结构设计裂缝防治策略

发表时间:2020/4/14   来源:《基层建设》2020年第1期   作者:吴致刚
[导读] 摘要:于建筑工程结构在设计工作的相关特性,如果在设计工作中存在误差问题,很有可能会造成建筑工程结构出现不同程度的裂缝,对建筑体的整体安全性和稳定性形成了严重的影响,同时在后续的使用和居住过程中,对人们的人身安全也形成了重大的威胁。
        山东大卫国际建筑设计有限公司  山东省济南市  250000
        摘要:于建筑工程结构在设计工作的相关特性,如果在设计工作中存在误差问题,很有可能会造成建筑工程结构出现不同程度的裂缝,对建筑体的整体安全性和稳定性形成了严重的影响,同时在后续的使用和居住过程中,对人们的人身安全也形成了重大的威胁。基于此,相关建筑工程单位针对建筑工程结构设计裂缝产生的具体原因进行了分析和探索,并且提出了针对性的建筑裂缝控制策略,有效提高建筑工程结构的安全性,对推动我国建筑产业的高质量发展打下了良好的基础。有鉴于此,下文将主要就重点结构设计裂缝防治策略展开探讨,以供广大同行参考。
        关键词:建筑工程结构;裂缝成因;裂缝;防治策略
        1建筑工程结构设计裂缝原因分析
        1.1材料因素
        混凝土是由水泥、骨料、水及一些气泡组成的多相非均匀复合材料。由于各种材料的力学性能存在差异,在混凝土硬化过程中,混凝土内部产生粘着细微裂缝,包括骨料与水泥浆粘结面上裂缝、水泥浆裂缝和骨料自身裂缝。这些裂缝呈现不规则分布,一般情况下不贯通。微观裂缝的存在是材料固有的物理性质,是不可以避免的。钢筋混凝土构件在使用过程中,钢筋和混凝土协同工作,二者的弹性模量不同,导致变形不同步。如果混凝土承受的拉应力大于混凝土的抗拉强度,这些细微裂缝会相互贯通,裂缝宽度迅速增大,当裂缝宽度超过0.05mm时,便产生了肉眼可以看见的宏观裂缝。
        1.2荷载因素
        建筑钢筋混凝土结构在建设完成之后,由于受到外部荷载的影响,经常会产生不同程度的混凝土结构裂缝。由于外部荷载压力会对钢筋混凝土结构形成不同程度的应力作用,如果结构长期处于一种不均匀性应力作用下,随着使用年限的不断增长,建筑工程结构当中会出现不良的混凝土裂缝。由此可以看出,建筑工程结构裂缝问题和建筑工程结构的动静荷载以及应力影响有着密切的关联。
        2建筑工程结构设计裂缝防治策略
        2.1结构设计控制措施
        第一,在建筑工程结构设计中,由于自身预应力、外部环境等方面的影响,很容易发生结构断面突变的情况。一般情况下,如果构件应力太过集中,那么就会产生裂缝。因此,为了更好地避免裂缝的产生,可以使用梁板结构,并且提升梁板构件的强度及硬度,以有效减少应力突变带来的不利影响,也可以通过减少楼板开洞形成的细腰现象以减少裂缝的产生。
        第二,在进行建筑工程结构设计时,需要选择合适数量的钢筋配置,如果存在钢筋数量太少或者钢筋过大、过粗等不符合建筑工程结构设计的情况,那么后期很容易产生现浇混凝土裂缝。因此,在进行钢筋选择的时候,需要结合建筑工程结构设计的需求,并且选择合适的墙板、楼面等薄壁构件的钢筋配置。
        第三,在进行初步设计的过程中,需要考虑到混凝土产生裂缝的原因,很多情况下,混凝土裂缝是因为混凝土的收缩而产生的,因此,为了防止混凝土产生收缩的情况,需要在初步设计的时候,有计划性的使用补偿收缩的混凝土技术,即掺加合适分量的膨胀剂进行中和,避免出现混凝土收缩情况。
        第四,在初步设计的过程中,还需要将混凝土构件可能出现的各类收缩变形情况考虑在内。首先,在进行初步结构设计的时候,需要做到科学、合理,具有可行性,并且从建筑工程结构的实际情况出发,进行相关的计算,设计出一套兼具实用、合理、有效的实施方案,确保施工的顺利开展。同时,需要注意的是,在进行建筑工程结构设计的时候,需要确保房屋建筑结构具备足够的承载力,可以有效应对裂缝、变形等情况。其次,需要针对房屋建设中出现的裂缝情况进行针对性的技术处理和设计,例如,对于混凝土结构中经常出现的裂缝,可以通过使用“放”与“抗”的原则,进行有效预防;其中,“抗”原则是非常重要的,可以有效加强混凝土对抗变形、避免裂缝产生等性能,还可以提高其抗拉伸能力,对房屋建筑结构设计而言,是至关重要的。

所谓“抗”原则,就是指通过在某些部位的构造上增加配筋,以加强混凝土的弹性极限拉伸程度,从而可以进行有效、灵活调节,应对因构件变形而导致裂缝产生的情况。可以通过增加配筋以实现混凝土结构的抗裂性,在房屋建筑结构设计中占据着十分重要的位置,很多情况下,为了有效避免房屋建筑结构出现裂缝,会在梁侧增加一部分纵向的钢筋,在屋面板角部增设相应的双向钢筋网,并在砖混结构的楼面板设置圈梁,以提升房屋建筑结构的抗裂缝能力。需要注意的是,如果增加了配筋的数量,那么产生收缩裂缝的可能性就会增加,所以,在进行建筑工程结构设计的时候,需要根据现场的实际情况进行合理的增加,实现其功能最大化,同时又可以有效控制裂缝的产生。
        2.2结构配筋设计措施
        在混凝土结构材料中,存在着非均匀性特征,因此,在拉力作用下,相关的截面会产生不同类别、大量的不规则的应力集中点,如果这些应力集中点积累到一定的高度和强度,那么就会发生变形的情况,如果变形的情况没有得到改善,持续加重,那么最终就会出现裂缝;因此,为了有效避免变形和裂缝的产生,在设计的过程中,需要选择合适的配筋数量,一方面可以实现降低混凝土内应力的作用,另一方面,如果增加混凝土出现裂缝,可以进一步增加了混凝土的极限拉伸效果。
        2.3控制材料质量
        在混凝土材料选择时,需要严格控制混凝土的质量,通常情况下,较大的混凝土材料,应选择水化热较低的粉煤灰水泥或者是矿渣水泥材料,严格控制水泥、骨料中有害物质的含量,也可以在混凝土材料当中适当的添加外加剂,有效提高水泥浆的粘稠程度,做好对钢筋的锈蚀保护,提高混凝土材料的整体抗裂能力。此外,施工单位需要严格依照国家建筑工程的施工标准,合理控制混凝土材料的含沙率以及骨料类型,施工管理人员需要对所选择的材料进行有效的质量检查。
        2.4控制工程施工质量
        建筑混凝土施工质量控制直接关系到了建筑体的安全性和稳定性。因此,在施工过程中,施工单位需要有效提高混凝土施工技术层次,要求施工人员依照相关施工标准严格执行。在混凝土浇筑施工当中,施工人员需要充分考虑到施工环境的影响,当在一些温度较高的环境下进行施工时,施工人员需要采用分层浇筑施工,通过运用浇筑面自身的散热功能来有效降低外部环境高温所形成的不良影响。此外,还可以选择使用埋设水管的方法来进行物理降温,通过这种方式,不但保证了混凝土结构的施工温度,同时还锁住了混凝土当中的水分,提高了建筑混凝土结构的抗裂能力。在混凝土材料的浇筑过程中,相关施工人员必须要充分考虑到钢筋混凝土结构的施工位置问题,需要充分保证钢筋结构不会受到混凝土浇筑施工的扰动,有效保证整个建筑混凝土结构的稳定性。在建筑的梁、柱和墙的混凝土等级超过底板混凝土强度的情况下,需要将节点核心区域的混凝土强度大小来进行有效的调整,以此来提高建筑体整体结构的承载能力以及抗开裂能力。必要的情况下,需通过验算,加大节点区域的配筋,或者增配抗裂钢筋,以避免交接部位出现裂缝。
        3结束语
        在建筑工程结构的设计工作当中,相关设计工作人员必须要充分考虑到建筑裂缝问题,通过对建筑工程结构裂缝产生的具体原因分析和总结,有效提出了相应的预防控制策略,提高了建筑工程结构整体的抗裂能力。通过多年的实践工作和总结,相关单位积累了大量的防裂缝工程经验,并且仍然处于进一步的探索和研究过程中,在后续的建筑工程发展过程中,将会不断提高建筑工程结构整体的抗裂能力。
        参考文献
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        [5]刘向东.建筑工程结构设计中如何避免裂缝问题[J].江西建材,2018 (1).
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