浅谈建筑结构设计中控制裂缝的措施-论文发表__墨水学术,论文发表
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浅谈建筑结构设计中控制裂缝的措施
杜庆华枣庄市城乡规划设计研究院
摘要:由变形变化引起的裂缝可能产生严重的后果,而且又很难用定量的方法精确计算,属于概念设计的范畴,不均匀沉降由地基基础设计解决,由收缩和温度变化引起的则需要结构设计人员采用概念设计的办法,精心设计、合理构造,防止建筑裂缝的产生。
关键词:结构设计;裂缝;控制对策
一、引言
按建筑裂缝产生原因,大体上可分为两类:(1)由外荷载(静、动荷载)引起的裂缝和次应力引起的裂缝;(2)由变形变化引起的裂缝:包括结构因温度湿度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝。其特征是结构在受到内部和外部的变化而产生变形,当变形受到约束和限制时产生内应力,应力超过一定数值后产生裂缝,裂缝出现后变形得到释放,内应力松弛。调查表明,在混凝土结构中,占裂缝总数80%以上的都是由于不均匀沉降、混凝土凝结过程中的体积收缩以及温度变化差异带来的胀缩不均匀等非外力因素造成的裂缝。
二、墙体温度裂缝在设计中的对策
砌体温度裂缝主要是由于房屋长时间受阳光辐射,使屋面板的温度比墙体的温度高出很多,在炎热的夏季甚至高出两倍左右。但即使在温度相同的条件下,钢筋混凝土的线膨胀系数也为砖砌体的两倍,因此屋盖的膨胀变形远大于墙体,两者变形不协调,结果屋面板的变形对墙体产生很大的水平推力,从而使墙体与屋面的接触面受剪。当应力大于墙体强度时,墙体就产生裂缝(包括水平、垂直及斜裂缝)。对于平面为矩形的建筑物来说,房屋两端第一、第二开间墙体承受的温度应力最大,墙体裂缝也较严重,因此墙体温度裂缝一般为两端重、中间轻、向阳重、背阳轻。砖混结构温度裂缝是普遍存在的现象,由于其潜在着危害性,因此早已引起人们的关注。应加强以下措施的实施:
(1)在设计时,应注意调整楼房高度,尽量使屋面的标高一致。对于错层的房屋宜在错层部位所有纵横墙相交处设置墙构造柱。
(2)设置圈梁是抵抗温度裂缝的有效办法。圈梁与构造柱相连接,形成约束各片墙体的纵向和横向框格,使墙体保持一个整体的箱形结构,改善了砌体的受力性能,提高了砌体的抗裂能力。屋面圈梁宜沿每道墙体设置,避免采用半圈梁引起应力集中,其余各层圈梁按规范要求设置。
(3)使用微膨胀混凝土可提高结构抵抗温度裂缝的能力。只要微膨胀混凝土的配合比合适,施工养护好,使用微膨胀混凝土可以避免或减轻屋面板温度裂缝的产生。另外,在设计中,一定要慎重处理超长建筑混凝土中加入微膨胀剂的问题。通常,由于加入微膨胀剂后混凝土的膨胀率有很大的离散性,所以往往很难在计算上解决微膨胀剂添加量与伸缩缝设置间距的定量关系,所以,在实际应用中,采用了微膨胀剂后,仍然要结合其他措施(如后浇带、加强带等),并进行适当的验算,才能超出规范的限值加大伸缩缝的间距。
(4)在屋面设置纵横向分仓缝将整个屋面划分成若干个长度较小的独立单元,以减小屋面板的总变形值。横向分仓缝宜每隔三个开间设一道,纵向进深大于10m时宜在屋脊处设一道纵向分仓缝,分仓缝宽20mm,采用油膏或沥青麻丝嵌缝。
(5)砌体的抗拉、抗剪强度与砌体砂浆的强度成正比。因此,提高顶层砌体砂浆强度是提高砌体抵抗温度应力,减少温度裂缝的经济、有效的方法。顶层砂浆的强度不宜低于M5.0,砖强度不宜低于MU10,同时砖砌体厚度不宜小于240mm。
(6)减小屋盖与墙体的温差是控制温度裂缝的关键,因此,屋面设计必须按规范要求采取隔热保温措施,如设置架空层等。
三、现浇混凝土楼板产生裂缝的措施
房屋建设,关系到广大居民的切身利益。房屋出现的裂缝,轻者影响美观,重者影响安全使用,甚至会造成不良的社会影响,由于用户对房屋的结构情