建筑结构设计出现裂缝的原因及解决对策研究 杨文庄

发表时间:2021/7/27   来源:《基层建设》2021年第12期   作者:杨文庄
[导读] 随着我国科技和经济的快速发展,城市化水平不断提升,建筑行业的发展势头迅猛。城市建筑规模的逐渐壮大,导致施工过程中出现的一些问题也得到了人们的关注

        永德县建筑设计室
        摘要:随着我国科技和经济的快速发展,城市化水平不断提升,建筑行业的发展势头迅猛。城市建筑规模的逐渐壮大,导致施工过程中出现的一些问题也得到了人们的关注,其中较为常见、严重的问题就是建筑出现裂缝的问题。建筑项目出现裂缝,会降低建筑结构的刚度、强度和抗剪切强度,将会对项目的安全造成严重威胁。为了有效避免建筑物产生裂缝的情况,应在结构设计初期就采取一定的措施,降低裂缝产生的几率,从而为建筑的安全提供保障。
        关键词:建筑结构;裂缝;解决策略


        现阶段,建筑行业已经逐渐成为我国的经济支柱之一,并且也逐渐涉及到人民的生活中。因此,人们对建筑的施工质量和安全提出了更高的要求。高质量的建筑不仅要保证设计的合理性、成本的经济性,还要确保其使用寿命和实用性。值得注意的是,建筑结构的设计和空间感受和使用寿命息息相关,其中,影响建筑结构的主要因素是建筑裂缝。一般的裂缝对人民的生命财产安全造成的影响不大,但是,施工裂缝会导致渗漏、保护层的脱离、钢筋腐蚀等现象的发生,并逐渐造成一系列的不利影响。存在结构裂缝的建筑一旦遭遇地震等自然灾害时,建筑将会承载不了地震的载荷而发生坍塌等事故,因此,我们要提高对结构裂缝的重视程度,找出造成建筑裂缝的原因,制定针对性的预防措施,降低对建筑物的不利影响。
        一、建筑结构设计出现裂缝的原因
        (一)荷载考虑不全面,造成结构开裂
        载荷的合理取值和正常的载荷组合是结构工程师的第一课。在进行结构设计时,很容易取错书库活载荷的数值,按照相关的载荷取值要求,当库架的高度高于2米时,书库活载荷的取值应按照每米书架的高度高于2.4千牛每米进行计算;在设计地下室时,应考虑到水的浮力,不然很容易造成地板出现开裂。除此之外,主体结构也会出现因自重漏算而导致事故的发生。
        (二)超长结构设计有待优化,导致楼板开裂
        按照相关的条例规范,由于钢筋混凝土的结构类型和应用环境的不同,当结构的长度在20~100nm的范围之内时,需要设置一定的伸缩缝。但是,随着建筑行业的不断发展,超长结构的应用越来越多,在涉及时如果为科学、合理使用超长结构,混凝土很容易在温度发生变化时,其干缩和结构发生应力过大的现象而出现裂缝。
        (三)基础发生不均匀沉降,引起建筑主体的开裂
        最近几年以来,修建的高层建筑几乎都带有多层群房设计,主楼相较于裙房承受的载荷更大,基础设计时虽然按照载荷的不同设计和不同的基础,但因为主楼相较于裙楼承受的基础载荷更大,沉降计算时主楼的基础影响远大于裙房的基础,因此,主楼基础的沉降也远大于裙房,当两侧的沉降差值大于建筑材料的变形极限时,就会导致构件出现裂缝。特别是大面积的建筑物,地基持力层的厚度发生较大变化现象较为普遍,即使基础载荷相近时,相邻基础持力层的厚度差距很大时也会导致较大裂缝的出现。
        (四)未全面考虑施工的工况
        由于在初期结构设计师对施工的许多细节掌握程度不高,设计时很容易导致考虑不到位。比如,在设计地下室顶板时,一般会考虑到载荷为覆土重,还有地下室建成后的活载荷,却忽略了土的回填工作。在实际的施工过程中,一般是先把土随意的进行堆放,但是由于管理的失误,很容易造成堆土厚度超出设计的覆土厚度,一旦发生这种现象,将会把土向四周推开,这都不在设计的范围之内,首先,局部载荷远大于设计载荷,其次,在实际的施工过程中,覆土并不是按照设计要求的均匀布置,不均匀的载荷分布将会造成结构内力增大。同时,梁板的裂缝很容易失控,造成建成后地下室顶板出现漏水,严重时还回造成建筑的坍塌。同时,为了降低材料自身的重力,可以在主楼和副楼之间加设后浇带,当主楼的自重过大时,地基沉降到70%时,此时后浇带就会发生作用,提升建筑的整体强度。
        (五)大体积混凝土未采用适合的材料
        大体积的混凝土会因为水化热总和较大,导致其内部的温度过高,可以达到60~65℃左右,但是混凝土的表面温度还处于室温,内外温差较大将会造成混凝土出现不均匀形变,并进一步引起温度应力,当应力过大时就会导致裂缝的出现,不合格水泥的使用也会增加裂缝发生的几率。



        二、预防建筑结构设计出现裂缝的具体措施
        (一)全面考虑荷载问题
        载荷依据时间变化可以分为永久载荷和可变载荷两种,其中,永久载荷是指不随时间变化而变化的载荷,比如结构自重;可变载荷是指随时间变化而变化的载荷,比如,建筑物中的人和物。根据作用方式可以将载荷分为动载荷和静载荷,比如在货车进行行驶时,轨道所承受的载荷就是动载荷,火车在静止时,轨道只承受了火车自身的重量,这就是静载荷。根据时间频率可以将载荷分为偶然载荷和正常作用载荷,建筑物因受地震、洪涝等自然灾害的作用产生的载荷为偶然载荷,这种载荷会对建筑物产生较大影响;其他情况下的载荷划分为正常作用载荷。相关从业人员,用熟练掌握载荷规范和载荷分类,正确区分每种载荷的种类并正确应用。
        (二)降低温度影响
        在建筑施工过程中,设计是第一道工序,设计师应综合考虑温度、光照等因素对图纸进行设计和建材配置。在进行建筑设计时,应遵循简单、规则的原则进行,应尽可能地避免建筑平面出现凹凸不平的现象,从而减小建筑内外之间的温度差。伸缩缝的存在不利于超长结构多的施工,并且还会造成后期的维护困难,因此,在进行设计时一定确保拉应力的计算结果的准确性,以避免伸缩缝的存在。选择适当的部位布置温度筋,避免由于温差过大出现裂缝,一旦长度超出设计要求的范围,应配置0.1%~0.3%的温度钢筋,并且也要控制间距在200mm~150mm 之间。
        (三)设置后浇带减小不均匀沉降
        不均匀沉降不仅会破坏建筑物的结构,严重时还会造成建筑物发生坍塌。造成建筑物发生不均匀沉降的原因主要时由于地质、勘察、设计、施工等。在进行设计时,除了要考虑施工材料的质量之外,还要确保建筑体积配比计算的科学性、合理性。在重力和时间的作用下,地基在受到建筑物的压力下会向上挤压水分,从而导致地基形成沉降。在进行结构设计时,选用合适材料减少自重应力,在主楼与副楼之间设置后浇带。
        (四)选用适当的材料和外加剂
        确保工程质量的关键是建筑材料的质量是否达标和建筑材料的型号选择是否合适,因此,在建筑施工过程中应严格管控流入施工现场的材料的成分和性能。建筑材料的选择标准是受工程类型的影响较大,如低热硅酸盐水泥比较适合在水利工程中使用,该材料可以在很大程度上降低水化热的总和,缩小内外之间的温度差,尽可能地避免由于散热不均造成地温度裂缝现象的发生。为了进一步增强混凝土的品质,在满足水泥强度需求的情况下,可以适当的加入一定比例的减水剂和减胶剂,降低水泥和水灰的加入量;在对道路进行施工时,应选择承载能力大、强度大、抗开裂能力强的硅酸盐水泥,这种水泥具有冷凝时间短的优势,不仅可以有效填充伸缩缝,还可以提供人涨冷缩的空间,因此,将沥青贯入水泥路面是被管饭应用的一种方法。
        三、结束语
        经济的迅猛发展,建筑行业的发展迎来了新的机遇。建筑项目进行施工后,最重要的是关注的建筑的稳定性和安全性,裂缝是主要的影响因素。因此,应注意对建筑工程中导致裂缝的原因进行分析和总结,帮助我果国建筑行业的健康发展。
        参考文献:
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