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摘要:随着我国经济的迅速发展,建筑行业也在不断的发展。同时人们对建筑物的质量问题提出了更高的要求。在建筑物的建造和使用过程中还存在着一些问题,其中最普遍的就是建筑物整体的裂缝问题。本文针对建筑结构设计裂缝的原因以及带来的危害进行了分析,并提出相应的解决措施。
关键词:建筑结构设计;裂缝原因;危害;解决措施
建筑物整体出现裂缝问题与建筑结构设计有很大的关系,因此对建筑结构设计中裂缝产生的原因进行分析是非常必要的。在建筑过程中建筑结构设计是非常重要的,设计的合理性是保证建筑质量的前提,直接关系到后期建筑物的使用效果。然而建筑物出现裂缝是常见的问题,但是对建筑物的使用性能有很大的影响,还威胁到人们的人身安全和财产安全,因此在建筑结构设计中必须重视裂缝的问题,采取有效的控制裂缝措施,减少安全隐患是建筑结构设计必不可少的一部分。
1. 裂縫的危害性
减少安全隐患,重视裂缝问题。裂缝的形成对建筑结构的危害是极大的,以下对裂缝产生危害的具体表现进行分析:①刚性降低。在建筑过程中出现裂缝会致使裂缝截面处的中轴发生变化,不同程度的上移,尤其是裂缝越严重给工程结构带来的危害越大,工程结构的变形随着裂缝的严重不断的加大,从而降低了整个结构的刚度。同时刚度的降低致使在高压力的作用下工程结构的疲劳度也会不断下降。②抗剪能力下降。裂缝在降低整个工程结构刚度的同时,抗剪能力也会随之降低。主要原因是因为截面出现严重的裂缝以后,工程结构整体遭到破坏,而抗剪能力又需要得到截面的支撑,截面面积一旦减小抗剪作用势必受到影响,造成了工程结构的整体抗剪能力减弱。③强度降低。工程结构整体强度降低的原因取决于裂缝的产生。由于工程产生裂缝势必将造成钢筋外露的现象,这样一来混凝土内部就会遭到水和空气的侵蚀,时间久了混凝土就会变质,然而就会大大的降低工程结构整体的强度,在强度降低的同时,裂缝也会越来越大,这样的情况无疑降低了工程整体的耐久,严重的影响到工程的后期使用性能,还可能对工程埋下了安全隐患。
2. 裂缝产生的原因
首先,温度因素。目前温度裂缝产生原因主要是由于混凝土浇筑后,聚积在内部的水泥水化热不易散发,造成混凝土的内部温度升高,而混凝土表面散热较快。这样形成较大的内外温差,使混凝土表面附近存在较大的温度梯度,就会引起较大的表面拉应力。此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低,如果温差产生的表面拉应力。超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。而且,最高温度降至到最低温度的时间越短,混凝土出现裂缝的情况就会越严重。在这里以平置构件举例说明,在工程结构中,一旦发生冷缩和干缩,就会产生裂缝,具体可以通过下公式进行详细分析:Amax=0.5μγι,其中,A—构件中央最大温度应力;μ—构件与搁置面之间的摩擦系数;γ—构件材料的重力密度;ι—构件的长度。从以上公式可以看出,温度应力变大的前提是构件长度越大的情况下温度应力相应变大,产生裂缝的可能性就越高,为了解决这一问题,就需要设计人员在设计时针对这一环节有足够的重视,避免这种错误的发生,降低工程结构裂缝的出现。
其次,受力影响。受力作用超出极限时也会使建筑工程产生裂缝。一般而言,对于受力所引起的裂缝的受力构件有偏心受压、偏心受拉、轴心受拉等等。事实证明,构件的应变值是有极限的,一旦超出极限,构件就会开裂,造成建筑工程裂缝问题。
第三,碳化锈蚀。除了以上因素会引起建筑工程裂缝以外,碳化对工程结构的锈蚀,从而造成裂缝,这一因素也必须得到足够的重视。主要原因是因为碳化的深度在不断的加大,时间久了钢筋表面也会出现碳化的现象,同时碳化致使混凝土的碱性降低,失去了对钢筋的保护作用,长此下去锈蚀的范围越来越大,锈蚀物也越来越多,工程结构内部不断的受到拉力作用,拉力值超过极限时,就会产生裂缝。
3. 控制裂缝产生的有效措施
针对以上提出裂缝产生的原因及影响因素,提出了以下工程结构设计方面的解决性对策,具体如下:①简化结构体系,建筑结构设计是建筑工程的重要环节,因此设计标准必须要根据工程的要求和实际情况进行设计,要尽量简化结构设计,利用现代化最先进的设计理念,通过对工程结构复杂体系的分析,研发出适合工程结构并且科学,合理的设计方法,降低产生裂缝的几率。同时对于受力作用产生的裂缝要进行综合考虑,进行有效的控制,其中合理计算配筋是非常重要的,尤其是对于比较容易产生裂缝的环节,必须做好防范,加强对工程结构体系的控制,做好裂缝的预防工作。②结构形状要规则。在布置结构的形状时,要尽量做到规则,确保整个结构应有的刚度,如果在设计中,结构布置不规则,那么其上下结构所承受的刚度不会统一,从而造成不同程度的变形,尤其是以刚度控制薄弱的环节,极易发生开裂的现象,为此,在进行结构设计时,结构的形状一定要保证其规则性,从而避免裂缝的产生。③尺寸设计要合理。在进行结构设计时,尺寸设计也是预防裂缝产生的主要环节。正如上文中我们提到,一旦结构的尺寸过长,那么其所产生的温差应力也会增大,最终出现裂缝。因此,需要设计人员在设计中,结合工程实际要求,合理控制结构的尺寸,全面考虑结构应力与长度的关系,既要满足设计的规范和要求,也要避免裂缝现象的产生。④材料运用要规范。首先,工程结构设计中,所选用的混凝土,既要满足防水要求,也要满足工程的承载力要求,其强度不可以过高,一般情况下,最好采用C25-C35 混凝土。其次,在结构设计中,可以采用粉煤灰,使得混凝土的和易性得到改善,同时,还可以减少水泥用量。第三,对于水泥品种的选择,最好采用收缩性小的水泥材料,并且可以适当地掺加一些外加剂,使得水灰比降低,严格控制内外温度,加强对整个结构的保温和保水养护。另外,对于板类构件而言,其裂缝的控制主要是采用预应力混凝土,加强对楼面钢砼构件以及层面构件的分析,尤其是在楼面板预埋管线时,必须要用支架固定管线,而且,对于管线交叉部分,运用专门设计的接线盒,强化混凝土板刚度。
总之,在建筑工程中做好建筑结构设计是减少工程裂缝的主要环节。这就需要设计人员根据自己的工作经验,仔细分析裂缝产生的原因,在结构设计时综合考虑,利用现代化设计理念,有效的控制结构设计对裂缝的预防,从而保证工程质量。
参考文献
[1] 吴湛宇. 浅析短肢剪力墙结构及异形柱结构的设计[J]. 科技风,2010,(13)
[2] 薛韬,王志刚. 试述预应力技术在建筑工程中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2007,(13)
关键词:建筑结构设计;裂缝原因;危害;解决措施
建筑物整体出现裂缝问题与建筑结构设计有很大的关系,因此对建筑结构设计中裂缝产生的原因进行分析是非常必要的。在建筑过程中建筑结构设计是非常重要的,设计的合理性是保证建筑质量的前提,直接关系到后期建筑物的使用效果。然而建筑物出现裂缝是常见的问题,但是对建筑物的使用性能有很大的影响,还威胁到人们的人身安全和财产安全,因此在建筑结构设计中必须重视裂缝的问题,采取有效的控制裂缝措施,减少安全隐患是建筑结构设计必不可少的一部分。
1. 裂縫的危害性
减少安全隐患,重视裂缝问题。裂缝的形成对建筑结构的危害是极大的,以下对裂缝产生危害的具体表现进行分析:①刚性降低。在建筑过程中出现裂缝会致使裂缝截面处的中轴发生变化,不同程度的上移,尤其是裂缝越严重给工程结构带来的危害越大,工程结构的变形随着裂缝的严重不断的加大,从而降低了整个结构的刚度。同时刚度的降低致使在高压力的作用下工程结构的疲劳度也会不断下降。②抗剪能力下降。裂缝在降低整个工程结构刚度的同时,抗剪能力也会随之降低。主要原因是因为截面出现严重的裂缝以后,工程结构整体遭到破坏,而抗剪能力又需要得到截面的支撑,截面面积一旦减小抗剪作用势必受到影响,造成了工程结构的整体抗剪能力减弱。③强度降低。工程结构整体强度降低的原因取决于裂缝的产生。由于工程产生裂缝势必将造成钢筋外露的现象,这样一来混凝土内部就会遭到水和空气的侵蚀,时间久了混凝土就会变质,然而就会大大的降低工程结构整体的强度,在强度降低的同时,裂缝也会越来越大,这样的情况无疑降低了工程整体的耐久,严重的影响到工程的后期使用性能,还可能对工程埋下了安全隐患。
2. 裂缝产生的原因
首先,温度因素。目前温度裂缝产生原因主要是由于混凝土浇筑后,聚积在内部的水泥水化热不易散发,造成混凝土的内部温度升高,而混凝土表面散热较快。这样形成较大的内外温差,使混凝土表面附近存在较大的温度梯度,就会引起较大的表面拉应力。此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低,如果温差产生的表面拉应力。超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。而且,最高温度降至到最低温度的时间越短,混凝土出现裂缝的情况就会越严重。在这里以平置构件举例说明,在工程结构中,一旦发生冷缩和干缩,就会产生裂缝,具体可以通过下公式进行详细分析:Amax=0.5μγι,其中,A—构件中央最大温度应力;μ—构件与搁置面之间的摩擦系数;γ—构件材料的重力密度;ι—构件的长度。从以上公式可以看出,温度应力变大的前提是构件长度越大的情况下温度应力相应变大,产生裂缝的可能性就越高,为了解决这一问题,就需要设计人员在设计时针对这一环节有足够的重视,避免这种错误的发生,降低工程结构裂缝的出现。
其次,受力影响。受力作用超出极限时也会使建筑工程产生裂缝。一般而言,对于受力所引起的裂缝的受力构件有偏心受压、偏心受拉、轴心受拉等等。事实证明,构件的应变值是有极限的,一旦超出极限,构件就会开裂,造成建筑工程裂缝问题。
第三,碳化锈蚀。除了以上因素会引起建筑工程裂缝以外,碳化对工程结构的锈蚀,从而造成裂缝,这一因素也必须得到足够的重视。主要原因是因为碳化的深度在不断的加大,时间久了钢筋表面也会出现碳化的现象,同时碳化致使混凝土的碱性降低,失去了对钢筋的保护作用,长此下去锈蚀的范围越来越大,锈蚀物也越来越多,工程结构内部不断的受到拉力作用,拉力值超过极限时,就会产生裂缝。
3. 控制裂缝产生的有效措施
针对以上提出裂缝产生的原因及影响因素,提出了以下工程结构设计方面的解决性对策,具体如下:①简化结构体系,建筑结构设计是建筑工程的重要环节,因此设计标准必须要根据工程的要求和实际情况进行设计,要尽量简化结构设计,利用现代化最先进的设计理念,通过对工程结构复杂体系的分析,研发出适合工程结构并且科学,合理的设计方法,降低产生裂缝的几率。同时对于受力作用产生的裂缝要进行综合考虑,进行有效的控制,其中合理计算配筋是非常重要的,尤其是对于比较容易产生裂缝的环节,必须做好防范,加强对工程结构体系的控制,做好裂缝的预防工作。②结构形状要规则。在布置结构的形状时,要尽量做到规则,确保整个结构应有的刚度,如果在设计中,结构布置不规则,那么其上下结构所承受的刚度不会统一,从而造成不同程度的变形,尤其是以刚度控制薄弱的环节,极易发生开裂的现象,为此,在进行结构设计时,结构的形状一定要保证其规则性,从而避免裂缝的产生。③尺寸设计要合理。在进行结构设计时,尺寸设计也是预防裂缝产生的主要环节。正如上文中我们提到,一旦结构的尺寸过长,那么其所产生的温差应力也会增大,最终出现裂缝。因此,需要设计人员在设计中,结合工程实际要求,合理控制结构的尺寸,全面考虑结构应力与长度的关系,既要满足设计的规范和要求,也要避免裂缝现象的产生。④材料运用要规范。首先,工程结构设计中,所选用的混凝土,既要满足防水要求,也要满足工程的承载力要求,其强度不可以过高,一般情况下,最好采用C25-C35 混凝土。其次,在结构设计中,可以采用粉煤灰,使得混凝土的和易性得到改善,同时,还可以减少水泥用量。第三,对于水泥品种的选择,最好采用收缩性小的水泥材料,并且可以适当地掺加一些外加剂,使得水灰比降低,严格控制内外温度,加强对整个结构的保温和保水养护。另外,对于板类构件而言,其裂缝的控制主要是采用预应力混凝土,加强对楼面钢砼构件以及层面构件的分析,尤其是在楼面板预埋管线时,必须要用支架固定管线,而且,对于管线交叉部分,运用专门设计的接线盒,强化混凝土板刚度。
总之,在建筑工程中做好建筑结构设计是减少工程裂缝的主要环节。这就需要设计人员根据自己的工作经验,仔细分析裂缝产生的原因,在结构设计时综合考虑,利用现代化设计理念,有效的控制结构设计对裂缝的预防,从而保证工程质量。
参考文献
[1] 吴湛宇. 浅析短肢剪力墙结构及异形柱结构的设计[J]. 科技风,2010,(13)
[2] 薛韬,王志刚. 试述预应力技术在建筑工程中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2007,(13)