宜连续配置。当房屋长度超出规范规定数值较大时,宜设变形缝。当建筑物群房和主楼的高差较大时,应在群房和主楼之间设置沉降缝或后浇带,这样可以减小因基础沉降而产生的裂缝。对外露的现浇钢筋混凝土女儿墙、挂板、栏板、檐口和雨棚等构件,当水平长度超过12m时,应设置伸缩缝,间距应≤12m。当房屋长度大于40m时,可在楼板中部设置设置后浇带,以减少混凝土收缩应力及温度影响。对砖混结构,可以将单元分户墙下的楼板断开浇筑。钢筋切断,圈梁不断开,配筋构造
混凝土构件厚度考虑钢筋锚固和耐久性等因素,对现浇构件的最小厚度,应加以限制,对现浇板板厚宜取≥L/30~L/35(L为板的计算跨度),一般民用建筑不宜小于100mm(还应考虑到楼板内暗埋管线直径的影响),根据工程实践,板厚较薄时宜出现收缩裂缝,对不同的构件,应根据规范规定限制其最小厚度。
混凝土强度等级选用混凝土强度等级越高,水泥用量就越多,水灰比越大,出现裂缝的可能性更大。现浇板因其平面尺寸较大,一般现浇楼板的强度等级不宜大于C30,现浇梁与楼板的的混凝土强度等级宜一致。当柱和墙的混凝土强度等级高于梁和板时,节点核心区的混凝土强度等级应与柱和墙相同,梁和柱混凝土强度等级不同时节点的做法。
配筋设计适当的提高构件的配筋率,对控制构件的裂缝宽度很有效。在《混凝土结构设计规范》中,对受拉钢筋的最小配筋率作出了明确规定:0.2和45ft/fy中的较大值。对梁和板等不同构件,规范对其配筋率和钢筋间距都有明确规定,对板的受力钢筋的配置,宜选用直径较小间距较密为原则,这样可以相对减小构件裂缝。所以严格按规范的规定进行构造配筋和设置间距(包括受力和构造配筋),对混凝土结构的裂缝控制起至关重要的作用。
管线和洞口布置当楼板中有预埋管线时,应在管线的上面布置钢丝网片,板中的预埋管线直径不得大于板厚的l/3,且不应超过50mm,管壁至楼板上下边缘的净距不应小于25mm,板中预埋的管线在交叉时,应采用线盒,不应将管线交叉叠放在一起。当楼板上有开洞时,洞口周边必需做必要的加强措施,洞口尺寸≤300mm时,板内钢筋应从洞口绕过,不得切断;当300mm�洞口尺寸≤1000mm时的配筋构造;当洞口尺寸�1000mm时,应在洞口边增设边梁。当剪力墙的洞口尺寸≤800mm时,为防止剪力墙的小洞口角裂,应沿洞口周边进行水平筋和纵向钢筋的补强,并加设斜筋,配筋构造;当剪力墙的洞口尺寸�800mm时,应在洞口两侧配置边缘构件,洞口上下边缘宜配置构造纵向钢筋
综上所述,在建筑工程结构设计中,要灵活的运用“抗”和“放”原则,才能有效的控制混凝土结构裂缝的产生。对建筑物进行合理的平面布局和空间布置,充分的考虑结构外荷载和次应力效应,通过正确的受力分析,采取合理的设计构造措施,才能保证结构裂缝宽度满足裂缝控制的要求,达到控制和减少裂缝的目的。