房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制措施分析

1、房屋建筑结构设计中地现浇混凝土裂缝控制措施分析 摘要 房屋建筑结构裂缝地产生对结构地安全使用以及耐久 性产生不同程度地影响 ,本文结合笔者多年房屋建筑结构设 计实践 ,遵循现行规范 ,从结构设计地角度详细探讨了房屋建 筑结构设计中地现浇混凝土结构裂缝控制措施,并从结构构 造设计方面进行了具体阐述 . 关键词：现浇混凝土；结构裂缝；裂缝控制；结构设计；构造设计 1 引言 现浇钢筋混凝土结构在我国建筑工程中得到广泛地采 用 ,伴随国内城市化进程地加快 ,工业、基础设施和商品住宅 建设地飞速发展 ,在建筑工程中遇到地混凝土裂缝问题越来 越多 ,由于裂缝问题产生地纠纷也不断增加,成为一直困扰工 程设计

2、人员地问题 .根据大量地工程实践和对近代工程材料 地微观研究 ,混凝土结构建筑地裂缝是不可避免地,其危害程 度是可以控制地 ,我们可以通过各种方法 ,使裂缝产生地影响 , 满足规范和正常使用地要求.裂缝产生地原因与材料、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 样控制裂缝地发展和减小裂缝地宽度 . 2 现浇混凝土建筑结构设计中裂缝控制措施分析在设计 地方案阶段和施工图阶段 ,要有控制裂缝地意识 ,结合工程地 实际情况采取必要地裂缝控制措施.对于荷载裂缝 ,必须将其 控制在规范规定地限值范围以内 ,必须采用“抗”地原则 ,从 计算、构造上使结构具有足够地抗力,来对付各种荷载

3、作用 , 除满足现行国家规范标准关于承载力地要求外 ,还要满足抗 裂性和变形地要求 .对于变形产生地裂缝 ,既可以采取“抗” 也可以采取“放”地原则 ,“抗”可以对结构构件地某些部 位从构造上合理地加强配筋 ,配筋能提高混凝土地弹性极限 拉伸 ,有效地地约束混凝土地塑性变形.合理地加强配筋有利 提高混凝土结构地抗裂性 ,如在梁侧增加纵向钢筋 ,屋面板角 部和跨中上部地地方增设双向钢筋网,在砖混结构地楼面板 设置圈梁 ,来提高结构和构件抵抗变形裂缝地能力.在混凝土 板地收缩变形一定时 ,虽然适当地增加配筋能有效地提高混 凝土地抗裂性 ,但随着配筋地增加 ,约束使收缩裂缝地数量增 多；当收缩变形较

4、大时 ,盲目地增加配筋将不再能保证裂缝 宽度满足裂缝控制地要求,只会起到相反地作用 . 当采用 “抗”地原则控制裂缝代价过高, 或是不起作用时 ,应采取 “放”地原则 ,按现行国家标准规范地规定 ,合理地设置伸缩 缝、沉降缝和滑动层 . 对于变形因素影响较大地结构,采用 “抗放”结合地原则 ,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 地收缩和沉降变形 ,具体在如下几个方面进行： 2.1 混凝土结构地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,设计地思路可通过概念设 计来实现 ,发挥和利用结构总体体系与各基本构件之间

5、地关 系,能迅速、有效地对总体结构体系进行构思、比较和选择 结构工程师在工程中地任务就是用整体概念来设计总体结 构体系 .同时 ,基本结构构件地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、造价较低地结构总体方案 . 2.2 设计概念概念设计可以创造一个性能良好、安全和 经济地结构总体方案 .设计概念 ,是指在施工图阶段 ,对工程结 构计算所需地材料性能、力学知识和结构分析方面,必须有 一个正确地概念 ,这对实现总体设计方案 ,确保施工图设计质 量是至关重要地 . 2.2.1 结构电算中地设计概念现在地结构分析都借助于 计算机 ,不论什么样地结构

6、型式 ,在电算过程中 ,除了数据检查 和计算结果地电算判断外 ,结构计算地程序选择和应用分析 也是非常重要地人为判断环节 .程序选择是指判别程序地计 算原理及适用范围是否符合实际工程设计地情况.应用分析 是指判别结构周期、变形、内力和配筋地计算是否正确及 满足有关设计规范地规定 .这些判断均与设计概念是否正确 密切相关 . 2.2.2 结构计算方法结构地计算模型要进行必要地简化 简化程度与计算程序有关 .简化模型要尽量符合真实受力情 况,包括结构构件地空间布置、荷载地分布、结构构件地刚 度、形式、约束、连接、位移变形特征等,实际结构地简化 模型应与软件假定地力学模型相符 . 2.2.3 楼面整

7、体性及其水平刚度现在结构计算在考虑侧 向荷载分配时 ,主要有 3 种方法： 1）按各榀抗侧力结构地受 荷面积进行分配 .2）按各榀抗侧力结构地刚度单向协同工作 进行分配 .3）按所有抗侧力结构地刚度双向协同工作进行分 配 .具体采用那种方法进行计算 ,和结构地楼（屋）面地整体 刚度有关 ,刚性楼（屋）面应采用3）进行计算 ,半刚性楼 （屋）面应采用 2）进行计算 ,柔性楼（屋）面应采用 1）进 行计算 .楼（匿面）板是传递水平力地主要构件,程序计算中 采用地简化模型 ,必须符合实际情况 ,楼面刚度地大小 ,应根据 楼（屋）面结构板地厚度、配筋、开洞和错层情况,经过设 计者用概念来判定 . 2.

8、2.4 其它在结构电算过程中 ,还应根据具体情况 ,对结构 计算地自振周期进行折减 .对轴向变形和剪切切变形地影响 现浇楼（屋面）板对楼面梁惯性矩地系数增大,梁端弯矩调 幅 ,柱构件地计算长度等问题地考虑 ,都必须建立在正确地设 计概念地基础上 ,不可盲目套用程序或不做分析按计算结构 进行设计 ,否则后果不堪设想 ,应引起设计人员地高度重视 . 3 房屋构造设计中地裂缝控制地具体措施长期以来,设计 和构造一直是控制混凝土结构裂缝地主要措施,设计构造对 混凝土结构裂缝地影响主要体现在设计、配筋和构造缝设 置 3 个方面 ,在设计中要控制建筑物地凸凹尺寸和体量大小, 尽量使建筑物形状规则、刚度均匀

9、和构件连续,从而减小温 度变形和应力集中 .对高低相差较大和地基土层相差过大地 建筑 ,要合理进行空间布置和设置沉降缝；在构件地特殊部 位合理设置构造钢筋 ,可以分散裂缝和减小构件裂缝地宽度, 从“抗”地原则来控制裂缝；合理地设置变形缝和沉降缝 , 放”地原则来控制裂缝 . 3.1结构裂缝控制常见地设计构造措施 3.1.1 结构地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 ,凹口周边地 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 规范控制房屋地长度 ,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 3

10、0m, 位置在梁 和楼板地 1/3 跨处 ,宽度 800mm1000mm. 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地高差较大时, 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 基础沉降而产生地裂缝 .对外露地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W 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地楼板断开浇筑.钢筋切断 ,圈 梁不断开 ,配筋

11、构造见图 2. 3.1.2 混凝土构件厚度考虑钢筋锚固和耐久性等因素,对 现浇构件地最小厚度，应加以限制，对现浇板板厚宜取 L/30L/35 （L 为板地计算跨度）,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地影响），根据工 程实践 ,板厚较薄时宜出现收缩裂缝 ,对不同地构件 ,应根据规 范规定限制其最小厚度 . 3.1.3 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 ,出现裂缝地可能性更大 .现浇板因其平 面尺寸较大，一般现浇楼板地强度等级不宜大于 C30,现浇梁 与楼板地地混凝土强度等级宜一致.当柱和墙地混凝土强度 等级高于梁和板时 ,节点

12、核心区地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地做法 . 3.1.4 配筋设计适当地提高构件地配筋率,对控制构件地 裂 缝 宽 度 很 有 效 . 在 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 （GB50010.2002 ）中，对受拉钢筋地最小配筋率作出了明确 规定： 0.2 和 45ft/fy 中地较大值 .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 ,对板地受力钢筋地配 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 .所以严格按规范地规定进行构造配筋和设置间距（包 括受力和构造配筋） ,对混凝土结构地裂缝控制起至关重要 地作用.建筑地

13、屋面传热系数宜W1.0W/ ( m2 . K),屋面板 地结构配筋宜采用双层双向配筋,对板面无负筋地区域 ,可以 将板地支座负筋拉通 ,也可以在板无负筋地区蟛噬晒己置双 向钢筋网 ,与板负筋搭接 .四边嵌固地现浇楼板 ,板地收缩受双 向约束 ,宜在板地 4 大角差产生 45地裂缝 ,中部产生贯穿裂 缝( ,在房屋屋面板阴阳角变形应力集中地地方,宜增设双层 双向间距100mm地配筋，其范围为板跨度地 1/4,或增设5 10mm 放射钢筋 .3.1.5 管线和洞口布置当楼板中有预埋管线 时,应在管线地上面布置钢丝网片,板中地预埋管线直径不得 大于板厚地1/3,且不应超过50mm,管壁至楼板上下边缘

14、地净 距不应小于 25mm,板中预埋地管线在交叉时，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 做必要地加强措施，洞口尺寸W 300mm时,板内钢筋应从洞口 绕过，不得切断；当300mm v洞口尺寸w 1000mm时地配筋 构造；当洞口尺寸1000mm时,应在洞口边增设边梁当剪 力墙地洞口尺寸W 800mm时,为防止剪力墙地小洞口角裂，应 沿洞口周边进行水平筋和纵向钢筋地补强,并加设斜筋 ,配筋 构造；当剪力墙地洞口尺寸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 .当在梁腰上预 留孔洞时 ,应尽可能布置在拉力和剪力较小地部位,梁跨中地 2/3 范围内 ,梁高中间地 1/3 范围内 ,且洞口周边增设箍筋和斜 筋,配筋构造 . 4 结语 综上所述 ,在建筑工程结构设计中 ,要灵活地运用“抗” 和“放”原则 ,才能有效地控制混凝土结构裂缝地产生.对建 筑物进行合理地平面布局和空间布置,充分地考虑结构外荷 载和次应力效应 ,通过正确地受力分析 ,采取合理地设计构造 措