摘要:近年来,我国的建筑工程行业获得了较大的发展空间。在工程建设初期,对建筑结构细节设计体现了建筑的整体设计质量,而建筑出现裂缝不仅会影响建筑结构细节设计的质量,还会直接影响建筑的美观性,同时带来安全隐患,因此,有必要对建筑结构的裂缝问题进行详细分析。鉴于此,本文分析了引起建筑结构裂缝的原因,并提出了具体的优化设计措施,以供参考。
关键词:建筑结构;裂缝控制;设计措施
1建筑结构裂缝的特征
建筑工程结构裂缝的特征包括:(1)建筑工程结构裂缝在产生的过程当中很大一部分是竖向产生的,而且建筑工程结构裂缝的尺寸符合工程墙体的实际高度,建筑工程结构裂缝的实际形状主要表现为中间相对较宽,两端延伸部分逐渐变细甚至看不到;(2)规模相对较大的结构裂缝,实际宽度一般都小于0.3mm,在众多结构裂缝当中只有少部分的裂缝宽度大于0.3mm;(3)很大一部分的结构裂缝的位置都在建筑工程墙体的中间,只有很少的一部分结构裂缝会体现在墙体的边缘地区;(4)在建筑工程拆除模板以后产生结构裂缝的概率比较大,这就说明建筑工程结构裂缝的产生与外界温度的变化有些非常密切的联系;(5)经过时间的推移,结构裂缝会产生不同程度的变化,向着数量逐渐变多的趋势发展,但是工程结构裂缝的实际宽度在通常的情况下是不会发生变化的,这就说明建筑工程结构裂缝宽度的变化与混凝土在空气中暴露的时间长短有一定的关系;(6)在对墙体进行回填施工的过程当中,如果建筑工程结构存在裂缝,就会出现漏水的情况。
2建筑工程结构设计中造成裂缝的主要因素
2.1温度应力引起裂缝
温度应力已经成为造成建筑物产生裂缝的主要因素之一。这种裂缝出现的主要原因是因为在混凝土浇筑之后,在内部聚集的水泥水化热不容易散发,混凝土内部温度快速升高,但是外部散热较快,致使混凝土内外温差较大,就会引起混凝土内部出现压应力,表面出现拉应力。这个阶段的混凝土龄期短,抗拉强度不高,如果温差引起的表面抗拉应力大于混凝土极限抗拉强度的时候,就会导致混凝土表面出现裂缝,尤其是大体积的混凝土最容易出现温度裂缝。这种裂缝属于表面裂缝,出现较早,深度偏浅,但是会引发应力集中,导致裂缝不断延伸。另外,当早晚温差较大的时候建筑物也会出现自生应力从而产生表面裂缝。
2.2地基不均匀沉降引起裂缝
引起地基沉降不均匀的因素较多,例如建筑物的自重较大,超出了地基的承载能力,地基土弹性模量不高,地基土下层含有软弱下卧层,过度开采承压地下水等都会引起地基出现不均匀的沉降。地基不均匀的沉降会使建筑物产生裂缝,影响其正常使用。首先,地基不均匀沉降产生的裂缝的类型较多,有的裂缝会随时间的变化更加严重,例如正八字裂缝、倒八字裂缝、斜向裂缝、竖向裂缝、水平裂缝等。其次,地基沉降裂缝大多发生建筑物的纵墙上,裂缝最容易聚集在房间空间刚度被削弱的位置。另外施工过程不合理处理地基,也会引发裂缝问题。
3建筑结构设计中控制裂缝的主要方法
3.1加强混凝土结构设计工作
混凝土结构设计直接影响着建筑物的整体质量,因此,必须强化混凝土结构设计工作。首先,确保钢筋混凝土施工质量合格,建筑间隙之间应该留出适当的收缩缝隙。随着社会的快速发展,我国的建筑行业也取得了较高的成就。如果建筑裂缝问题不能得到合理的解决,就会直接影响我国建筑行业的发展。建筑裂缝问题和混凝土质量,各个环节的具体施工等都有着紧密联系。因此,必须要提升钢筋混凝土的施工质量,在建筑的间隙中间,留出合适的收缩缝隙,才能使裂缝问题降到最低,从而减少对工程的威胁。设计过程当中应该严格按照相关标准科学合理的布置建筑结构,然后根据建筑自身的特征,制定有针对性的防裂缝措施。
施工过程当中,应该加强沙、水泥以及石子等材料的配置工作,保证混凝土的原材料质量合格,才能使建筑结构的刚度和整体性得到保证,减轻由于混凝土浇筑的时候不均匀的振捣而引发的应力,最终降低裂缝的产生。其次,混凝土具有较强的收缩性,设计过程当中必须要根据混凝土设计标准制定相应的伸缩缝来降低因为结构体型较大,热胀冷缩变形而引起的 裂缝。
3.2加强原材料的选取
建筑结构设计过程当中,原材料质量严重影响着建筑结构施工的质量。施工过程当中如果选择的原材料不符合标准,就会导致建筑结构产生裂缝。所以,要想降低裂缝问题,就必须要加强对原材料的监督和管理,做好原材料选取工作。选择原材料的时候,对于大体积混凝土施工需要根据水热化值低的粉煤灰水泥或者矿渣水泥的选取来调整水泥浆的稠度。令外,把握好骨料的选取和处理,保证其能够满足施工需求,尽可能降低材料质量问题的发生,结构施工过程当中应该保证施工质量和进度符合标准。做好原材料选取工作,保证选购材料途径科学合理,购买过程当中应该加大对材料质量的审查力度,保证材料质量与设计标准相适应,进而降低裂缝问题产生的几率。
3.3优化结构的平面布置
在对建筑工程结构进行设计的过程中,应该保证建筑工程结构平面布置的规则性,有效防止平面布置的形状出现突变的情况。如果结构平面出现凹口,应该结合实际情况在凹口部位的边缘设置拉梁,并且应该对凹口周边的楼板进行合理地加厚处理,并且对配筋进行合理的强化处理。此外,在对凹口进行处理的过程中,还应该按照相应的规章制度以及工程施工要求对建筑工程结构的长度进行合理的控制,当结构的长度符合相关的规定时,需要在地下部位设置后浇带,并且在地上部位设置膨胀加强带。通常情况下,后浇带需要设置在梁与楼板 1/3 跨的位置,后浇带的宽度需要控制在 800 ~ 1000mm 的范围之内。膨胀加强带的宽度应该控制在 2000mm,加强带的两侧需要布置密孔钢丝网,这样可以将混凝土与后浇带外侧的混凝土分隔开。
3.4设置变形缝
建筑沉降会导致裂缝的出现,为有效解决沉降造成的裂缝问题,可以在建筑中设置变形缝,通过变形缝避免地基沉降造成的建筑裂缝。变形缝主要包括括降缝和收缩缝。沉降缝。沉降缝指由于同一建筑物高低相差悬殊、上部荷载分布不均匀、或建在不同地基土层时,为避免不均匀沉降使墙体或其他结构部位开裂而设置的建筑构造缝,可以起到保护建筑的作用。可以在地基处理方法不同的结构处、建筑中有明显荷载差异或高度差异部位、平面布置复杂的建筑的转折等部位设置沉降缝。伸缩缝。伸缩缝是为了避免建筑构件因温度和湿度等因素的变化产生胀缩变形而产生裂缝的构造,可以通过对建筑结构的伸缩调节缓解建筑减小部位的承受的应力,进而起到稳固建筑结构,防止产生裂缝的作用。另外,暴雨、地震等外力因素也容易使建筑出现裂缝,因此,可以通过提高建筑结构的抗震设计水平、设置排水措施防止与减少裂缝的发生,进而起到保护建筑的作用。
结语
综上所述,建筑结构出现裂缝不仅会影响建筑质量,还会给建筑增加许多安全隐患,对居住者的生命财产安全造成威胁。因此,相关建筑单位应在在明确裂缝出现原因的基础上,从材料、建筑结构、建筑构件等方面优化建筑结构设计,提升建筑的稳固性与耐久性,降低裂缝发生概率,保证建筑质量。
参考文献
[1]李广和.论现浇混凝土施工裂隙原因分析及预防措施[J].城市建设理论研究,2011(8):74-75.
[2]路民军.建筑结构设计中控制裂缝的措施分析[J].黑龙江科技信息,2014(31):246-247.