建筑结构设计裂缝成因及解决办法探讨

发表时间:2021/9/2   来源:《建筑实践》2021年40卷第11期   作者: 肖月秀
[导读] 本文通过对建筑结构中裂缝的特点和原因进行深入分析,同时提出相关优化措施,对混凝土施工进行事前预防和事后修补,以期提高建筑结构的工程质量。

        肖月秀
        身份证号码:37252319821028*****  聊城市  252000
        摘要:近年来,经济快速发展,城市化建设不断加快,城市化的快速发展使得建筑行业也得到了变革与创新,作为建筑工程的核心部分,混凝土结构施工工艺和技术已经越来越成熟,但是混凝土施工中产生裂缝现象依然存在。本文通过对建筑结构中裂缝的特点和原因进行深入分析,同时提出相关优化措施,对混凝土施工进行事前预防和事后修补,以期提高建筑结构的工程质量。
        关键词:建筑;结构设计;裂缝成因;解决办法
        引言
        当前建筑工程数量日渐增加的过程中,越来越多的工程结构面临着结构裂缝的难题,当出现结构裂缝后,如未及时进行裂缝的控制与处理,裂缝在不断扩展的过程中将会引起更为严重的工程质量安全问题。因此,结构裂缝将会使混凝土结构的使用寿命大幅缩短,对工程安全、效益等都是极为不利的。各个工程企业在实际的施工建设过程中,都应该从结构裂缝的形成机理出发,采取有效的裂缝控制方式,最大限度上保障结构性能,为人们提供安全、稳定的建筑结构。
        1裂缝的特点
        要找到裂缝产生的原因,首先就是分析裂缝产生的原因以及裂缝的特点,才可以更具有针对性。裂缝的特点有以下几个:第一,裂缝的方向一般为竖向裂缝,其长度受到墙体的高度影响,墙体中间的位置裂缝是最宽的,并以此为中心向两侧逐渐变细而消失;第二,裂缝分布比较集中,数量较多,宽度在0.3mm之内,墙体中间裂缝数量大于两端且裂缝最大;第三,裂缝一般在拆模后产生,温差变化对裂缝产生影响很大,裂缝在大气中暴露后,时间越长裂缝数量越多,但不影响裂缝宽度,同时修补后的裂缝依然有着轻微漏水现象。
        2建筑结构设计裂缝成因
        2.1温度差异
        根据裂缝的特点,不难看出墙体裂缝的产生受到温度变化的影响较大,同时也是建筑结构设计中裂缝的最常见原因,混凝土具有热胀冷缩的特性,因此温度的变化会使混凝土建造而成的墙体产生裂缝。裂缝产生的具体过程为,在建筑工程施工时,采用混凝土等材料构建而成,这些材料都会受到温湿度的影响,因此整个建筑都会随着温湿度变化而出现变形、收缩等,尤其是外墙转弯等结构薄弱区极易产生墙体裂缝。而且温度有着应力效应,当混凝土浇筑完成后,表面会随着水分的蒸发而逐渐变干、变硬,混凝土体积会缩小,导致墙体薄弱区产生裂缝。
        2.2混凝土材料质量因素
        骨料、水泥、外加剂等都是建筑工程施工中常用的混凝土原材料。在配置混凝土阶段,要加强对原材料质量的控制,从而确保混凝土性能满足施工要求。但是,当前很多工程中没有充分重视混凝土原材料的质量和混凝土配置工作,导致混凝土浇筑后受到质量因素影响而出现裂缝问题。比如集料粒径会影响混凝土的强度,粗集料中的硫化物、土和有机质等会影响混凝土材料中集料和水泥的黏结性,如果没有合理控制集料质量,就会降低混凝土强度,导致发生施工裂缝。此外,混凝土材料中的活性碳酸盐和活性氧化硅质量不合格也会导致混凝土发生膨胀、开裂等问题,进而降低混凝土结构的抗裂性能。
        3建筑结构设计裂缝成因的解决方法
        3.1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。
        3.2施工材料控制
        一方面,要加强控制施工原材料质量。决定混凝土结构质量的主要因素之一就是施工材料质量是否达标。在建筑工程施工中,施工图纸中需要标注好相关数据,根据这些数据合理选择施工材料,同时加强材料质量的控制,从源头提升混凝土结构的质量安全。材料采购人员要加强市场调查,明确材料性能质量,并且由检验人员对到场的材料进行抽检,杜绝不合格材料流入现场。材料入厂后,库管人员要明确各个材料特点,根据材料性质分类存放。另一方面,要合理试配和调整混凝土配合比。第一,要根据试配结果做好水泥混凝土配合比控制。在试配过程中通常会选择强制式搅拌机配置混凝土材料,并且测试配置结果,明确其是否满足施工标准要求。相关试验人员要严格按照国家规范标准检验配置情况,提高试验结果的准确性,经过多次调整和检测确定最佳配置方案。第二,加强水泥混凝土配合比调整。调整水泥混凝土配合比的主要依据是水胶比和水泥混凝土强度曲线关系,利用二者曲线关系做好水泥混凝土用量调整,实现配合比方案的优化。
        3.3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。
        3.4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。
        结语
        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。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]张学富.浅析房屋建筑工程结构裂缝控制及处理技术[J].科学技术创新,2020,(16):107-108.
        [2]鄢栋梁.建筑工程施工中混凝土结构与砌体结构的裂缝防治途径[J].大众标准化,2020,(07):14-15.
        [3]郭大伟.建筑混凝土结构出现裂缝原因及解决对策[J].建材与装饰,2020,(07):39-40.
       
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