摘要:在建筑工程设计中,结构设计非常重要,建筑结构引发裂缝的原因有很多,结构设计要严格依照工程外部环境与结构特征来探寻科学、合理的设计方案以及裂缝的解决对策。钢筋混凝土结构施工中,裂缝是最常见的质量通病之一,既影响工程质量,也一定程度上突出了结构设计的问题,建筑行业越来越注重在结构设计中加强对裂缝的控制,达到减少或者消除裂缝干扰的目的。鉴于此,本文主要分析建筑结构设计中裂缝的成因及相应的解决对策。
关键词:建筑结构设计;裂缝;原因;对策
前言:在建筑中使用最多的材料就是混凝土,建筑出现裂缝一般就是混凝土出现了裂缝。因此在建筑结构设计的过程中必须要严格把控混凝土的质量和用途。由于建筑物的功能需求不同,导致建筑结构不一样,因此就会使用不同强度等级的混凝土,在建筑结构设计的过程中,由于一些方案存在问题,就会导致混凝土出现裂缝,因此本文主要是为了研究如何防范裂缝的出现,最好可以在出现裂缝之前采取有效的措施,不断的提高建筑的质量。
一、建筑裂缝问题出现的原因
1、混凝土水化热
建筑裂缝问题主要体现在混凝土结构裂缝上,而对于混凝土结构裂缝而言,混凝土水化热是造成该问题的重要原因,混凝土在搅拌的过程中,水泥与水会发生水化热反应,释放大量的热,通常混凝土在搅拌的过程中,会逐渐将该热量发散出来,防止混凝土内部出现热应力。但是在现在的建筑混凝土施工过程中,为了提高混凝土施工的效率,通常会向其中添加大量的添加剂,使得混凝土迅速硬化,但是由于时间过短,使得由于水化热反应而产生的热量无法及时释放出来,在混凝土结构内部大量集中造成结构膨胀,然后在内外温差的作用下就会出现裂缝。这种水化热造成的裂缝,对于一些大体积的混凝土结构而言是十分常见的。
2、地基不匀产生裂缝
在利用基础的情况下,能够把房屋本身的自重以及所承受的荷载传递到地基,且在上部荷载的作用下,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。且同深度中,应力以中间位置最大,向两边递减。再考虑到地基土体的非均质性,房屋地基的应力分布也会缺少均匀性。这样一来,房屋地基就容易发生不均匀沉降,建筑物的墙体也随之发生开裂现象,加上不注重开展加固处理工作,墙体裂缝的问题就会愈发之大,极易导致纵墙倾斜的状况。
3、温度应力的影响
在建筑工程之中,温度应力则是影响建筑工程结构出现裂缝的关键因素,但是引发温度应力出现变化的原因,主要集中在建筑工程的约束应力与自生应力之上。建筑结构内外温度之间的差异,会导致建筑结构物出现自生应力,经常性的会发生在部分尺寸相对较大的构件之上。在早晚温差过大或混凝土表面受热不均,那么建筑物的自生应力就会逐步的引发裂缝的出现。另外在实际设计方案中,既没有设计相应的保护措施,也没有注明预防温度裂缝的内容,只是按照施工人员自身的实践经验控制温度裂缝。
4、荷载裂缝
荷载裂缝和非荷载裂缝对比突出了裂缝承受的巨大压力,也表现了其作为建筑中结构的重要性。而在现代的建筑荷载标注中,大部分向西方建筑学习,而现实中建筑荷载预估值普遍偏低,且混凝土结构的使用频率又相对高,其反差导致了行业制定的标准无法与实际建筑对应,最终导致了荷载裂缝广泛存在于大部分建设。而为了敷衍质检,而照搬行业所制定的荷载标注。没有考虑我国的混凝土使用情况。其结果就是产品结构抗裂性没有达到标准,甚至较差,这一问题多出现高层建筑中。
二、建筑结构设计中的裂缝控制措施
1、对于原材料的选材要十分严谨
根据有关数据表明,由于在建筑结构设计时,没有明确对原材料的要求进行规定,所以产生质量问题的情况会相对较多,部分企业为了能够获得更加高额的利润,在选购原材料时往往会选择一些廉价的材料,如此以来产生质量问题也就见怪不怪。所以,要想有效防止该情况的发生,可以在设计时就对各种材料的要求做出明确规定,相关部门必须严格按照有关要求标准来选择原材料。
2、控制施工过程中的混凝土浇筑程序
在建筑结构设计时,需要严格控制好混凝土的浇筑施工环节,尤其是要注意相关的事项,浇筑的顺序和手法都要由专业人员进行指导和操作,避免因为浇筑的错误导致质量降低,尤其是不标准的浇筑技术会导致裂缝的出现。在浇筑施工的过程中,要注意这一技术的技巧性,尤其是要保证施工人员的素质,施工的过程要有专门的人员进行监督,日常培训中也要注意浇筑技术的培训,重点是要保证施工中浇筑的可靠性。对于结构设计人员,可以聘请专家教授或者是外出培训的方式,由于这一专业的学习需要一定的时间和技巧,尤其是不同的设计人员水平不同,这就要结合个人情况进行分析,比如一些比较有潜力的设计人员应该重点培养,使其成为企业中的设计专家,这样不仅有利于提高建筑设计质量,还能在今后的企业发展过程中提出更多的建议,促进企业的经济发展。
3、控制温度裂缝的有效措施
关于控制温度裂缝,相关的建筑工程结构设计人员需要做到在设计结构布局时使设计相对简单,不要加入过多的凹凸结构,这样能够防止及控制由温度因素产生的应力所导致的裂缝。根据建设项目所要求的高度及长度保证设计的结构能够满足标准,只要降低温度的变化与建筑物的关系,确保材料在安全的范围内形变,这样就能使温差较大引起的结构变形所产生裂缝的问题得到有效的解决。
4、规范结构受力设计
建筑结构设计中,应该加强受力平衡的控制。建筑结构受力设计中,应以建筑整体为原则,维护结构受力的规范性。建筑设计师应熟悉掌握结构的基本受力原理,保持受力分析与受力图的一致性,明确建筑结构的内外效应。建筑结构受力设计中,需要注重强度、刚度及稳定性,例如:某 20 层办公楼结构设计中,设计师提高了构件抵抗力学破坏和抵御变形的能力,通过构件消除受力不足造成的结构裂缝,促使构件在外力干扰的作用下,保持原有平衡的状态,由此即可规范建筑结构的受力平衡,预防受力不平衡引起的深度裂缝。
5、提升混凝土的浇筑养护工作
混凝土的具体维护工作是建设项目中非常容易忽视的地方。在正常情况下,现场施工要根据实际的混凝土养护时间的硬性规定,在浇注施工完成后 12h 内采取特定的维护上的具体措施,确保混凝土的质量,保温和湿气固化是相对良好的维护方法,以及实际的混凝土养护期间将受到材料的影响和实际施工环境的因素影响,所以混凝土的养护时间需要根据实际情况来确定,需要保护混凝土在实际维修过程中有效地控制湿度和温度,需要测量和记录。
三、结论
建筑结构设计的过程中,除了基本的设计工作之外,要保证建筑的质量不受到影响。因此就要对裂缝问题更加的重视,尤其是要注意施工现场的环境,对湿度和温度进行及时的检测,保证建筑结构的稳定性。在建筑结构设计的同时,要保证设计方案的科学,同时要准备好应急方案,保证在出现问题的时候可以及时的解决,不断的提高建筑的质量。
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