建筑结构设计中控制裂缝的措施简述

发表时间:2021/7/8   来源:《建筑实践》2021年40卷8期   作者:文聃
[导读] 近年来市场经济不断放开,这对建筑行业而言无疑是利好消息。
        文聃
        柳州市城乡规划设计研究院有限公司  广西柳州  545001
        
        摘要:近年来市场经济不断放开,这对建筑行业而言无疑是利好消息。但后经济时代的到来,无形中增加了竞争压力。建筑企业要想在复杂环境中脱颖而出,需要不断提升建筑质量。结构设计是建筑工程的重要组成部分,也是最为关键的一步。只有做好这项工作,才能避免后续麻烦。然而受多层面因素影响,结构设计成果不遂人愿,致使建筑裂缝频频出现,严重威胁建筑安全。为扭转这个局面,需要明晰裂缝类型、影响及成因,并采取有效控制措施。
        关键词:建筑结构设计;裂缝;措施
        1结构裂缝的形成原因
        1.1设计因素
        人员是结构设计工作的执行者,其能力优劣直接影响到建筑整体质量的高低。目前,设计人员的能力有强有弱。能力较强的人员,懂得全面思考问题。但这样的人少之又少,大部分的人员都缺乏业务素养。在缺少必要信息的前提下,盲目开展工作。由于没有合理控制,导致事情脱离掌控,想不产生裂缝都难。
        1.2材料因素
        混凝土结构是当前主流,在应用过程中要对温度及形变进行控制,这样才能最大限度降低裂缝产生的概率。具体来说,混凝土浇筑完毕后,其自身会产生硬化反应。在这期间,混凝土内部会产生大量热量。由于外部温度变化幅度不大,从而导致内外温差的出现。温差越大,应力值越大,一旦超出混凝土的承受范围,就会产生裂缝。除了温度外,湿度和载荷也会对混凝土构成影响。混凝土水分缺失,会发生收缩现象。载荷持续增加,对混凝土的要求逐渐提高。当混凝土无法应付时,就会形成裂缝。
        1.3施工因素
        在工程项目中,首要保证的是建筑的安全性及稳定性。为达成目标,除了要科学设计方案外,还要严格控制施工质量。控制手段主要有:依托设计图纸确定材料类型及数量。根据国家规范及企业制度进行施工活动。对施工全过程进行监督,以减少违规行为的出现。从实践角度来说,能够全面抓好工作的单位并不多,这也是裂缝频出的原因。
        1.4地质因素
        古语说的好,只有知己知彼,方能百战不殆。地质勘察作为结构设计不可缺少的一部分,其质量直接关系到设计成效。倘若地质勘察不仔细,会导致数据失真。缺少重要的设计依据,设计结果必然会出现偏差,这是导致裂缝出现的罪魁祸首。
        2结构裂缝的控制措施
        2.1配筋设计的控制措施
        钢筋在混凝土结构中发挥重要作用,对其进行管理,能够提升控制水平。配筋位置不同,要求也会有所区别,如在屋面上进行配置应使用双层双向钢筋,并对热传导系数进行有效控制。一般来说,系数要低于1W/m2?K。屋面并非所有部位都有负筋,对于缺失的部分就要采取特殊处理。处理方法有两种,一是利用拉通板支座来为其负筋,二是增加双向钢筋网。在楼板阴阳角要使用放射性钢筋。在配置板筋时,要遵循两项原则,一是直径下,二是间距密。只有满足两项要求,才能缩小裂缝。例如,在某工程中选用四边嵌角结构。在收缩力的作用下,楼板中间会形成贯穿裂缝,从而让四角出现倾斜,倾斜角为45度。为避免此类问题出现,设计人员就要将使用双层双向的配筋方法,钢筋间距保持在100毫米,覆盖范围是楼板跨度的四分之一,分散阴阳角的应力,提升建筑结构的整体性能。
        2.2平面布置的控制措施
        平面布置是结构设计中一项重要工作,布置是否合理直接关系到设计质量。当建筑结构平面存在坑洼情况时,要做好两件事。第一件,依托工程实际合理添加拉梁。

第二件,对平面结构四周楼板进行加厚处理。当然,厚度增加时,钢筋配置也要调整。除此之外,对结构长度也要进行有效控制,最为常用的手段有后浇带和膨胀加强带。后浇带的使用,能够有效减少裂缝的产生。其机理是将建筑结构划分成若干部分,先让构件完成收缩或沉降,再利用浇捣等手段让结构形成一个整体。膨胀加强带能够最大限度补偿收缩,不给结构裂缝的产生提供机会。当前,膨胀加强带的应用形式有三类,分别是连续式、间歇式、后浇式。设计人员要依托现场情况进行选择,这样才能达到控制裂缝的目标。
        2.3建筑材料的控制措施
        要想控制好裂缝,首要任务就是合理选材。设计人员要对材料有一个准确的认识,找到功能性和实用性的融合点。水泥钢筋是建筑工程的主要材料,设计人员要先准确计算建筑的承载力,再找到相对应的水泥,最后根据水泥标号选择适宜的钢筋。为进一步提升混凝土结构稳定性,需要适当加入增强材料。当前最为常见的增强材料有无机纤维、金属纤维,设计人员要根据实际情况进行选择。另外,设计人员对膨胀剂要有一定了解。当下应用最大广泛的膨胀剂有复合型、硫铝酸盐型、明矾型。混凝土再硬化过程中,体积一定会发生变化。这时就有了膨胀剂的用武之地,通过补充收缩体积,从而让混凝土有一个稳定的结构。另外,膨胀剂在抵消拉应力方面也有亮眼表现。当前,要想实现全面控制,还需要考量周全。在结构设计时,设计人员要清楚建筑整体强度,并注重关注浇筑环节,避免由于设计不科学,导致沉降不均匀。当沉降在可控范围内,各项应力变化就不会对混凝土结构造成重大影响。除此之外,设计人员还需注意这些方面问题。在阳光照射、建筑拐角、结构跨度等区域进行特殊处理,除了要使用双向双层钢筋,还要满足相关规范。具体来说,角度设定间距要控制在120毫米以内。跨度大于4米的地方,要让负弯钢筋保持一定距离,并在外墙部位添加放射性钢筋。每一个墙角处所放置的放射性钢筋数量要大于八根,长度要超过2.1米。在多措并举下,提升方案的科学性,从而最大程度保证建筑结构的稳定。
        2.4浇筑技术的控制措施
        浇筑决定混凝土质量,因此需要精心设计。针对薄弱区域,不仅要采用分层法,还要提高振捣要求,如浇筑厚度不得超过50厘米,并确保每一层的温度相同。在设计施工工序时,要有严格规定。在浇筑前,施工单位要对混凝土温度进行检测,以防温度过高导致裂缝的产生。在浇筑中,施工单位必须从两侧向中心推进,这样才能有效控制混凝土密度。同时,依托实际工况优化浇筑方案。在方案中,要明确指明支模尺寸和高度,施工单位要严格遵守相关规定,并对钢筋性能进行检测。为防止浇水后出现裂缝,需要合理设置浇筑时间及注水间隔。
        2.5温度裂缝的控制措施
        水泥与水接触后会发生反应,在这个过程中会产生大量热量。当热量超过一定数值后,就会导致裂缝产生。要想合理控制裂缝,需要对水泥使用进行有效控制。混凝土中添加粉煤灰,能够显著提升混凝土性能。同时,设计人员要注意季节变化,并制定相应措施。如在夏天施工,可利用冷却板对混凝土进行降温,并且要求设计单位在振捣过程中做好保温工作。养护也是必不可少的部分,设计人员要将内容写清楚,并给予施工单位必要的指导。在冬天施工,设计人员要充分考虑温度保护问题。实践证明,苯板和钢筋有保温作用,可在设计方案中有所体现。当然,为发挥材料的功效,需要对施工过程进行要求。预埋钢筋深度不得低于5米,苯板要放置在钢筋上方,并进行加固处理。
        3总结
        城市化建设步伐加快,推动建筑业向更高水平发展。不仅建筑规模不断扩大,建筑数量还显著增加。但由于结构设计不规范,致使裂缝频频出现。直接影响有两方面:一方面,影响体验感,降低用户满意度。另一方面,削弱建筑性能,埋下安全隐患。隐患一旦爆发,轻则造成财产损失,重则危及人身安全。即便是隐患不爆发,修复难度也会上升一个档次。当裂缝填补后,二度出问题的概率也会增加。要想彻底解决麻烦,需要做好结构设计工作。设计人员要从多方面考虑问题,如建筑材料如何选择、建筑平面如何布置、选取何种配筋方式、采取何种浇筑技术、如何控制温度裂缝等。只有将问题一一解决,才能打造精品工程。
        参考文献
        [1]宓小萌.建筑结构设计裂缝成因及控制措施探析[J].建筑技术开发,2019(21):9-10.
        [2]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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