建筑结构设计中控制裂缝的措施

发表时间:2021/7/21   来源:《城镇建设》2021年8期   作者:王航俊1 孙赟 2
[导读] 当前建筑行业在我国经济体系中占有举足轻重的地位,属于支柱产业,无可取代。
        王航俊1   孙赟 2
        1浙江上水建设有限公司
        2杭州临安东航建设工程有限公司
        摘要:当前建筑行业在我国经济体系中占有举足轻重的地位,属于支柱产业,无可取代。随着产业资金投入的增加,产能的增速,伴随而来的是建筑工程质量问题的显现,而建筑工程质量事关人民群众生命财产安全,事关城市化建设发展未来,不断提升工程质量已经成为建筑行业不得不重视的问题。在住建部门统计的投诉数据中,建筑裂缝问题,一直居高不下,投诉数量逐年增加,严重影响了建筑行业整体发展。本文通过对建筑结构设计中控制裂缝问题进行分析,列举几点措施。
        关键词:建筑结构;结构设计;控制裂缝
        引言:
        建筑中的裂缝主要表现为楼板和墙面裂缝,裂缝会造成渗漏问题,渗漏主要表现为屋面、外墙面、卫生间、窗台渗漏。多数裂缝和渗漏未影响结构安全,不同程度影响房屋的使用功能。如果出现建筑混凝土裂缝,任其发展恶化,会引起钢筋等建材发生腐蚀,降低建材承重能力,影响功能使用的同时,带来的是对生命构成的威胁,所以在建筑结构设计中,重点要防止裂缝的产生。
        一、建筑结构裂缝的危害        
        1、裂缝的存在会导致建筑结构刚度降低
        裂缝的产生会导致裂缝截面位置的中性轴出现上移的情况,特别是在裂缝比较严重的情况下,建筑结构的变形也会不断的增加,从而导致整个建筑结构的刚度下降。另外,随着刚度的下降,建筑结构在高压的作用下,其对应的疲劳度也会发生降低的现象。
        2、抗剪能力降低
        裂缝的产生和存在不但会导致建筑结构刚度降低,还会导致整个建筑结构的抗剪力出现下降,因为裂缝的产生会导致建筑结构各个截面出现严重的开裂,建筑结构的整体性被破坏,从而导致支撑抗剪作用的截面面积减少,进而导致整个结构的抗剪力大大的下降。
        3、导致强度下降
        在建筑结构中,裂缝的产生会成为空气、水分及其他侵蚀介质侵蚀钢筋的通道,久而久之使钢筋产生锈蚀。从而削弱了钢筋的受力截面积,在有防水的部位还会引起漏水,影响结构安全及使用功能。
        4、导致耐久性降低
        裂缝产生后,加速钢筋的腐蚀速度,并因水的渗漏,造成发霉,渗斑而使得保护层脱落,缩短结构物使用年限。
        5、影响建筑物美观,造成建筑物资产贬值
        因裂缝造成的外观变化,直接影响到建筑物价值的降低,变相造成人民财产受损。
        二、建筑结构裂缝的成因
        1、结构变形因素
        钢筋混凝土结构由于受本身承载力的作用和影响,势必会产生相对明显的裂缝,此种结构变形会给建筑物自身构成威胁,特别是建筑结构的刚度、硬度较差时极易出现结构裂缝,严重破坏建筑物的稳定性。此外,地基在建筑物顶部荷载作用下所受的力呈一定角度分布,地基土的不均匀会造成建筑物地基的应力分布不均匀,致使地基出现不均匀沉降,若其不均匀沉降过大则极易导致上部结构出现开裂和产生破坏的情况,甚至会影响建筑物的安全性和持久性。
        2、混凝土质量因素
        在对建筑施工的材料的采购过程中,由于技术人员的失误,导致对建筑材料的钢筋混凝土的质量没有做好质量把关。特别是由于经济的发展,房地产市场火热的出现,建筑产品急需。很多的企业为了节省建筑成本支出,就会购买一些相对价格较低的建筑材料,因此,这些建筑材料钢筋混凝土的质量问题就会出现,这样就会导致,建筑施工结束不久有可能就会出现建筑结构的裂缝问题。还有一方面就是,混凝土在搅拌的过程中,由于没有做好水灰的比例问题,会导致建筑产品的很多墙体出现掉灰的现象。添加了过多的化学添加剂,有可能导致建筑产品的不牢靠。混凝土的搅拌不足,就有可能导致建筑产品的裂缝问题。导致建筑产品的质量和安全隐患。。
        3、温度应力因素
        在建筑工程施工浇筑中,混凝土结构在硬化期间由于水泥水化热致使内部温度快速提升,混凝土结构表面及其内部产生较大的温差,出现温度应力,相较于混凝土外部来讲,其内部膨胀较高,混凝土表面受到的拉应力变大,但混凝土早期没有较高的抗拉强度,因而会产生温度裂缝。

此外,在混凝土浇筑凝固过程中若受到大风或高温天气影响,则会加速水分的蒸发,致使混凝土结构表面产生塑性收缩裂缝。
        4、施工工艺因素
        比如混凝土搅拌时间超过规范要求,造成大量水分被蒸发,以致不规则收缩裂缝出现;在过早地实施模板拆模的情况下,混凝土强度不足,建筑构件基于施工荷载或自重作用下出现裂缝;未能重视混凝土初期的管护工作,导致混凝土强度增长而失水,增大了收缩量,进而造成混凝土表面产生不规则的收缩裂缝。
        三、建筑结构设计中裂缝的控制措施
        1、改善结构设计
        在建筑结构设计过程中,可选用中低强度混凝土材料,也可在承台的表面增加钢筋的用量。实践中为避免因温度的变化而引起的混凝土施工裂缝,可采取永久式的伸缩方式进行设计;建筑工程结构裂缝产生的原因很多,结构长度问题是产生收缩应力主要影响因素之一。根据建筑工程建设的实践情况,施工单位一定要采取有效的设计方案,尤其要考虑混凝土施工中可能产生裂缝这一问题。
        2、混凝土原材料质量控制
        作为建筑施工最主要材料中的一个,混凝土是不可替代的。因此建筑结构的质量也取决于混凝土的质量。
        2.1、水泥品种的选取。
        水泥与水相遇时因含硅酸盐成分以及其它化学物质遇水后反应放热,应选取合适水泥品种以避免反应温度过高造成温度裂缝,所以在大型的施工工程里面大多选用矿渣式水泥或者是火山灰水泥。
        2.2、严格控制水泥用量
        根据实验数据可知,每三立方米的混凝土中每增加十千克水泥,其对应的水化温度就相应升高一摄氏度。为了避免水泥升温导致温度裂缝的出现,就应该在满足工程结构强度和耐久性的同时尽可能减少水泥使用,必须严格控制水泥用量。在普通的工程里面每三个立方米混凝土中水泥的使用量不得多余410千克。
        2.3、骨料的质量控制
        骨粒应当选择颗粒径大,配比好的。这样的骨粒空隙率小。另外,骨料中的含土量也要严格控制,必须选择强度等级较高的骨料,否则会出现因骨料强度低而造成混凝土开裂的现象。
        3、温度控制
        在确保施工质量的前提下进行温度变化产生裂缝的预防工作。砂浆配合比要满足设计强度等级要求;湿砖上墙,喷水养护;减少砌体的实际强度和设计强度的差距;严格控制砌筑速度。完成屋面板浇筑后,尽快完成保温隔热层,保温隔热材料要符合相应标准,铺筑厚度和范围要到位,做好防雨防潮的措施。
        4、施工过程中控制
        4.1、在搅拌混凝土拌制时,首先要保证混凝土强度在满足使用要求的基础上,其次,尽量降低绝对用水量以及水泥的用量。在混凝土中的水泥石凝结硬化时容易出现大量的水分蒸发,降低混凝土拌合时的用水量,就可以降低混凝土的水分蒸发量,进而降低混凝土的收缩。因此,在施工过程中要严格控制拌合混凝土的用水量,条件允许时可以添加高效减水剂。
4.2、利用有效的安排施工顺序,可以降低建筑物各构件之间的应力作用,进而避免混凝土早期裂缝的产生。如可以先进行建筑物墙板的施工,然后再进行底板的施工,这样可以避免因底板对墙板的约束而引起墙板出现裂缝。
4.3、做好混凝土的养护工作。有关研究指出,若普通混凝土是在水中进行养护则可以有效避免收缩裂缝的产生,因此,在混凝土浇注结束以后,要尽快用草帘等进行覆盖并进行浇水养护,这样就能够降低混凝土的收缩量,防止混凝土裂缝的产生,混凝土的养护时间应当不少于14天。
4.4、混凝土浇注、养护过程中所用的模板起到支撑混凝土自重、保证混凝土形状的作用,因而在混凝土模板的拆除时间应当依据混凝土的强度发展过程、养护条件等确定,避免拆模过早而导致荷载裂缝的产生。
        结束语:
        综上所述,由于各种因素的影响,建筑结构容易产生裂缝,造成建筑使用寿命缩短,对建筑外观也有不利影响,更重要人民生命受到威胁,财产受到损失。因而,我们应在设计时充分考虑各种问题产生的原因,最大程度地控制和消除裂缝现象的产生,从而提高建筑结构的稳定性和强度,推动建筑行业向着更好的方向发展。
        参考文献:
        [1]吴希敏.浅谈房屋施工混凝土裂缝的原因分析及防治措施[J].科技创新导报,2011,26∶37.
        [2]刘传有.建筑工程施工中混凝土裂缝的控制技术[J].黑龙江科技信息,2014,07:197.
        [3]程玮琪.分析建筑结构设计中控制裂缝的措施[J].建筑与装饰,2019,(19):5
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