建筑结构设计中裂缝控制措施的研究

发表时间:2021/9/7   来源:《建筑设计管理》2021年5期   作者:黎梦琴
[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,而裂缝问题又是结构设计中最常出现的问题之一
        黎梦琴
        桂林市建筑设计研究院 广西桂林 541002
        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。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
        引言
        为了使建筑工程的质量和安全性得以保证,需要采取一些积极措施。为此,就需要在建筑结构设计中控制好细节上的问题,控制裂缝就是要重点采取的措施。同时,为了更精准地处理这些问题,不得不做出努力,探究建筑结构设计方面的一些特点和原则,了解从哪些方面入手解决控制裂缝的困难。
        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裂缝的产生原因
        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水化热现象
        在正式开展混凝土现场浇筑的时候,往往会因为混合了混凝剂等建设添加剂,而导致混凝土在硬化环节形成水化热大规模排放的现象,这种情况下的混凝土将十分快速地进行膨胀、收缩,所以混凝土极易形成各式各样的裂缝。另外,针对自身体积偏大且相对偏厚的混凝土材料而言,在开展浇筑环节时,因为各部位浇筑施工所需的时间存在差异,进而致使混凝土内的水化热释放程度不均衡,引发内部膨胀等现象时同样会产生差异化的情形,从而形成对应的裂缝。
        2.3干缩原因
        干缩裂缝的具体表现。这种类型的裂缝一般发生在混凝土的后期养护阶段。当在混凝土成型养护的过程中,受到了巨大的外力作用,混凝土结构将会出现表面水分流失、体积收缩膨胀的情况,而随之而来的就是混凝土结构的收缩、变形。成型养护的过程中,混凝土结构的约束力较大,也就增大了收缩裂缝的出现概率,尤其是在搭建高配筋率的情况下,因为使用了钢筋,就会使在混凝土周边存在一定的约束力,钢筋虽然可以对结构收缩起到一定的限制作用,但随之也产生了一定的拉应力。因为在混凝土结构内部和外部存在着不同的情况,拉应力作用下,内部的应力呈现出不均匀的分布状态,加剧了干缩裂缝的形成。


        3建筑结构设计中控制裂缝的主要方法
        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。
        3.3配筋的合理设计
        针对裂缝的实际控制,科学选用建筑结构部件的配筋模式同样具有十分关键的作用。通常来说,在围绕屋面板部位开展结构配筋工作时,需要侧重应用双层双向配筋,同时在面对楼板阴阳角变形应力集中的问题时,需要增加放射型钢筋。钢筋的实际布局,需要遵照细而密的标准开展,合理管控裂缝问题。被投入建设的钢筋混凝土,通常是由水泥等原料混合而成的,这同时体现出钢筋混凝土自身属于多孔型复合建设材料。在浇筑环节结束后,最初温度的改变只是结构内部出现收缩应力,从而产生较多的微型裂缝。而许多微型裂缝的形成随着时间的推移,会逐渐形成面积较大的裂缝,严重损坏钢筋混凝土。
        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。
        结束语
        建筑结构的质量高低直接影响到建筑整体的安全性能。本文阐述的建筑结构裂缝问题是建筑结构中最常见的一个问题。通过具体分析裂缝问题的特点和产生原因,并据此采取相关措施进行预防和修补。通过对混凝土结构进行事前和事后的干预,尽量降低裂缝出现概率,同时采用裂缝灌浆和填充等方法对已经产生的裂缝进行修补,从而提高建筑结构的安全可靠性。
        参考文献
        [1]白玉国.混凝土裂缝分析及其防治探讨[J].绿色环保建材,2019(8):24+27.
        [2]宋智勇.浅析房屋建筑中现浇混凝土裂缝控制策略[J].四川水泥,2019(7):158.
        [3]张海辉.建筑结构设计中控制现浇混凝土裂缝的措施研究[J].建筑技术开发,2019,46(3):139-140.
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