建筑结构设计裂缝形成原因及措施研究

发表时间:2020/9/15   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:田久亮
[导读] 摘要:城市化建设进程的不断加快促使建筑行业快速发展,其中混凝土结构得到了广泛应用,然而现阶段在混凝土工程中仍然存在着结构裂缝的问题,会对建筑物的正常使用以及使用年限产生不利影响。
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        摘要:城市化建设进程的不断加快促使建筑行业快速发展,其中混凝土结构得到了广泛应用,然而现阶段在混凝土工程中仍然存在着结构裂缝的问题,会对建筑物的正常使用以及使用年限产生不利影响。在建筑工程中混凝土结构裂缝这些问题是很难避免的,它与材料特性、结构受制在合理范围内,从建筑结构设计裂缝形成原因入手,提出有效解决措施。
        关键词:建筑结构设计;裂缝形成原因;荷载裂缝
        引言
        在全新的社会发展背景下,人们对于房屋建筑需求逐渐提高,对于建筑物的高度以及结构设计要求越来越高,不可否认建筑结构设计中还存在着一些问题,需要针对这些问题提出有效解决措施。其中裂缝问题十分关键,若出现裂缝便会导致建筑物发生渗漏或影响结构物整体性能、抗震性能和使用年限,因此要针对建筑结构设计所产生的裂缝原因,提出有效控制措施,减少裂缝问题的出现,提高建筑工程整体质量。
        1建筑结构设计中裂缝形成原因
        1.1混凝土水化热引起的混凝土结构裂缝
        建筑混凝土结构裂缝产生从实际上讲就是结构变形至塑性阶段持续伸张或压缩变形,造成混凝土内部颗粒出现位移脱离。尽管导致混凝土结构裂缝产生的因素较多,但仍有主要形成原因,其中混凝土水化热引起的混凝土结构裂变便是常见原因之一。现阶段混凝土现浇施工过程中需要加入一定量的缓凝剂或早强剂等添加剂,造成混凝土硬化过程中的水化热在后期或是前期阶段大量集中释放,导致混凝土急速膨胀后又冷却干缩,混凝土出现不规则裂缝的形成。同时在体积较大、厚度较厚的混凝土浇筑过程中,由于浇筑成型时间差异导致混凝土内部水化热释放不够均匀,造成内部膨胀和收缩出现差异,从而形成裂缝。
        1.2荷载裂缝
        荷载裂缝也是导致建筑结构出现裂缝的主要因素,荷载裂缝及建筑自重对承重结构造成压力下经长时间累积的应力使混凝土结构上逐渐出现裂缝。与非荷载裂缝相比较来说,荷载裂缝强调裂缝所受的巨大压力,同时也突出这一结构在建筑中的重要作用。在建筑标准制定过程中曾经大范围使用西方建筑行业的独特经验,从实际上来讲建筑荷载预估值大多较低,混凝土结构使用较高,在这样的差异下造成行业标准难以真正指导实际建设和再裂缝成为了一种十分普遍且广泛的现象。多数建筑企业在进行设计时为应付质检单纯对行业标准进行生搬硬套,反而忘记了我国的具体实情,未能从实际出发,造成实际与设计出现差异。最终导致建筑结构抗裂性不足,荷载裂缝在部分高层或超高层建筑中出现频率较高。
        1.3地基不匀
        在使用基础的情况下能够将房屋自身重量以及所承受的传递于地基,且在上部荷载作用下,根据某一角度地基用力会随之进行扩散,深度越大扩散范围便越大,且在同一深度中应力与中间位置最大,向两边逐渐减小,要考虑到地基土体的非均质性房屋地基的应力分布会缺少均匀性,如此一来,房屋地基便有可能发生不均匀沉降,建筑物的墙体会出现开裂。再加上忽视开展加固处理工作,导致加固工作未能落实到位,墙体裂缝问题会随之扩大,甚至会导致纵墙倾斜的状况发生。
        2建筑结构设计裂缝控制措施
        2.1处理温度应力裂缝
        在实际建筑工程结构设计中,相关设计人员需要根据建筑平面布置规范以及结构受力对其进行简单结构设计,在进行这一过程中要尽可能防止设计过多凹槽,从而减少由于温度应力过于集中而产生的裂缝问题。除此之外,建筑工程的外形设计也需完全符合设计标准,长宽比例应不超过温度应力伸缩最大限度范围,将建筑材料变形程度控制在最小范围内,将因温度应力引起的建筑工程结构裂缝发生几率大大降低。

若建筑工程所采用的是砌体结构,则在设计时便需要减少门窗数量,且门洞和面积要控制在合理范围内,保障墙面抗剪面积足够大,降低因抗剪力小而引起的裂缝问题。同时还需尽可能减少门窗部位集中应力,由于温度应力所引起的裂缝问题较多,主要原因集中于墙体本身、屋面板以及圈梁变形受温度影响大,正因如此在进行设计时要保障屋面板保温层能够满足热工需求,严格控制好屋面板和墙体之间的温度差异,降低温度裂缝、垂线频率的基本措施,因此在设计屋面时可以尽可能使用架设架空层的方法有效实现屋面保温。在设计时相关设计人员要注意增加建筑工程顶层墙体砂浆的砌筑强度,从而进一步提升墙体抗裂性,并在此基础上减少施工成本投入,提高经济效益。
        2.2提高施工工艺水平
        为减少建筑裂缝的问题,要从建筑立项设计到施工验收每一个环节入手,从细节出发,保障各个环节都做到零失误,对整体建设做好合理有效规划。在项目设计中要保障项目设计的合理性,例如常见荷载裂缝就是因为建设单位未能计算负荷力与混凝土强度之间的关系造成架构不符合力学规律,在设计中需要设计专业人员利用自身专业知识和理念,严格按照相关标准进行工作,提高建筑整体质量。先进的工艺能够保障建设有序进行,同时还能提高建设效率,相关单位要对施工人员进行专业培训并引进先进施工技术和技术设备,从而提高建设硬实力和建设软实力。
        2.3把控砌体结构伸缩间距
        要控制好砌体结构伸缩间距。建筑物现浇钢筋混凝土剪力墙构成的最大伸缩缝间距为45m,而气体结构的最大伸缩间距是50m,然而气体干缩变形与钢筋混凝土屋盖温度变形所引发的建筑物墙体局部裂缝大多是无法同时避免的。多数气体墙体出现裂缝的原因,都是由于现浇混凝土楼板收缩变形,特别是选用了多孔砖石便会出现应力集中的状况,它与普通实心砖相比较起来,发生裂缝的几率更大,因此在建筑结构设计中要控制好气体结构的伸缩间距,将其控制在合理范围内,它与现浇混凝土剪力墙结构最大伸缩间距相同,即45m,这对于裂缝的控制来说有着十分关键的重要意义,
        2.4实时监控,及时处理裂缝
        进行有效防治能够在一定程度上防止裂缝出现,但是针对已经出现的裂缝问题必须提出有效的治理方法,对其进行后期养护和管理的有效措施,建筑结构设计中所出现的裂缝问题会对人民的生命财产造成极大的威胁,建筑企业必须针对这一问题提出有效解决措施。大多情况下,在混凝土墙体裂缝治理过程中,施工人员要对裂缝周围进行清洁处理,随后再使用建筑材料对其进行填充,通常情况下会使用加固法以及增补法,这是两种最为有效的手段。在后期施工方面也不会有大量投入,对于承重结构中的裂缝问题要谨慎处理,从细节入手,相关工作人员要进行现场实时勘察,合理分析预应力并对其展开计算,在不影响其他结构的基础上进行结构巩固和结构修复,从而保障建筑使用寿命进一步延长并确保其安全性。
        结语
        在建筑结构设计中会出现各种各样的问题,其中裂缝问题在建筑工程结构中十分常见,它会对建筑工程整体质量水平产生直接影响,因此要重点关注裂缝问题并提出有效防治措施。导致裂缝问题出现的原因较多,控制起来相对困难,因此在建筑工程结构设计中要考虑到多方面因素,依据实际条件制定合理结构设计方案,在施工时相关工作人员要严格控制施工质量,按照设计方案展开施工,从而降低建筑工程发生裂缝问题的可能性。
        参考文献:
        [1]徐锋.建筑结构设计出现裂缝的原因及对策探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2020(01):27.
        [2]赵成光.建筑结构设计中控制裂缝的措施[J].门窗,2019(24):174.
        [3]吴君锋.建筑结构设计出现裂缝的原因及对策解析[J].地产,2019(23):31.
        [4]王颖,周正.对建筑结构设计中控制裂缝解析[J].居业,2019(11):13-14.
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