论建筑结构设计中现浇混凝土裂缝的控制.doc

最新【精品】范文 参考文献 专业论文论建筑结构设计中现浇混凝土裂缝的控制论建筑结构设计中现浇混凝土裂缝的控制 【摘要】：随着我国经济社会的发展，城市化速度加快，城市对基础设施和各类住宅的需求大增，在建筑工程中现浇混凝土结构得到了大范围的应用。但是在普及现浇混凝土结构应用过程中，混凝土裂缝问题不断出现，直接制约着建筑结构设计的创新发展。但是现代工程材料的发展能够大大减小混凝土建筑结构裂缝的危害，使其能够满足建筑使用规范。本文主要探讨建筑结构设计中裂缝的类型及产生的原因并提出控制方法。 【关键词】：结构设计；现浇混凝土；裂缝控制 中图分类号：TU318文献标识码： A Abstracts: Accompany with the development of economy and acceleration of urbanization, there has been a surge in demand for infrastructure and residential buildings, and therefore, the cast-in-situ concrete is being widely used in construction works. However, the issue of concrete crack arises constantly in the process of popularizing the on-site concrete, and it directly restricts the innovative development of building designs. It is believed that the progressing modern engineering materials can significantly reduce the damage caused by concrete cracks and the criteria established in building codes can also be satisfied. The types and causes of concrete cracks are investigated and its control methods are also discussed in this thesis. Key words: structural design, cast-in-situ concrete, crack control 引言 现浇钢筋混凝土结构在我国建筑工程中得到广泛的采用，伴随国内城市化进程的加快，工业、基础设施和商品住宅建设的飞速发展，在建筑工程中遇到的混凝土裂缝问题越来越多，由于裂缝问题产生的纠纷也不断增加，成为一直困扰工程设计人员的问题。根据大量的工程实践和对近代工程材料的微观研究，混凝土结构建筑的裂缝是不可避免的，其危害程度是可以控制的，我们可以通过各种方法，使裂缝产生的影响，满足规范和正常使用的要求。裂缝产生的原因与材料、设计、施工和温度等有关，本文主要从结构设计方面来讨论，怎样控制裂缝的发展和减小裂缝的宽度。 一、混凝土结构的概念 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。 二、混凝土裂缝的分类及产生原因 1、混凝土裂缝的分类 混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段，其原因复杂多变，一般可分为微观裂缝和宏观裂缝两大类。微观裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝，它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，这种砼本身固有的微观裂缝，荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.20.3mm的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。 2、裂缝产生的原因 （1）混凝土在硬化的过程中由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。 （2）当有约束时，混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩因为受到约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度较低，容易被温度引起的拉应力拉裂从而产生温度裂缝。(由于太阳曝晒产生裂缝是工程中最常见的现象) （3）构件承受荷载所产生的裂缝:如、构件在均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝；构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。 （4）当结构的基础出现不均匀沉降时，结构构件受到强迫变形，而使结构构件开裂，随着不均匀沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。 （5）混凝土加水拌和后，水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起反应，析出的胶状碱-硅胶从周围介质中吸水膨胀，体积增大到三倍从而使混凝土胀裂产生裂缝。 （6）在炎热或大风天气，混凝土表面水分蒸发过快以及混凝土水化热高等，在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时易产生塑性收缩裂缝。 三、建筑结构设计中现浇混凝土裂缝的控制 1、设计中的“抗”与“放”。 在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。设计人员应灵活地运用“抗一放”结合，来选择结构方案和使用的材料。 2、进行抗裂验算 屋面及底框转换层现浇楼板布筋应双层双向通长布置。设计厚度双向板应L/40、单向板应L/30(L为板的短向跨度)，且不宜小于110mm(厨房、浴厕、阳台不得小于90mm)；当现浇楼板四边支承且长边与短边长度之比小于3.0时，应按双向板配筋；厨房、浴厕现浇楼板应双层双向配筋；现浇楼板砼强度等级不宜大于C30。现浇阳台栏板厚度应80mm，与墙体要有可靠的连接，若根部与构造柱相遇时，压顶及栏板钢筋均应锚入柱内；若根部与墙相交时，应将上述钢筋伸入墙内锚固；若栏板过长，应每隔10m左右设置一道600mm宽的后浇带，后浇带内应采用微膨胀砼浇筑。 3、合理设计构件厚度 钢筋的耐久性和锚固也是设计的过程中需要给与很好地把握的内容，对应于现浇构件的厚度的最小值，需要给与严格的限制，最好控制在L/30L/35之上，所谓L，其指的是板的计算跨度，对于民用建筑而言，通常需要控制在100mm及其以下。观察目前多数的施工作业，可以发现如果通常不要控制在以上。从当前的状况看，如果板厚较薄，收缩裂缝就会产生，所以，施工人员需要根据构建的具体情况，给予处理，从而实现建筑指标处于有效的范围之内。 4、合理配筋设计 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45fl/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。 建筑的屋面传热系数宜1.0W/(m2.K)，屋面板的结构配筋宜采用双层双向配筋，对板面无负筋的区域，可以将板的支座负筋拉通，也可以在板无负筋的区域设置双向钢筋网，与板负筋搭接。 四边嵌固的现浇楼板，板的收缩受双向约束，宜在板的4大角差产生45。的裂缝，中部产生贯穿裂缝，在房屋屋面板阴阳角变形应力集中的地方，宜增设双层双向间距100mm的配筋，其范围为板跨度的1/4，或增设放射钢筋。 5、后浇带设计 （1）后浇带应设置在对结构受力影响较小部位，一般应从梁、板的1/3跨部位通过或从纵横相交部位或门洞口的连梁处通过。后浇带间距不宜超过30m。 （2）后浇带宽度为800mm1000mm，板和墙钢筋搭接长度应不低于45d，且同一截面受力筋搭接不超过50%。梁主筋不应断开，使其保持一定联系性。后浇带所在板快应双层双向配筋。 （3）后浇带浇筑时间不宜过早，以能将混凝土总降温及收缩变形完成一半以上时间为佳。从目前混凝土的收缩量来看，估计36月方能取得明显效果，最短不少于45天。 （4）后浇带中垃圾应清理干净，接缝应密实，新老混凝土界面用11水泥砂浆接浆。后浇带混凝土强度等级比原混凝土强度等级提高一级，且采用微膨胀混凝土，以防止新老混凝土界面产生裂缝。 （5）后浇带混凝土接缝宜设置企口缝，混凝土浇筑温度尽量与原老混凝土浇筑时温度一致。 结语 总而言之，在现浇混凝土建筑结构的设计中，需要充分考虑次应力效应和荷载效应，合理利用“抗”和“放”原则，充分考虑建筑物