建筑工程结构设计中的裂缝问题探究

建筑工程结构设计中的裂缝问题探究

湖北晓阳市政工程有限公司湖北441200

【摘要】建筑物质量的高低对于保证人民生命财产安全有着至关重要的作用。因此,为了有效防止建筑物裂缝的出现,保证建筑物整体质量,我们必须高度重视在建筑结构设计中出现的裂缝问题,在建筑施工应该做到科学设计、合理施工、注重细节、严把监督关,并使用科学的养护手段实现建筑物质量实现质的飞跃。

【关键词】建筑结构;裂缝;解决措施

一、建筑结构设计中可能出现的裂缝类型以及原因分析

1、塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝通常出现在建筑物的表面,但是塑性收缩裂缝的形成受到很多环境因素的影响,但是分析其产生的多种因素,发现当混凝土表面的水分出现蒸发过快,或是模板吸收水分过快是导致塑性收缩裂缝产生的主要原因,也就是说在建筑结构混凝土浇注之后,在塑性状态下混凝土表面的水分会出现蒸发过快的现象,同时,又由于在浇注后没有及时的将建筑物表面进行有效覆盖,进而导致裂缝的出现。这种情况在天气恶劣的情况下更容易发生。

2、地基不均匀下沉

一般来说,地基沉降不均匀现象的出现有很多原因,客观原因、主观原因所占比重均较大。客观原因有:建筑物地基土层分布不均、土质差别较大等;主观原因有:地基处理及基础设计不当、地基处理方式过多、平面变化造成楼面荷载不均、建筑物纵墙刚度过低、建筑设计不规范等原因都会导致地基不均匀沉降问题的出现。

3、钢筋锈蚀

通常建筑钢筋表层会有一层混凝土保护层,但如果由于混凝土保护层质量、厚度等因素影响,使得二氧化碳、氯化物等与钢筋接触,将会对钢筋表面的氧化膜造成破坏,从而使得钢筋与氧气、水分发生化学反应,出现锈蚀问题。其次,由于钢筋出现锈蚀问题,钢筋与混凝土的握裹力也会随之下降,在整体上结构承载力的出现也将会导致其他裂缝的产生。

4、其他导致裂缝出现的原因分析

混凝土材料质量的不合格也是导致建筑物结构出现裂缝的主要原因之一。尤其是在经济利益驱动和诱惑下,建筑商为了获得最大的经济利益,会使用一些不合格的建筑材料。例如,在建筑施工,如果砂石的含泥量超过了规定的标准,就是使得混凝土的强度和渗性有所降低,最终导致混凝土干燥室产生网状裂缝。

除此之外,建筑裂缝也可以通过建筑的施工工艺产生。此种情况的发生多是由于人为因素造成的。但是需要注意的是,一旦在施工的质量中出现问题,通常会伴随着裂缝的产生。因此,在建筑施工的过程中也应该高度的重视施工工艺水平,以能够确保建筑质量的提高,这同时也是保证施工人员自身安全的基本措施之一。

二、控制建筑物结构设计中裂缝出现的措施

1、控制变形裂缝的策略

当出现变形裂缝时,可以在综合利用“抗”或者“放”的方式的基础上有效控制裂缝的进一步恶化和不良影响。其中,“抗”指的是在结构构件的某些部位上添加配筋,从而提升混凝土的弹性极限,而且还能够对混凝土的塑性变形加以控制。另外,配筋的适当添加可以改善混凝土的内部结构性能。而对于变形因素影响比较突出的结构需要综合运用“抗”与“放”两种方式,在施工时设置后浇带,后浇带的浇筑应当在大部分变形完成后在进行,以使得结构能够成为一个有机整体,从而对未完成的收缩与沉降变形予以有效抵抗。

2、科学进行建筑平面设计

在设计建筑平面时,应当保持平面的规则状态,以防止出现异常问题。当平面有凹口时,应当在边缘位置拉梁,并对周边楼板的厚度予以加厚,并添加配筋。另外,对房屋长度的控制必须严格依照标准进行,当长度超出部分不是很多时,可在其中间部位设置收缩后浇带间距保持在30米,以在墙、梁、板之间形成良好的搭配;而如果超出部分稍长,则需要进行变形缝的添加。当主楼与周围其他建筑的高差较大时,应当在建筑之间设置后浇带或沉降缝,以对因基础沉降而产生的裂缝形成有效控制。

3、严格控制和筛选建筑原材料的质量

在施工过程中,如果原材料一旦出现问题,那么则会严重的影响和延误施工进度和建筑物的整体质量。因此,为了能够有效的避免建筑裂缝的产生,必须严格的筛选和控制建筑施工所用的原材料质量。例如,可以在适量范围内,添加适量的外加剂,以达到改善水泥浆稠度的目的,进而能够提高实现混凝土拉伸度,从而减少建筑裂缝的产生。

4、有效控制建筑物的浇筑施工技术

在建筑施工中,可以通过科学合理控制混泥土浇筑过程来防止建筑裂缝的产生。在建筑施工过程中,一旦施工技术出现了问题,则会对建筑物的整体质量造成严重的影响。因此,在现代建筑的施工过程中,通常采用先进的施工工艺来提高建筑物的整体质量。而且,多年的实践经验和建筑事件也证明了,施工工艺的提高,以及科学合理的安排施工顺序,坚持分缝分块的原则进行施工,可以有效的提高建筑物的整体质量。除此之外,还要在建筑的过程中有效的处理好一些施工细节问题,以进一步的提高施工质量。

5、应用钢纤维混凝土控制结构裂缝

建筑工程结构设计当中控制结构裂缝可以通过在钢筋混凝土梁底部加入钢纤维的方式,在这一种方式下,钢筋混凝土梁中的钢筋能够起到抗裂作用,并让建筑结构达到设计要求。就钢筋钢纤维混凝土梁来说,掺入钢筋混凝土梁中的钢纤维提及率在1.0%-1.5%左右时,钢纤维混凝土层将会达到0.3倍左右的截面高,起到良好的裂缝控制效果。

其次,当钢纤维混凝土层达到0.3倍左右的截面高度之后,其弯拉性能几乎同全截面钢纤维混凝土梁相同。值得一提的是,由于钢纤维依靠粘合力给混凝土基体带来了一个反方向的作用力,能够有效缓冲混凝土基体裂缝端的应力集中问题,并使在荷载作用在裂缝端之后,防止结构构件过早出现开裂问题,改善和保障钢纤维混凝土构件的正常使用性能。更重要的是,由于钢纤维能够同混凝土共同承担截面上拉力,降低裂缝截面上的钢筋应力并起到良好的约束作用,从整体上可以有效提高建筑结构刚度及整体性。

6、合理进行配筋设计

为了有效控制构件的裂缝宽度,可以适当提高构件的配筋率。《混凝土结构设计规范》中,对于不同的板与梁的构件的配筋率和钢筋间距做出了具体的要求,配置板的受力钢筋,应以选择具有较小的直径和较密间距为原则,以减小构件的裂缝。因此,构件的配筋与间距设置必须严格按照规范中的相关规定予以确定,只有这样才能对混凝土结构的裂缝进行有效控制。而且,建筑的屋面传热系数应该保持在1.0W/(m2.K)以内,并对屋面板的结构进行双层双向配用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。

7、温度裂缝的预防控制措施

众所周知,在建筑工程结构设计领域,平面布置越规则、简单越好,最好不要出现过多的复杂结构,从而防止由于温度应力而产生墙体裂缝.其次,房屋的长高比必须要控制在相关标准之内,且建筑物构建长度应符合伸缩间距要求,确保房屋整体性符合要求,避免由于屋面集中而导致裂缝的出现。

其次,在结构设计当中,纵墙端部要尽量控制门窗数量,门洞、窗洞宽度、高度也需要得到严格控制,从而提高墙体的抗剪面积及能力,防止由于应力集中而导致裂缝出现。一般温度裂缝的出现大多是由于建筑结构内部由于温度变化及温差而产生的,从某种程度上来看建筑物保温层的性能高低将会直接影响到裂缝的产生。正因如此,建筑结构工程设计当中屋面保温层的设计必须要符合要求,满足保温性能,避免温度裂缝产生。

另外,从结构方面来看,可以通过提高墙体砌筑强度的方式提高墙体抗剪力。横墙、纵墙及顶层均可以通过设置圈梁的方式来巩固建筑结构的整体性。但需要注意的是,在设计顶层圈梁的过程中要严格控制好大小,防止由于墙体与圈梁间约束力而形成的水平推力,进而确保建筑结构的整体性。不仅如此还可以在墙体两端设置抗裂构造柱来提高墙体刚度、延性及整体性。

结束语

总而言之,在建筑工程结构设计当中裂缝是一个非常普遍的问题。但是由于导致裂缝出现的原因非常多,因此我们在具体的结构设计工作当中必须要充分考虑各类条件及因素,结合实际条件及问题,并制定出一套严格、规范、行之有效的结构设计方案及措施。除此之外,我们还应该切实加强建筑工程结构设计的监督管理水平,确保设计、施工单位规范操作、严格执行标准,确保建筑物的使用安全及质量。

参考文献:

[1]梅晔.试论建筑结构设计中控制裂缝的措施[J].科技创新导报,2014,01:47.

[2]安绍军.谈建筑工程结构设计中存在的问题及应对措施[J].中华民居(下旬刊),2014,02:34.

[3]孙文君.论建筑结构中控制裂缝的措施[J].科技风,2014,01:139.

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