建筑结构设计中裂缝控制措施的研究

发表时间:2021/8/27   来源:《城镇建设》2021年4月4卷10期   作者:马煜博
[导读] 建筑工程的结构设计是建筑物的重中之重,关系到工程质量和投入使用后的业主安全问题
        马煜博   
        身份证号: 22021119940218****
        摘要:建筑工程的结构设计是建筑物的重中之重,关系到工程质量和投入使用后的业主安全问题,而裂缝问题又是结构设计中最常出现的问题之一。因此,可以在工程设计环节进行优化改进从而解决裂缝问题。裂缝产生的原因会因建筑材料的不同而不同,同时也受到气候环境的影响,这就需要从建筑的结构设计上入手,同时控制好施工的每一阶段,最大程度避免裂缝产生,以及连带产生的其他质量隐患,全面提升建筑的质量和安全性能。对于裂缝问题,找出其关键原因和有效解决措施,就可以从根本上改善结构设计质量。
        关键词:建筑结构;裂缝;优化措施;
1裂缝对建筑的影响
1.1使用层面的影响
        常言道:“用户说好,才是真的好。”为达成这一目标,需要有效控制裂缝。但事与愿违,当前不少建筑的外墙、顶部、底部都会出现裂缝,从而导致渗水漏水等情况出现。倘若排水不力,会造成房屋积水。如此一来,房屋湿度就会超过正常值,给霉菌的成长提供契机。没人愿意在这样的环境中居住,使得建筑价值大打折扣。
1.2耐久层面的影响
        钢筋和水泥是混凝土的主要构件,二者的关系就好比肉和骨头。而裂缝就像一把刀子,将肉剪开,露出骨头。钢筋与水接触,更容易产生锈蚀现象,这无疑会降低钢筋的耐久性。终有一日,钢筋会发挥不出作用,这时混凝土的强度会降到最低点,载荷一增加,混凝土就会土崩瓦解。
1.3强度层面的影响
        混凝土支撑着整座建筑,其强度关系到建筑的使用时间。设计工作存在缺陷,会使建筑结构出现微小裂缝。随着时间推移,裂缝越来越大,而这些裂缝会降低结构强度。当强度值低于设计要求后,建筑的安全性势必会降低。
2结构裂缝的形成原因
2.1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。
2.2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。
2.3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。
2.4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。


3建筑结构设计中控制裂缝的主要方法
3.1混凝土强度等级选用
        大体积混凝土结构已经广泛应用于建筑施工中,特别是建筑面积较大的工程项目,因此需要对板和梁进行强度保持,同时对梁柱按照不同的强度等级分配节点,在核心区域强度分配应该与强、柱等保持一致,保证建筑结构的强度稳定性。
3.2建筑物沉降变形控制
        建筑结构的基础是整个建筑工程的重中之重,其设计应该参考地质勘查数据和施工方案,同一种建筑结构不能选用两种不同的基础形式。采用天然基础时,应精确计算各个基础的沉降量数据,当相邻基础的沉降量偏差超过设计规范要求和相关标准时,应及时科学的调整并重新核算,直至相邻基础沉降量达标后方可进入后续工作。采用桩基础时,应结合施工实际需要选择是否进行沉降基础验算。对于形式复杂的建筑建构,例如层数相差较大的高低层连接一体的建筑,在高低层连接处建筑物所受到荷载较大,处理不及时会出现较大的沉降偏差,撕裂建筑结构。因此,一般在两边结构沉降完成后,采用后浇带技术补充浇筑。
3.3配筋设计
        在建筑施工中建筑结构件应进行配筋加固,尤其是建筑结构使用大跨度梁板时应采用钢筋与混凝土结合,防止裂缝产生。
3.4优化施工工艺
        为了有效控制建筑结构的裂缝,需要对施工工艺和裂缝处理技术进行优化,并及时培训相关施工人员,提高施工现场裂缝处理和防护技能。常见的裂缝处理技术有以下几个:(1)裂缝填充技术,指的是采用性价比更高且质量性能好的填充材料对裂缝进行填充处理,该方法比较适用于大裂缝处理,施工成本低、操作难度小及填充效果较好,且填充技术和材料质量也在不断进行革新和提升;(2)灌浆处理技术,指的是对裂缝进行混凝土灌浆操作,该方法技术和材料都比较简单,具有使用范围广、填充效果好的特点,已经成了一种应用较广泛的裂缝填充方法;(3)结构补强处理技术,主要原理为通过重新浇筑混凝土对承载力不达标的部位进行加强施工,该方法主要适用于结构性裂缝处理中,建筑结构施工完成后,实际荷载力超过结构设计承载力,此时会产生结构性裂缝,严重时影响整个建筑物的稳定性。因此,通过该处理方法,可以修补结构裂缝提高建筑结构稳定性。
3.5外部温度控制
        在进行混凝土浇筑作业前,首先应对混凝土材料配比进行检测,确保满足后续施工的质量要求,降低裂缝产生的概率。因温度对裂缝产生有较大影响,因此应严格控制水泥投料,水泥水化热是混凝土温度变化的主要原因,因此,施工人员应严格执行施工方案,尽量减少水泥使用频率,若必须使用水泥施工,应选择低水化热的水泥来减少制作混凝土时的搅拌散热,在搅拌混凝土之前使用冷水冲刷碎石从而减少热量产生。同时,控制温度还可采用合适的混凝土浇筑方式和时间,混凝土浇筑作业应避开炎热或严寒等极端气候进行,若必须施工则应采取相关温度控制措施。若建筑结构施工中使用了大体积混凝土,施工现场应安装冷却水管做好混凝土的养护工作,降低混凝土内应力和内外温差,降低裂缝产生概率。
4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.
[3]辜明益.论建筑结构设计中如何控制裂缝[J].住宅与房地产,2017(18):85.
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