刍议建筑结构设计出现裂缝的原因及控制措施

作者:未知

  摘 要:本文阐述了建筑物防止裂缝出现重要性,对建筑结构设计出现裂缝的原因进行了详细分析,同时深入探讨了建筑结构设计中裂缝的控制措施,以供参考。
  关键词:建筑结构设计;裂缝原因;控制措施
  前言
  建筑结构细节设计体现了建筑的整体设计质量,而建筑出现裂缝不仅会影响建筑结构细节设计的质量,还会直接影响建筑的美观性,同时带来安全隐患,因此,有必要对建筑结构的裂缝问题进行详细分析。
  1建筑物防止裂缝出现重要性
  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。倘若出现深层裂缝,在某种程度上会对建筑物质量造成损害。如果长时间不对其进行处理,即便是表面裂缝也会演变为深层裂缝,进而对建筑物造成不可估量的伤害。由此可见,防止建筑物裂缝出现具有至关重要的作用,必须予以高度重视。
  2建筑结构设计出现裂缝的原因
  2.1温度影响
  许多建筑工程的结构裂缝都是垂直产生的,与墙体实际高度相当,一般裂缝宽度不超过 0.3mm,超过 0.3mm 则容易引发结构安全问题。从裂缝产生位置来看,多数出现在墙体中部,极少数出现在墙体边界。一般在拆除模板后的一段时间是结构裂缝集中出现的时间,这充分反映出,建筑混凝土结构裂缝受温度变化影响较大,当混凝土结构内外温差较大时,容易产生裂缝,对建筑美观性和使用安全性造成影响。温度作为混凝土结构裂缝的首要影响因素,在浇筑完成后,内部热量无法及时散出,温度较高,如果与外部温度产生过大差距,则会使混凝土结构出现早期裂缝。由温差产生的内外应力不同变化,会使混凝土实际承受的拉应力超出其抗拉能力,最终形成裂缝。
  2.2塑性变形影响
  建筑结构设计出现裂缝问题对建筑有多方面危害,首先从裂缝类型来看,可以将其分为三类:①表面裂缝,这种裂缝只存在于混凝土结构表面,危害相对较小,但如果未对其进行及时处理,也会逐渐加深。②深度裂缝,虽然不会对建筑结构造成破坏,但会显著降低建筑质量及承载力,如果建筑受到较强的荷载或外力作用,容易出现结构危险。③危害性最高的穿透裂缝,这种裂缝容易改变结构受力情况,进而引发结构坍塌、倾覆等危险。这些裂缝问题都可能是由于塑性形变影响造成的,在混凝土结构硬化前,实际处于塑性状态,再加上钢筋、骨料粒度等不符合标准规范,容易导致混凝土结构出现不规则裂缝,而且深度一般较大。
  2.3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環节。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。
  2.4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。
  3建筑结构设计中裂缝的控制措施
  3.1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。
  3.2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。在材料质量检查过程中,需要满足相应的抽样检查要求,采取合适的试验检查方法,并对结果进行记录,落实材料检查责任。
  3.3确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。特别是对于体量较大、比较复杂的混凝土工程施工过程中,需要考虑多方面影响因素,对施工工艺进行改进,并重视施工人员专业培训,使建筑混凝土结构施工质量能够得到持续性改善。
  3.4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。在观测过程中,如果发现裂缝问题,需要对其及时进行处理,分析产生问题的原因,不断积累经验,促进混凝土结构设计水平的提升。
  4结束语
  综上所述,建筑结构出现裂缝不仅会影响建筑质量,还会给建筑增加许多安全隐患,对居住者的生命财产安全造成威胁。因此,相关建筑单位应在在明确裂缝出现原因的基础上,优化建筑结构设计,从而提升建筑的稳固性与耐久性,降低裂缝发生概率,保证建筑质量。
  参考文献:
  [1] 李波.探讨建筑结构设计出现裂缝的原因及对策[J].建筑知识,2017(11):2.
  [2] 张涛.建筑结构设计出现裂缝的原因及对策研究[J].住宅与房地产,2018(11):93
  (身份证号130423198505100712)
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