建筑结构设计裂缝成因及解决办法探讨

发表时间:2021/7/15   来源:《城镇建设》2021年第4卷2月6期   作者:叶茂
[导读] 为我国建筑事业高质量发展奠定良好基础。基于此,本篇文章对建筑结构设计裂缝成因及解决办法进行研究,以供参考。

        叶茂
        广东省电信规划设计院有限公司?510630
        摘要:在城市化建设速度不断加快背景下,我国建筑事业取得巨大进步,建筑工程数量也急剧增多,建筑工程整体质量和使用性能面临更高要求,然而受到建筑工程环节众多、工艺复杂等因素影响,建筑工程结构出现较多漏洞,裂缝问题发生频率较高,对工程结构整体稳定性构成极大威胁。当前迫切需要对引发建筑结构裂缝问题发生的原因进行细致分析,并从源头上提出科学有效地解决办法,以确保整个建筑结构安全性和稳定性,为我国建筑事业高质量发展奠定良好基础。基于此,本篇文章对建筑结构设计裂缝成因及解决办法进行研究,以供参考。
关键词:建筑结构设计;裂缝成因;解决办法
引言
        我国建筑工程行业迅速发展,开启了工程施工尤其是混凝土施工发展的新篇章。一直以来,建筑工程施工中混凝土裂缝的问题未得到充分重视,既影响了建筑工程的整体品质,也损害了参建单位的经济效益和社会效益,造成质量安全隐患。开展对建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理研究,从根源消除建筑工程的各项隐患,是确保建筑工程正常、安全建设的重要保障。
1控制建筑工程裂缝的重要性
        我国在20世纪80年代加大了基础设施建设和发展,开始涌现出大批大规模建筑,这就促使我国建筑材料市场对混凝土的需求显著增加。很多研究者加大了对混凝土技术研究的力度,越来越重视裂缝问题的分析和预防。根据裂缝危害特点可以将混凝土裂缝分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种类型,其中危害最为严重的是贯穿裂缝,其会影响建筑结构的稳定性和安全性。如果不及时处理表面裂缝,则会持续发展形成深层裂缝,甚至进一步形成贯穿裂缝。因此,无论是何种裂缝,施工人员和维护人员都要给予充分的重视,避免裂缝发展威胁建筑结构的安全。
2建筑结构设计裂缝成因
        2.1温度因素
        在施工过程中因为体积较大的混凝土产生许多水化热,环境温度高及大气温度变化,极易出现裂缝。许多建筑物是由混凝土和砖石组成,固化时,因为水化作用,在短时间内混凝土温度上升,加上砖石温度保持不变,使得混凝土与砖石间存在温差。受到房屋结构限制,砖石及混凝土为两种不同材料,有不同的线膨胀系数,随着温度变化,墙壁及屋顶产生的内部压力以及温度变化成正比。如果部件温度负荷比剪切强度和拉伸强度高,就会有裂缝问题出现。除此之外,建筑物长期暴露在室外,当日照时间比较长时,将会降低建筑耐热性,使地板和墙壁间有间隙出现,从而出现裂缝。
        2.2基础不均匀沉降,引起建筑主体的开裂
        建筑下部带多层裙房的建筑在现在设计中经常遇到,主楼处的荷载较裙房处的荷载大很多,基础设计时尽管按荷载大小设计了大小不同的基础,但是由于主楼基础荷载远大于裙楼基础荷载,主楼基础的沉降也远大于裙房基础的沉降,沉降差超过建筑材料的变形限值,构件就会产生裂缝。面积较大的建筑,地基持力层厚度变化很大的情况也很常见,在基础荷载相差不大的情况下,相邻基础持力层厚度相差较大,相邻基础的沉降差也可能导致建筑产生较大裂缝。
3解决办法
        3.1做好设计工作
        (1)结构尺寸设计。在开展建筑工程结构设计工作时,需要深入实地开展勘察工作,并对科学准确地采集相关数据,以确保最终设计符合建筑结构体系标准要求,特别是在对建筑结构受力进行设计时,需要严格遵循整体性原则,使结构受力得到显著提高,实践中也要结合基本受力原理,确保受力图与受力分析保持一致。

如:在对高层建筑开展结构设计时,就要充分考虑建筑结构抵御变形和抵抗力学能力,并通过结构尺寸科学合理设计,使整体结构处于相对平衡状态,裂缝问题也能减少发生。(2)混凝土设计。因为混凝土引发的裂缝问题比较常见,为防止裂缝产生,就要对混凝土进行优化设计,实践中可以选择强度较高的钢筋构件,避免混凝土出现开裂情况,同时针对地基沉降出现附加应力引发钢筋混凝土裂缝问题,需要全面考虑钢筋设置,以提高整体结构质量。(3)预应力设计。对建筑结构预应力进行设计,需要对几何结构、使用钢筋等因素进行综合考量,并通过优化设计达到节省钢筋用量和减少结构自重目的,实践中也要对整个建筑结构长度进行合理控制,使之处于规定数值范围以内,同时在地下部位也要考虑对后浇带进行设置,甚至还可以采用密孔钢丝网对周围钢筋进行加固,针对出现的长度超过规定数值情况,就可以通过沉降缝、后浇带科学设置,避免和减少裂缝问题发生。
        3.2控制温度变化裂缝
        通常是在屋顶结构部分存在温度变化造成的裂缝问题,为有效控制温度变化裂缝,应减少温差,设计人员在结构中设置保温层或者架空隔热层,以此降低顶部结构温差,并且可发挥良好节能作用。如果应用架空板应选择浅色,以此达到良好的热量反射效果。同时应全面分析结构类型,屋面施工应用材料为刚性细石混凝土,可在找平层和刚性层间设置柔性防水层,不仅有良好防水效果,也可使刚性层、基层间自由滑动,减少对温度应力的约束。在屋盖沿开间位置可设置分隔缝,并使用弹性油膏实行嵌缝处理。此外,需确保分隔缝钢筋是断开状态。还可提升布置顶层圈梁平面的密度,通过配筋措施抵抗温度应力。
        3.3混凝土施工缝处理技术
        第一,分层分块浇筑混凝土,出于浇筑一体化接缝混凝土的目的,在一层混凝土浇筑完毕后喷缓凝剂于表面;混凝土达到一定强度后,使用高压冲水机将表面浮浆冲洗干净,再喷洒一层清水养生。在完全浇筑好混凝土后,使用凿毛或用高压水枪将浮浆、毛面冲洗干净,同时设置接缝钢筋,保证混凝土结合面更好地粘结。第二,关键位置及有抗震要求的混凝土结构或钢筋稀疏的钢筋混凝土结构,适合在施工缝处补插锚固钢筋;需要具备抗渗能力的混凝土,应制作为凹形、凸形或设置止水带;若施工缝为斜面,则适合浇筑或制作成台阶状。
        3.4确保沉降均匀
        混凝土浇筑完成后,墙体会在一段时间内发生沉降,如果沉降不均匀,会造成墙体剪切力增加,容易发生裂缝,严重时还会破坏墙体的整体结构。为了解决这一问题,设计人员应到施工现场进行考察,结合土质、地下水、周边环境等综合因素,确定是否需要对建筑地基进行加固处理。所以,在基础施工的过程中,设计人员和施工人员都应尽力保证墙体的自由沉降,要按照施工方案为墙体预留沉降缝,降低沉降导致墙体受力增加而产生裂缝的可能。在建筑施工中,建筑物上部如果具有足够的刚度,会在一定程度上抵消地基沉降带来的不良影响,所以,施工人员要严格控制墙体施工,提高墙体的质量,增强墙体的抗剪能力,以此来确保上部建筑的刚度,这样,在建筑发生沉降时,上部建筑能够凭借自身较强的刚度来抵消墙体的剪力,降低裂缝产生的风险。
结束语
        混凝土施工在工程项目建设中是不可或缺的一部分,及时发现问题,预防质量安全隐患,能大大提升建筑工程工作效率,创造良好的社会、经济双重价值。在建筑工程施工中,研究混凝土裂缝的成因和治理,不仅要增强工程建设施工管理意识,还要充分应用施工技术管理措施,促进该项工作的广泛应用和发展进一步推动建筑工程混凝土施工的发展。
参考文献
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