建筑结构设计裂缝成因及处理办法

发表时间:2021/6/9   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:黎彦斌
[导读] 摘要:建筑行业要始终围绕质量求发展,要着眼于现阶段常见的影响建筑工程质量的关键问题,其中,结构裂缝为主要表现之一。
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        摘要:建筑行业要始终围绕质量求发展,要着眼于现阶段常见的影响建筑工程质量的关键问题,其中,结构裂缝为主要表现之一。建筑结构设计人员,要充分认识到结构裂缝可能对建筑结构整体质量产生的影响,并深入分析其成因,才能针对性的采取措施加以有效防治。本文将结合建筑工程实际情况,从结构设计裂缝成因出发,深入探究有效防治建筑结构裂缝的具体措施。
        关键词:建筑结构;设计裂缝;成因;防治措施
        随着建筑行业的不断发展,对于建筑企业而言,其需要在保证施工质量的基础上追求缩短工期和控制成本。而对于实际的建筑工程项目而言,在具体实施过程中,涉及到较多的施工环节和施工要素,均可能影响建筑工程的最终施工效益,并导致出现结构裂缝,同时由于设计不过关,也将加剧裂缝这一问题。针对当前建筑结构裂缝常发这一现象,设计人员、施工人员和管理人员必须提高重视,深入分析成因,降低裂缝问题出现的概率。
        1导致建筑结构设计裂缝出现的成因
        1.1 设计因素
        在建筑工程设计活动中,设计人员需要对各项要素进行合理的配置、组合,以达到良好的工程施工效果。设计人员要充分结合施工地质情况和现场施工环境,合理的对建筑结构进行设计。而在实际设计过程中,设计人员常出现对建筑材料配制不合理、对结构设计细节把控不到位等问题,从而导致建筑在实际应用过程中出现各种裂缝。
        1.2 温度因素
        我国建筑行业在当前的发展过程中,在对建筑结构进行设计时,较为关注建筑结构所处的环境温度和施工过程中混凝土材料的外部环境温度。结合相关建筑标准和数据调查结果可知,当前我国使用的混凝土材料膨胀系数为8~12xE-6/℃,而当外部环境出现变化,导致混凝土材料内外出现明显温差时,其膨胀度会超过膨胀系数,从而导致其内部产生应力,进而会产生拉应力,若拉应力持续增加直至超过建筑结构所具有的抗拉强度之后,建筑结构则会出现裂缝。此外,在建筑结构规格尺寸、外部温度等综合影响下,分析混凝土结构中各构件的摩擦系数可知,当外部温度上升时,会导致混凝土结构内部水分蒸发,从而产生混凝土浇筑过程中坍落度急度降低的情况,基于此,混凝土结构中可能会出现收缩裂缝。
        1.3 荷载因素
        当建筑结构承受较大的荷载时,就会增加裂缝问题出现的概率,且在较大的荷载状态一定程度上对应较大的结构重量。即对于部分建筑结构,在施工过程中会使用重量较大的材料,会导致建筑整体重量增加,从而削弱建筑结构的抗裂性。同时,若建筑结构工程设计不合理,则会导致建筑工程整体质量受到影响,进行增加裂缝问题出现的概率,影响建筑结构整体稳固性。
        1.4 材料因素
        在建筑主体结构中,混凝土结构为主要的结构形式之一,在对其进行配制时,一般会使用到水泥、骨料以及水等原材料,工程人员要充分了解不同材料的性能差异,并严格按照工程质量要求进行材料配比。此外,由于建筑材料自身性能的影响,在混凝土硬化过程中,也可能因力学状态改变出现细微裂缝。且对于钢筋混凝土结构而言,二者的性能差异较为明显,在物理性质、弹性模量等方面存在明显不同,因此在应用过程中很容易产生不同程度的变形现象。而当结构所承受的荷载以及拉应力逐渐增大超过材料自身的抗拉强度时,则会导致出现较为严重的结构裂缝。
        1.5 施工因素
        建筑结构施工技术细节操作不当也会导致出现结构裂缝,具体包括钢筋模板拆除不当、混凝土浇筑施工不当以及机械设备维修不及时等。上述问题的存在,将不同程度影响建筑结构质量。尤以建筑垂直结构混凝土浇筑为例,在进行浇筑时,要始终保持适中的浇筑速度,避免产生横向裂缝。同时,在对混凝土进行搅拌时,若搅拌力度、速度等不符合要求,也将导致后期出现结构裂缝。


        2防治建筑结构设计裂缝的有效措施
        2.1 优化设计细节
        对建筑结构进行设计,要关注以下三个方面的优化设计:其一为结构尺寸设计。要从做好实地勘察工作出发,对相关数据进行精准采集,确保要建筑结构体系标准要求相符。要合理对结构受力情况进行分析,明确基本受力原理,尤其在对高层建筑进行设计时,要对建筑结构的抗变形能力、抵抗力学能力等进行分析,通过对结构尺寸的合理设计达到整体建筑结构的受力平衡;其二为混凝土设计。设计人员要从混凝土材料的优化配置和钢筋构建的严格选择角度出发,打牢建筑结构质量基础。同时,应注重加强对地基沉降导致的混凝土裂缝问题的防治,要合理设置钢筋,确保整体结构质量达标;其三为预应力设计。设计人员要综合考量几何结构、钢筋等因素,要从节省钢筋用量以及减少建筑结构自重的角度出发优化设计细节,同时要合理控制整个建筑结构的长度,在规定数值范围内加以控制。此外,要做好地下部位后浇带的合理设计,并做好对周围钢筋的加固处理,可采用密孔钢丝网,同时要密切关注是否存在长度超规定数值情况,科学设置沉降缝和后浇带,降低裂缝问题出现的概率。
        2.2 有效防治温度裂缝
        要结合设计情况选用和调配水泥材料,尽量减少水泥材料用量,降低水化热。可适当增加高增塑剂,有效降低混凝土内部温度。要充分、均匀搅拌混凝土材料,确保内部温度环境适宜。此外,要加强对混凝土浇筑过程中温度的控制,在对混凝土进行注入时,在外部环境的影响下,其内部温度也会出现变化,施工人员必须创设合理的温度条件,避免高温作业。同时,在对混凝土进行大面积浇筑时,则要采取合理的方式进行降温处理,在完成混凝土施工后,要及时进行保温养护。
        2.3 荷载裂缝防治措施
        工程人员要确保严格按照施工方案开展施工,避免出现偷工减料行为。同时要做好对水泥质量和细砂含沙量等的检测,确保达到相关保准。此外,工程人员要加强对混凝土材料坍落度的控制,通过严格管控,安全的将混凝土材料运输至施工现场,并做好存放管理,要尽量选择轻质材料,减少建筑结果整体重量。同时,在完成混凝土入模操作后,工程人员要即刻进行振捣,对于部分稳固性差的部位,则要进行二次振捣。
        2.4 严格把控材料质量
        工程人员要严格对混凝土等材料质量进行把关,结合工程实际情况和混凝土材料自身性能对混凝土进行配置。考虑到混凝土材料自身的特殊性,在对其进行质量管控时,相关人员应注重加强对原材料的质量审查,在选取原料时,要做好材料性能参数检测,同时在进行材料配置时,对于外加剂则要严格进行质量把关。而对于运输至现场的施工材料,则要严格进行质量检测,对于发现的质量不合格材料,要严格杜绝进入施工现场。
        2.5 加强施工技术管理
        以混凝土浇筑施工为例,在施工时,要结合施工图纸进行施工,并结合施工现场实际情况对施工细节进行调整。在对混凝土进行浇筑时,应采用分层浇筑形式,若施工过程中遇到较高的温度条件,工程人员可适当对水管进行埋设,使混凝土内外部温度达到相对一致状态,基于此,可提高混凝土结构的抗裂性。在对钢筋混凝土结构进行施工时,工程人员要加强对结构梁体、楼板以及节点核心区域的混凝土材料强度的控制,确保符合工程质量要求。此外,要密切关注建筑梁柱墙混凝土等级,若超过底板混凝土强度,则要科学调整节点核心区域混凝土强度,施工人员具体可对节点区域配筋进行加大处理,同时可对抗裂钢筋进行针对性增配等,通过上述措施,可降低交接部位出现裂缝的概率。
        3结语
        建筑结构裂缝在一定程度上看来是无法避免的,针对这一客观存在的现象,相关人员要提高重视,加深研究,在认清现状的基础上做好科学设计。具体应从材料控制、温度控制、荷载控制、施工控制等方面出发,认真加强建筑结构相关要素控制,真正做到有效防治,降低结构裂缝产生的概率。
        参考文献:
        [1]李国安.建筑结构设计裂缝成因及解决办法探讨[J].中国建筑金属结构,2021(01):70-71.
        [2]纪冬岭.浅析建筑裂缝结构中复合材料的策略研究[J].砖瓦,2021(01):170+172.
        [3]郑凯轩.钢筋混凝土结构裂缝成因与控制[J].江西建材,2020(09):123-124.
 
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