建筑结构设计中控制裂缝的措施

  摘 要:近年来市场经济不断放开,这对建筑行业而言无疑是利好消息。但后经济时代的到来,无形中增加了竞争压力。建筑企业要想在复杂环境中脱颖而出,需要不断提升建筑质量。结构设计是建筑工程的重要组成部分,也是最为关键的一步。只有做好这项工作,才能避免后续麻烦。然而受多层面因素影响,结构设计成果不遂人愿,致使建筑裂缝频频出现,严重威胁建筑安全。为扭转这个局面,需要明晰裂缝特点、成因,并采取有效控制措施。基于此,本文针对相关问题进行分析,以供参考。

  1裂缝的特点

  裂缝的特点有以下几个:第一,裂缝的方向一般为竖向裂缝,其长度受到墙体的高度影响,墙体中间的位置裂缝是最宽的,并以此为中心向两侧逐渐变细而消失;第二,裂缝分布比较集中,数量较多,宽度在0.3mm之内,墙体中间裂缝数量大于两端且裂缝最大;第三,裂缝一般在拆模后产生,温差变化对裂缝产生影响很大,裂缝在大气中暴露后,时间越长裂缝数量越多,但不影响裂缝宽度,同时修补后的裂缝依然有着轻微漏水现象。

  2建筑结构设计裂缝成因

  2.1荷载较大。在建筑结构中一旦出现荷载过大情况,出现裂缝问题的概率也会升高,并且荷载过大与建筑结构重量、质量存在十分紧密联系,若使用建筑材料重量较大或质量较差时,建筑结构抗裂性就会被削弱,再加上使用建筑材料与工程结构设计不相契合,建筑工程整体质量也会遭受不良影响,随着时间不断延长出现裂缝问题概率也会急剧升高,并导致建筑结构整体稳定性和质量下降。

  2.2温度变化。温度变化也是造成建筑物裂缝的重要原因之一。具体而言,混凝土加工技术是建筑物建设过程中必不可少的一项技术。在施工过程中,经常会出现水泥与水产生水化热的化学现象,并且产生混凝土温差裂缝和收缩裂缝,进而引起结构性形变,出现明显的建筑物结构裂缝。主要原因包括以下几点:① 为了保证建筑物结构的强度,现在很多建筑物都是由钢筋混凝土建成的,而水泥在水化过程中会产生水化热。在混凝土浇筑期间,由于水泥的水化,混凝土温度会明显升高,进而产生混凝土温差应力裂缝。②混凝土和砖砌体热膨胀系数不同,在温差变化较大时,建筑很容易产生裂缝。

  2.3地基不均匀。地基是整个建筑工程的基础,能将房屋本身的重量和所承受的荷载传递到基础上。从另外的角度来说,地基应力会不断地进行扩散,如果体积深度越大,扩散的范围就会越来越大。在相同深度的地基中,中间位置的荷载最大,向两边逐渐减小。如果地基本身的应力分布就不均匀的话,就会导致整个建筑的不均匀沉降,最终造成墙体开裂等,如果再加严重会导致建筑整体的倾斜。

  2.4结构设计。因结构设计中的漏洞导致建筑物产生裂缝是属于人为可避免因素,而结构设计产生误差却成了裂缝产生的关键因素。由于设计者的相关方法过于守旧,设计师完全凭设计经验设计,对于专业设计理念及素养有所欠缺,在设计中没有切合工程实际的施工情况,像尺寸、荷载设计这一些基本参数与实际信息有所不同,导致裂缝产生。建筑结构设计中最容易产生纰漏之处是对于现浇楼板与预制多孔板同样施工设计,这两者对建筑墙体的承载力是不同的,会增加墙体的刚度而削弱楼板刚度,因此会使得墙体结构的薄弱区域产生裂缝。对于建筑结构设计不仅要符合相应规范而且要对具体的建筑施工方法进行研究分析,确保结构设计的合理性与科学性,这样才能更大程度保障建筑工程的质量。

  3建筑结构设计中控制裂缝的主要方法

  3.1应力变化裂缝控制。由荷载引起的应力变化裂缝是最为常见的裂缝类型,一旦出现就会严重影响建筑物的安全性能。针对这个问题,相关单位在设计过程中应该采取以下措施:①在具体施工过程中,技术设计人员必须参与验收,必须检查实际施工情况,保证施工符合设计要求;②相关单位必须加强对材料质量的控制力度,必须保证混凝土材料的质量符合设计要求;③在混凝土浇筑之前,相关单位必须检测混凝土的质量,以保证混凝土强度和坍落度。

  3.2温度荷载裂缝控制。在温度裂缝控制方面,需要对规划和施工加以关注,尤其是开展混凝土结构施工,除了要进行较长凝固时间以外,还要对水泥进行科学选择,以降低水化热现象,当混凝土达到初始强度以后,就要对水分和温度固化条件进行严格控制,以确保混凝土表面温度和湿度,防止发生表面裂缝问题,同时联系实际施工要求,选择和运用合理的施工工艺,并在此基础上做好施工过程细节把控工作,在防止裂缝问题发生的同时,可以根据实际遇到问题采取相对应措施加以解决。此外要尽可能地避免出现不规则情况,随着温度不断变化,结构不规则也会加剧裂缝问题发生,针对不同部位相关尺寸也要符合要求,在有效控制材料形变的基础上,减少温度伸缩带来的巨大差距,进而实现温度裂缝有效控制,可以在建筑物顶层对保温层、隔热层进行设置,以防止墙体与屋里出现较大温度差异,进而引发裂缝问题,同时注重对模板周转率进行控制,确保模板拆除是在钢筋砼构件强度达到一定设计要求值的情况下,在这过程即便是出现裂缝也能及时发现,并严格遵照施工规范要求进行操作,防止裂缝问题带来更为严重影响。

  3.3防治地基不匀。在建筑过程中,对地基不均匀的现象应该及时地开展调查,在设计之前,对地质勘查工作进行相关的研究,根据地质报告来进行工程图纸的设计。对一些比较复杂的地质结构,应该在基槽(或基坑)开挖后,对地基根据相关地基处理规范进行处理。在进行地基处理时,还应该结合上部结构,对多方面的情况进行考察,最后确定安全性、经济性及适用性的整体方案。在上部结构修改中,可以对建筑物的型体进行改变,断开建筑物基础,实现其自由沉降,避免产生裂缝。但是在设置沉降缝时,还应该根据相关的标准规范来进行。此外,还应避免沉降缝中落入杂物。

  3.4配筋设计的控制。钢筋在混凝土结构中发挥重要作用,对其进行管理,能够提升控制水平。配筋位置不同,要求也会有所区别,如在屋面上进行配置应使用双层双向钢筋,并对热传导系数进行有效控制。一般来说,系数要低于1W/m2·K。屋面并非所有部位都有负筋,对于缺失的部分就要采取特殊处理。处理方法有两种,一是利用拉通板支座来为其负筋,二是增加双向钢筋网。在楼板阴阳角要使用放射性钢筋。在配置板筋时,要遵循两项原则,一是直径小,二是间距密。只有满足两项要求,才能缩小裂缝。例如,在某工程中选用四边嵌角结构,在收缩力的作用下,楼板中间会形成贯穿裂缝,从而让四角出现倾斜,倾斜角为45度。为避免此类问题出现,设计人员就要将使用双层双向的配筋方法,钢筋间距保持在100毫米,覆盖范围是楼板跨度的四分之一,分散阴阳角的应力,提升建筑结构的整体性能。

  结语

  综上,建筑结构的质量高低直接影响到建筑整体的安全性能。本文阐述的建筑结构裂缝问题是建筑结构中最常见的一个问题,通过具体分析裂缝问题的特点和产生原因,并据此采取相关措施进行预防。通过对混凝土结构进行事前和事后的干预,尽量降低裂缝出现概率,同时采用裂缝灌浆和填充等方法对已经产生的裂缝进行修补,以此提高建筑结构的安全可靠性。

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