基于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)澆混凝土裂縫控制的探析

黃徽岳

摘 要：為了深入探討房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)澆混凝土裂縫控制，文中從以下角度進(jìn)行了現(xiàn)澆混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中裂縫控制措施分析：混凝土結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算方法、樓面整體性及其水平剛度現(xiàn)在結(jié)構(gòu)計(jì)算等方面，進(jìn)而給出了房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)中的裂縫控制的具體措施。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；現(xiàn)澆混凝土；裂縫控制

1 現(xiàn)澆混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中裂縫控制措施

在實(shí)施方案制定和施工圖設(shè)計(jì)階段時(shí)，相關(guān)人員需要考慮到裂縫的問題，應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的具體情況采取相應(yīng)能控制裂縫的措施。要以抵抗為原則，從結(jié)構(gòu)的各個(gè)方面著手抵抗各種荷載作用，一定要避免荷載裂縫超出相應(yīng)規(guī)范中規(guī)定的范圍，另外，建筑結(jié)構(gòu)的抗裂性和變形性以及規(guī)范中對承載力的要求都要達(dá)到。處理因構(gòu)件變形而出現(xiàn)的裂縫可以結(jié)合抗放原理?？箍梢赃m當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)件一些部位的配筋，加強(qiáng)配筋就意味著混凝土的彈性拉伸變強(qiáng)，可以一定程度上改善混凝土的塑性和變形等問題?；炷帘旧砭哂惺湛s變形的屬性，上面也提到加強(qiáng)配筋可以使混凝土的抗裂性有所提高，但是拉伸裂縫數(shù)量也會因配筋的加強(qiáng)而變多，若變形到一定程度時(shí)，一味的加強(qiáng)配筋只會使裂縫可能超出規(guī)范規(guī)定的限定范圍，反而會產(chǎn)生反作用。若使用抗原理來控制裂縫作用不大或者成本較高時(shí)，則可使用放的原理，根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)范中的規(guī)定，可適當(dāng)?shù)牧粲猩炜s縫和沉降縫。抗放結(jié)合主要針對結(jié)構(gòu)變形影響比較大的情況，施工階段設(shè)后澆帶，當(dāng)變形基本完成后，再澆筑后澆帶，將這些結(jié)構(gòu)整合在一起，改善還在施工中的收縮和變形情況，具體操作如下：

1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)

要控制混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中裂縫，概念設(shè)計(jì)起著決定性的作用，概念設(shè)計(jì)可體現(xiàn)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路，各個(gè)構(gòu)件和整體結(jié)構(gòu)存在著密切的聯(lián)系，可以利用這種關(guān)系快速有效的比較和選擇整個(gè)結(jié)構(gòu)體系。用整體概念來構(gòu)思整個(gè)結(jié)構(gòu)體系是結(jié)構(gòu)工程師的主要工作，另外，基本構(gòu)件具有力學(xué)屬性，在總體結(jié)構(gòu)中也充分體現(xiàn)了它的作用，憑借概念設(shè)計(jì)和創(chuàng)新可以制定出一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的整體結(jié)構(gòu)方案。

1.2 設(shè)計(jì)概念

1.2.1 結(jié)構(gòu)電算中的設(shè)計(jì)概念?？梢钥吹侥壳敖ㄖこ讨袑Y(jié)構(gòu)的分析都是通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)電算中，數(shù)據(jù)檢查、判斷計(jì)算結(jié)果、程序選擇以及應(yīng)用分析等對人的判斷力有一定的要求。程序選擇就是對程序進(jìn)行判別，看它的計(jì)算原理和適用范圍與實(shí)際設(shè)計(jì)情況是否符合。而應(yīng)用分析是對結(jié)構(gòu)的具體情況的判別，例如變形、配筋和周期等方面的計(jì)算正確與否，有無按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。設(shè)計(jì)概念正確與否都關(guān)乎著以上的判斷。程序選擇的常用方法包含以下幾方面內(nèi)容：其一，遵照各榀的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)受荷面積進(jìn)行分配；其二，遵照各榀的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)度單向協(xié)同工實(shí)施分配；其三，依據(jù)全部抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)度雙向協(xié)同進(jìn)行分配；其四，遵照三維桿件對空間進(jìn)行分析。

1.2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算方法。要簡化結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，簡化程度取決于計(jì)算程序，應(yīng)根據(jù)實(shí)際受力情況來簡化計(jì)算模型，如結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度、約束、連接和荷載等特性，真實(shí)的簡化模型應(yīng)符合假設(shè)的力學(xué)模型。例如：在假定架構(gòu)的彈性精力時(shí)，需要在縱向荷載及風(fēng)荷載的作用下，假定建筑物處于正常情況下的彈性；如果在遇到地震情況時(shí)，抗震設(shè)計(jì)需要滿足構(gòu)件與結(jié)構(gòu)的彈性需求，所以，對于高層澆筑來講，其位移計(jì)結(jié)構(gòu)內(nèi)容通常遵照彈性的方法進(jìn)行計(jì)算，并不考慮結(jié)構(gòu)彈性情況下導(dǎo)致的內(nèi)力分布。

1.2.3 樓面整體性及其水平剛度現(xiàn)在結(jié)構(gòu)計(jì)算。分配側(cè)向荷載主要兩方面考慮：各榀抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和所有抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。具體用什么方法對樓面結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，要看樓面的整體剛度，柔性樓面應(yīng)根據(jù)各榀抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受荷載面積計(jì)算，半剛性樓面應(yīng)根據(jù)各榀抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度單向協(xié)同工作計(jì)算，剛性樓面則應(yīng)根據(jù)所有抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度雙向協(xié)同工作計(jì)算。水平力傳遞的主要構(gòu)件是樓板，程序計(jì)算中一定要根據(jù)實(shí)際情況來選擇簡化模型，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)樓面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的具體情況對樓面剛度大小進(jìn)行判定。單向及雙向空間的協(xié)同工作都是建立在假定樓面本身的平面剛性強(qiáng)度無限大，而不需要考慮平面以外的剛性強(qiáng)度，認(rèn)為樓面處在平面中不會出現(xiàn)剪切形變與彎矩形變，僅做剛性運(yùn)動，那么，全部的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)處于每層樓面的三個(gè)自由度，也就是橫縱水平位移計(jì)扭轉(zhuǎn)角。從而降低了所需掌握的未知數(shù)，簡化了計(jì)算。

1.2.4 其它。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)電算時(shí)，還要看實(shí)際情況折減計(jì)算的自振周期，要通過正確的設(shè)計(jì)概念去考慮到變形影響因素、梁端彎矩幅度變化、構(gòu)件計(jì)算長度等問題，在設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)構(gòu)時(shí)不能只一味的套用程序，或者根本就不做分析，不然會造成很嚴(yán)重和不可挽救的后果，因此，設(shè)計(jì)人員必須很嚴(yán)肅認(rèn)真的對待。

2 房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)中的裂縫控制的具體措施

一直以來，房屋構(gòu)造設(shè)計(jì)中的裂縫控制的主要措施是設(shè)計(jì)和構(gòu)造，影響混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的因素主要是設(shè)計(jì)、配筋和設(shè)置縫。外形規(guī)則、剛度勻稱、構(gòu)件連貫的建筑物，不容易因溫度和外力而引起變形，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要對建筑物的體量和外形進(jìn)行控制。適當(dāng)?shù)膶Ψ謱虞^明顯和地基土層區(qū)別很大的建筑物設(shè)置沉降縫和空間布置，為了控制裂縫的寬度和裂縫集中的問題，可在構(gòu)件的某些部位適當(dāng)?shù)姆植间摻?，結(jié)合抗放原則，合理的設(shè)置和控制裂縫。結(jié)構(gòu)裂縫控制常見的設(shè)計(jì)構(gòu)造措施如下：

2.1 建筑結(jié)構(gòu)的平面布置最好比較規(guī)則，不要出現(xiàn)表面坑坑洼洼，或者形狀容易出現(xiàn)變化的情況，適當(dāng)?shù)募雍癜歼M(jìn)去的部位周圍的樓板，加強(qiáng)配筋并設(shè)置拉梁。建筑物的長度應(yīng)嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)規(guī)范中的規(guī)定范圍內(nèi)，若長度超出規(guī)范中規(guī)定的限值不多，可以講收縮后澆帶設(shè)置在房屋的中部，通常收縮后澆帶的間距是三十米，靠近梁和樓板跨的中部，寬0.8米至1米，應(yīng)將后澆帶置于梁、墻、板之間，通過后澆帶將三者分開，鋼筋還是要連接。若長度超出規(guī)范中規(guī)定的限值很多時(shí)，就要設(shè)置變形縫了。如建筑的主體和裙樓的高度相差比較遠(yuǎn)的時(shí)候，為了控制基礎(chǔ)沉降引起的裂縫，就要將沉降縫或者后澆帶設(shè)置在建筑主體和裙樓之間。可以看得見的構(gòu)件如：混凝土墻女兒墻、欄板、擋棚等，若橫向長度大于十二米時(shí)，應(yīng)設(shè)置間距小于或等于十二米的伸縮縫。若房屋的長度超過了四十米，為了使混凝土收縮應(yīng)力和受溫度的影響減小，可以設(shè)置后澆帶在樓板的中間。

2.2 混凝土構(gòu)件的厚度取決于鋼筋的某些特性，現(xiàn)澆構(gòu)件的厚度限值應(yīng)予以限定，厚度計(jì)算與板的跨度S有關(guān)，適當(dāng)?shù)暮穸葢?yīng)不小于S/35，通常民用建筑樓板內(nèi)還埋有管線，其厚度一般要大于10厘米，因?yàn)樵趯?shí)際操作中，板子太薄容易產(chǎn)生裂縫而斷裂，所以對于各個(gè)構(gòu)件的厚度限值應(yīng)給予相應(yīng)的限定。

2.3 混凝土強(qiáng)度等級，所要用的水泥數(shù)量與選用的混凝土強(qiáng)度等級成正比，等級越高，所用水泥越多，水和水泥的比例也就越大，這樣就容易產(chǎn)生裂縫，通?，F(xiàn)澆板的強(qiáng)度等級最好是小于或等于30，這與其平面尺寸大有關(guān)，現(xiàn)澆梁的強(qiáng)度等級也是一樣的。若梁板的強(qiáng)度等級小于墻柱時(shí)，那么梁柱交接點(diǎn)區(qū)域的混凝土強(qiáng)度等級和墻柱的一樣，梁的混凝土強(qiáng)度等級與柱不一致時(shí)，節(jié)點(diǎn)處理方法如上。

3 結(jié)語

綜上所述，在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要靈活的運(yùn)用“抗”和“放”原則，才能有效的控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。對建筑物進(jìn)行合理的平面布局和空間布置，充分的考慮結(jié)構(gòu)外荷載和次應(yīng)力效應(yīng)，通過正確的受力分析，采取合理的設(shè)計(jì)構(gòu)造措施，才能保證結(jié)構(gòu)裂縫寬度滿足裂縫控制的要求，達(dá)到控制和減少裂縫的目的。