建筑结构设计裂缝成因及应对措施研究究

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:郭家瑞1 王素改2 张霄平3
[导读] 摘要:近些年,随着社会快速发展,带动了我国建筑行业的不断进步,现阶段,在建筑工程中所产生的问题也越来越多,特别是建筑工程中结构裂缝问题。
        1.身份证号码:13040319881110XXXX2.身份证号码:13068319830125XXXX3.身份证号码:13042619900222XXXX
        摘要:近些年,随着社会快速发展,带动了我国建筑行业的不断进步,现阶段,在建筑工程中所产生的问题也越来越多,特别是建筑工程中结构裂缝问题。建筑结构中的裂缝问题对于建筑工程安全性及耐久性有着很大的影响,并且在建筑工程当中,裂缝和结构设计有着直接的联系,为了能合理控制裂缝问题,在实际的建筑结构设计中需要和实际的工程结合起来,按照其自身的实际结构特点,对结构设计实现合理优化,同时制订相应的裂缝控制对策。此外,还要加强监督管理,确保施工企业能够按照相应的制度做好执行,以此提升建筑自身的功能性,有效促进建筑行业快速发展。
        关键词:建筑结构设计;裂缝成因;控制措施
        引言
        随着当前我国建筑行业的发展速度不断加快,人们对建筑的质量问题越来越重视,特别是针对施工及使用当中的结构裂缝和预防方面的问题。建筑结构中存在的裂缝问题,会对建筑的整体安全性及使用的耐久性等方面产生深远的影响。在建筑工程中裂缝开展问题与结构设计、施工及使用存在着紧密的联系,为了充分保证裂缝问题得到有效的控制,在建筑工程设计、施工当中,必须要从正确合理设计、实际的施工条件、地质环境以及所使用的施工材料等方面入手,制定出相对完善的建筑裂缝防治措施。
        1建筑结构设计裂缝成因分析
        1.1温度因素
        依据相关调查数据分析表明,我国当前使用混凝土材料的过程中,其线性膨胀系数大小为1×10-5/℃,当混凝土材料内外温度较大差距是,经常会产生外部应力的改变,若应力大小不断上涨伴随而来的就是控应力,且控应力大小若超过混凝土的整体抗拉极限强度,裂缝也就随之产生。通过实际分析混凝土结构构件当中的摩擦系数、外部环境温度和建筑结构的尺寸等因素,从中了解到,若外部环境的温度不断上升,则混凝土结构中所含有的水分也会因蒸发而流失,从而引起混凝土浇筑坍落度太低,进而使混凝土结构出现收缩裂缝等问题,并且若是外界没有补充水分,裂缝问题会表现的更加明显。
        1.2地质因素
        工程正式施工前期的地质勘察工作对工程设计、工程施工质量均产生一定影响,如果对地质的勘探评估缺乏精确性与真实性,将会造成设计人员设计、施工人员施工时对工程地质状况缺乏全面掌握,那么针对地质问题做出相关防裂措施就无从谈起。
        1.3混凝土材料的选择不当
        虽然高强度混凝土有助于减小结构构件的尺寸,但提高混凝土强度的方法是增加单方水泥的用量并降低水灰比以及施用高标水泥,柱子和墙应该使用高强度等级的混凝土,梁和板应该使用中强度和低强度等级的混凝土。如果梁和楼板由高强度等级的混凝土制成,则由于平面的尺寸较大,可能会出现收缩裂缝。相反,梁和楼板都使用中低强度等级的混凝土时,可能会因较高的载荷产生裂缝。
        1.4施工质量因素
        在建筑工程的施工过程中,施工质量影响也会造成结构开裂,混凝土施工环节是一个重点的裂缝控制环节。施工管理不当,施工人员踩塌已经绑扎好的上层钢筋,浇筑时混凝土的保护层加大,构件横截面的有效高度减小,容易形成沿构件支承边缘并垂直于构件受力钢筋方向的裂缝;在混凝土浇筑施工当中,相关施工单位必须要充分考虑到外部环境因素的影响,做好养护;另外,需根据设计图纸中所规定的最大荷载量,针对混凝土的浇筑量进行严格的控制,以此来有效提高建筑混凝土结构的稳定性。再有,针对混凝土支模固定、拆模时间必须要做到规范合理,如果混凝土模板固定不牢靠、不稳定或者过早拆模也会造成混凝土裂缝的扩展。


        2建筑结构设计裂缝改善策略
        2.1适时改变温度条件
        第一,在施工时,为了高效使用水泥,使其作用得到充分的发挥,要全方位考虑工程具体情况,并以此为依据,制定适合的方案。因水泥具有一定独特的性质,比如:在水化过程中,因热量散失,水泥内部会聚集大量的热量,随之混凝土温度应力也会增加。在建筑工程施工中,水泥便可投入实际应用,用来防止混凝土内部温度上升。
        第二,加强重视混凝土浇筑过程中所需要的温度控制。在注入混凝土时,要时刻关注其温度变化,在实际施工时,要尽可能减少在高温环境中施工的时间,在大面积混凝土浇筑中,如温度条件不足,应及时采用科学、合理的方法进行降温工作,保证混凝土在浇筑施工中的温度能得到合理控制。
        2.2严把设计关
        ①在工程设计环节中,相关人员要全面分析可能诱发建筑结构裂缝的各种因素。②重点分析建筑体混凝土结构的整体刚度,进而采取相关办法去提升整个建筑体的荷载能力。③要分析建筑体可能出现的不均匀沉降问题,在以上现象出现时,会形成一定压应力和拉应力,并且会造成建筑结构对温度应力的抵制能力降低。故此,为规避工程设计中存在的问题诱发结构裂缝,在实际设计过程中,要精确测算建筑体的荷载能力,同时对突发情况及不可调控因素进行预测与判断,进而不断提升工程设计的科学性与可执行性。
        2.3精心选择原材料
        如果只是针对原材料的质量,通常很容易管理,但这是一个非常容易出问题的环节。最近的研究表明,大多数建筑出现质量问题的原因是缺乏对原材料的适当控制。而且为了获得更多的利润,一些公司对建筑材料进行更宽松的选择标准也毫不奇怪,所使用的大多数材料的成本较低,质量也相应较差。在设计建筑结构时,有必要确定原材料组合、原材料类型和规格,除了选择良好的原材料外,还应根据国家标准和设计要求进行原材料的购买,必须严格遵守原材料审查程序,并尽一切努力避免原材料质量出现问题。
        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。比如,在建筑混凝土结构当中,建筑结构的梁体和楼板之间的混凝土材料强度大小尽量保持相同,当建筑结构的墙、柱混凝土强度等级高于梁、板混凝土强度等级时,节点核心区域的混凝土强度需要和墙、柱混凝土材料保持相同。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。
        结语
        设计、施工、使用三阶段充分重视,多管齐下,根据相关规范、规定制定各自切实可行的裂缝控制措施,是防治及改善结构裂缝开展和发展的系统、根本途径,其中每一个环节都同等重要。辅以严格的控制监管体制,建筑裂缝必将会得到长期有效的控制。建筑性能、使用年限将会得到明显的提升,使用期间的维护资金投入也将会得到有效的控制。
        参考文献:
        [1]梁海峰.建筑结构设计中裂缝产生原因分析及改善措施[J].四川水泥,2018(09):98.
        [2]赵斌鑫,郭斌.钢筋混凝土框架梁结构裂缝的成因及控制措施分析[J].中国住宅设施,2017(8):93–94.
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