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摘要:伴随着社会经济突飞猛进的发展与进步,建筑行业也取得迅速发展,建筑工程质量问题也已成为人们关注的热点。在建筑工程中,建筑物裂缝这一现象普遍存在。根据所产生的危害不同,将裂缝分为3种类型,即深层裂缝、表面裂缝与贯穿裂缝。通常情况下,贯穿裂缝是最为严重的裂缝,一旦出现该裂缝,会显著减少建筑物的稳定性与安全性。
关键词:建筑结构;设计;裂缝;原因;对策;分析
一、建筑行业作为我国重要的支柱产业,需要对其结构设计予以严格把控,避免并减少裂缝的产生,提升建筑施工质量,让建筑行业在新时代的发展中越来越好,使其真正起到推动时代发展的作用,让建筑行业为改善百姓生活质量服务。
二、建筑结构设计出现裂缝的原因
(一)荷载较大产生裂缝
伴随着时间的推移,在荷载的作用下,钢筋混凝土会生成裂缝,该现象被称为荷载裂缝。该现象的产生,除了有机构构建的重量影响之外,还与建筑物之间的重量存在一定关联。针对抗裂性这一性能,在开展结构设计工作的过程中,应当对建筑物需要长时间承受荷载的因素进行考量。例如,办公建筑的荷载设计标准中,我国的荷载设计值相比其他国家的荷载设计值低,然而与其他国家混凝土强度的设计值相比较,我国混凝土强度设计值又比较高。因此,其他国家混凝土的荷载能力明显高于我国,我国普遍存在着建筑结构出现裂缝的情况。
(二)温差较大产生裂缝
在开展建筑物施工工作的过程中,由于大体积混凝土生成的大量水化热、大气温度变化、附近环境温度过高等因素,都会导致温度裂缝的出现。大部分房屋建筑都是由砌体与混凝土构成。在结束浇筑的硬化过程中,受到水化热作用的影响,在短时间内混凝土温度会出现升高的情况,而砌体温度则未发生变化,致使混凝土与砌体间存在着温差情况。由于房屋结构与结构之间存在着一定的约束作用,混凝土与砌体属于两种不同的材料,二者的线膨胀系数也就有所不同,一旦出现温度变化,屋面与墙体之间就会生成温度内应力,温度与内应力之间成正比关系。一旦建筑物某部位的温度应力高出其抗拉或抗剪极限强度,温差裂缝就会出现。
(三)地基不匀产生裂缝
利用基础能够将房屋本身的自重及其所承受的荷载传递至地基,在上部荷载作用下,依据某一角度,地基用力会不断地进行扩散,深度越大,其扩散范围就越大。在相同的深度中,中间位置应力最大,并不断向两边逐渐减小。加之地基土体自身就具备非均质性,房屋地基应力分布,自然而然也就缺乏均匀性,致使房屋地基很有可能出现不均匀沉降的情况,致使建筑物墙体产生开裂状况,倘若不注重开展加固处理工作,墙体裂缝会变得更加严重,极有可能引发纵墙倾斜。
(四)使用结构影响
在混凝土结构施工过程中,由于施工工艺和技术的不断进步,目前施工形式越来越多,传统多孔板施工方式逐渐被现浇施工所代替。现浇结构的优势是承载力高、综合性强,因此已经在建筑功能过程中得到了较为广泛的应用。但是在实际施工过程中,可能因现浇结构的刚性增加问题,导致现浇板与建筑墙体结构无法保持一致,在这种情况下,混凝土裂缝容易出现在墙体刚度薄弱环节。因此,在混凝土结构设计过程中,还要充分考虑工艺选择以及可能产生的影响。
(五)应力影响
应力也是混凝土结构裂缝的主要影响因素之一,比如混凝土结构如果出现异常收缩,包括因塑性、干燥、碳化等硬化过程引发的应力不均匀分布,容易造成局部开裂现象。在混凝土结构硬化过程中,水汽会不断蒸发,导致浇筑完成时的体积出现收缩,在基座底部限制下,随着结构收缩的增加,支座约束力也会增加,最终高导致混凝土板发生断裂。在拉锯力量过于集中的情况下,混凝土板会从中间位置出现开裂,而且混凝土结构中还有未完全凝固的部分,也会导致裂缝的出现。因此,应力变化对混凝土结构裂缝的影响较大。
三、建筑结构设计出现裂缝的解决方法
(一)使用有效的温度裂缝控制方法
针对上述建筑结构设计可能出现的裂缝问题,首先要对混凝土结构进行合理选择,根据工程实际情况及相关标准要求,确定工艺形式,做好细节控制。在此基础上,需要全面考虑各方面影响因素,提前采取有效的应对措施。首先对于对结构裂缝影响较大的温度裂缝问题,在结构规划布局过程中,设计人员应遵循简单实用的原则,避免出现较多的不规则结构,包括结构凹凸变化等。如果存在不规则结构,在温度影响下,更容易出现裂缝。同时应合理设计混凝土结构每部分的尺寸,在保证满足设计规范要求的基础上,尽可能减小温度伸缩和建筑结构长度的差距,使材料变形控制在一定范围内,避免因温差引起的拉应力导致材料变形过大,产生结构裂缝。
(二)控制施工材料的质量
在建筑结构设计过程中,必须对混凝土原材料进行合理选择,并对原材料质量进行严格控制。但是从工程实践情况来看,原材料质量往往是一个容易出现问题的环节。在结构设计过程中,需要对原材料质量作出明确规定,并将设计要求落实到实际施工过程中的材料管理环节。严禁施工企业为降低施工成本,选择廉价、劣质的材料。不仅要在现场管理过程中加强材料质量检查,在设计阶段,也应明确其搭配品种和规格。特别是对于混凝土性能有直接影响的水泥、砂石骨料等原材料,必须经过严格审核,并尽可能使用优质的材料,比如低水化热水泥,降低材料自身可能引发的裂缝问题几率。通过做好材料质量控制,能够有效控制因塑性形变引发的结构裂缝。
(三)確保结构尺寸设计的科学合理性
以往在工程实践活动中,出现结构裂缝问题的主要原因是前期的结构设计不合理。设计人员没有按照要求,到施工现场进行考察,对使用的材料也不够了解,单方面的按照相关标准规范要求进行设计。在这种情况下,建筑结构尺寸与现场实际限制条件不符,一方面容易影响施工的正常进行,另一方面也容易因盲目施工而引发结构质量问题。因此,在工程结构设计活动中,需要尽可能详细的采集现场数据,到实地进行考察和测量,合理建立筑结构标准刚度体系,根据实际情况设计各部分的尺寸。在外,在实际施工过程中,也需要按照设计要求,控制好混凝土浇筑顺序。
(四)加强对混凝土浇筑后的养护
在完成混凝土浇筑施工后,应及时做好养护工作,这是减少混凝土结构应力变化的主要途径。在正常情况下,需要在混凝土浇筑后12h内采取相应的养护措施,控制混凝土表面的温湿度条件。具体养护措施的选择,则要充分考虑环境影响因素,在保温和保湿的同时,也应根据施工地区的气候特点,做好防雨、防冻等方面的措施,并设计具体的养护时间。在养护过程中,需要安排专门人员到现场进行看管和记录,避免因人员方面的破坏,导致养护措施失效。
四、结语:
综上所述,建筑结构设计对其使用安全有直接影响,通过对建筑结构裂缝问题的产生原因进行分析,可以为结构设计提供参考,通过提前制定应对措施,降低建筑结构裂缝的发生几率。在此基础上,通过严格按照设计要求进行施工,并采取有效的养护措施,可以提高建筑结构施工质量,对可能引发裂缝问题的因素进行有效控制,从而提高建筑结构承载力,满足其功能和性能需求。
参考文献:
[1]姜巍,郜志远.建筑结构设计中的裂缝原因分析及改善措施[J].建材与装饰,2018(09):58-59.
[2]王恒泰.建筑结构设计出现裂缝的原因及对策[J].住宅与房地产,2018(05):60+62.
[3]刘宏.建筑结构设计中控制裂缝的措施[J].山西建筑,2018,44(02):34-35.
[4]代小利.建筑工程结构设计中的裂缝问题[J].住宅与房地产,2017(36):106.
关键词:建筑结构;设计;裂缝;原因;对策;分析
一、建筑行业作为我国重要的支柱产业,需要对其结构设计予以严格把控,避免并减少裂缝的产生,提升建筑施工质量,让建筑行业在新时代的发展中越来越好,使其真正起到推动时代发展的作用,让建筑行业为改善百姓生活质量服务。
二、建筑结构设计出现裂缝的原因
(一)荷载较大产生裂缝
伴随着时间的推移,在荷载的作用下,钢筋混凝土会生成裂缝,该现象被称为荷载裂缝。该现象的产生,除了有机构构建的重量影响之外,还与建筑物之间的重量存在一定关联。针对抗裂性这一性能,在开展结构设计工作的过程中,应当对建筑物需要长时间承受荷载的因素进行考量。例如,办公建筑的荷载设计标准中,我国的荷载设计值相比其他国家的荷载设计值低,然而与其他国家混凝土强度的设计值相比较,我国混凝土强度设计值又比较高。因此,其他国家混凝土的荷载能力明显高于我国,我国普遍存在着建筑结构出现裂缝的情况。
(二)温差较大产生裂缝
在开展建筑物施工工作的过程中,由于大体积混凝土生成的大量水化热、大气温度变化、附近环境温度过高等因素,都会导致温度裂缝的出现。大部分房屋建筑都是由砌体与混凝土构成。在结束浇筑的硬化过程中,受到水化热作用的影响,在短时间内混凝土温度会出现升高的情况,而砌体温度则未发生变化,致使混凝土与砌体间存在着温差情况。由于房屋结构与结构之间存在着一定的约束作用,混凝土与砌体属于两种不同的材料,二者的线膨胀系数也就有所不同,一旦出现温度变化,屋面与墙体之间就会生成温度内应力,温度与内应力之间成正比关系。一旦建筑物某部位的温度应力高出其抗拉或抗剪极限强度,温差裂缝就会出现。
(三)地基不匀产生裂缝
利用基础能够将房屋本身的自重及其所承受的荷载传递至地基,在上部荷载作用下,依据某一角度,地基用力会不断地进行扩散,深度越大,其扩散范围就越大。在相同的深度中,中间位置应力最大,并不断向两边逐渐减小。加之地基土体自身就具备非均质性,房屋地基应力分布,自然而然也就缺乏均匀性,致使房屋地基很有可能出现不均匀沉降的情况,致使建筑物墙体产生开裂状况,倘若不注重开展加固处理工作,墙体裂缝会变得更加严重,极有可能引发纵墙倾斜。
(四)使用结构影响
在混凝土结构施工过程中,由于施工工艺和技术的不断进步,目前施工形式越来越多,传统多孔板施工方式逐渐被现浇施工所代替。现浇结构的优势是承载力高、综合性强,因此已经在建筑功能过程中得到了较为广泛的应用。但是在实际施工过程中,可能因现浇结构的刚性增加问题,导致现浇板与建筑墙体结构无法保持一致,在这种情况下,混凝土裂缝容易出现在墙体刚度薄弱环节。因此,在混凝土结构设计过程中,还要充分考虑工艺选择以及可能产生的影响。
(五)应力影响
应力也是混凝土结构裂缝的主要影响因素之一,比如混凝土结构如果出现异常收缩,包括因塑性、干燥、碳化等硬化过程引发的应力不均匀分布,容易造成局部开裂现象。在混凝土结构硬化过程中,水汽会不断蒸发,导致浇筑完成时的体积出现收缩,在基座底部限制下,随着结构收缩的增加,支座约束力也会增加,最终高导致混凝土板发生断裂。在拉锯力量过于集中的情况下,混凝土板会从中间位置出现开裂,而且混凝土结构中还有未完全凝固的部分,也会导致裂缝的出现。因此,应力变化对混凝土结构裂缝的影响较大。
三、建筑结构设计出现裂缝的解决方法
(一)使用有效的温度裂缝控制方法
针对上述建筑结构设计可能出现的裂缝问题,首先要对混凝土结构进行合理选择,根据工程实际情况及相关标准要求,确定工艺形式,做好细节控制。在此基础上,需要全面考虑各方面影响因素,提前采取有效的应对措施。首先对于对结构裂缝影响较大的温度裂缝问题,在结构规划布局过程中,设计人员应遵循简单实用的原则,避免出现较多的不规则结构,包括结构凹凸变化等。如果存在不规则结构,在温度影响下,更容易出现裂缝。同时应合理设计混凝土结构每部分的尺寸,在保证满足设计规范要求的基础上,尽可能减小温度伸缩和建筑结构长度的差距,使材料变形控制在一定范围内,避免因温差引起的拉应力导致材料变形过大,产生结构裂缝。
(二)控制施工材料的质量
在建筑结构设计过程中,必须对混凝土原材料进行合理选择,并对原材料质量进行严格控制。但是从工程实践情况来看,原材料质量往往是一个容易出现问题的环节。在结构设计过程中,需要对原材料质量作出明确规定,并将设计要求落实到实际施工过程中的材料管理环节。严禁施工企业为降低施工成本,选择廉价、劣质的材料。不仅要在现场管理过程中加强材料质量检查,在设计阶段,也应明确其搭配品种和规格。特别是对于混凝土性能有直接影响的水泥、砂石骨料等原材料,必须经过严格审核,并尽可能使用优质的材料,比如低水化热水泥,降低材料自身可能引发的裂缝问题几率。通过做好材料质量控制,能够有效控制因塑性形变引发的结构裂缝。
(三)確保结构尺寸设计的科学合理性
以往在工程实践活动中,出现结构裂缝问题的主要原因是前期的结构设计不合理。设计人员没有按照要求,到施工现场进行考察,对使用的材料也不够了解,单方面的按照相关标准规范要求进行设计。在这种情况下,建筑结构尺寸与现场实际限制条件不符,一方面容易影响施工的正常进行,另一方面也容易因盲目施工而引发结构质量问题。因此,在工程结构设计活动中,需要尽可能详细的采集现场数据,到实地进行考察和测量,合理建立筑结构标准刚度体系,根据实际情况设计各部分的尺寸。在外,在实际施工过程中,也需要按照设计要求,控制好混凝土浇筑顺序。
(四)加强对混凝土浇筑后的养护
在完成混凝土浇筑施工后,应及时做好养护工作,这是减少混凝土结构应力变化的主要途径。在正常情况下,需要在混凝土浇筑后12h内采取相应的养护措施,控制混凝土表面的温湿度条件。具体养护措施的选择,则要充分考虑环境影响因素,在保温和保湿的同时,也应根据施工地区的气候特点,做好防雨、防冻等方面的措施,并设计具体的养护时间。在养护过程中,需要安排专门人员到现场进行看管和记录,避免因人员方面的破坏,导致养护措施失效。
四、结语:
综上所述,建筑结构设计对其使用安全有直接影响,通过对建筑结构裂缝问题的产生原因进行分析,可以为结构设计提供参考,通过提前制定应对措施,降低建筑结构裂缝的发生几率。在此基础上,通过严格按照设计要求进行施工,并采取有效的养护措施,可以提高建筑结构施工质量,对可能引发裂缝问题的因素进行有效控制,从而提高建筑结构承载力,满足其功能和性能需求。
参考文献:
[1]姜巍,郜志远.建筑结构设计中的裂缝原因分析及改善措施[J].建材与装饰,2018(09):58-59.
[2]王恒泰.建筑结构设计出现裂缝的原因及对策[J].住宅与房地产,2018(05):60+62.
[3]刘宏.建筑结构设计中控制裂缝的措施[J].山西建筑,2018,44(02):34-35.
[4]代小利.建筑工程结构设计中的裂缝问题[J].住宅与房地产,2017(36):106.