摘要:随着社会的发展,人们对于建筑物的要求也不断提升,结构和质量方面的要求都在不断提升,尤其是当前的外界环境等方面都发生了许多变化,原本的施工技术与当下的施工环境方面产生了较大的差别。裂缝问题在建筑工程结构设计中是最常见的问题之一,本文基于建筑结构设计中控制裂缝的措施展开论述。
关键词:建筑;结构设计;控制裂缝的措施
引言
现阶段,建筑行业的整体发展趋势越来越明朗,在城市化建设发展过程中,大量的建筑工程被不断新建起来,为提高人们的生活质量和生活水平提供了重要的保障。在建筑工程结构当中,混凝土材料是比较常见的施工材料,混凝土施工质量直接关系到了整个工程结构的安全性和稳定性。由于建筑结构在设计工作的相关特性,如果在设计工作中存在误差问题,很有可能会造成建筑结构出现不同程度的裂缝,对建筑体的整体安全性和稳定性形成了严重的影响,同时在后续的使用和居住过程中,对人们的人身安全也形成了重大的威胁。
1裂缝的特点
裂缝的问题已经严重影响到了建筑工程后期使用的过程,需对裂缝进行认识和分析,充分了解裂缝的特点,并针对裂缝的特点进行处理和预防工作,保证结构符合正常使用的规定。裂缝的特点:(1)裂缝的方向多为竖向,其长度与墙体的长度有着密切的联系,在中间墙的施工部位容易出现宽裂缝的现象,由此向两侧进行延伸直到最终消失;(2)裂缝一旦出现会产生蔓延的效果,继而产生更多宽度小的裂缝,并会不断发展;(3)裂缝的分布呈现出中间墙体裂缝集中、两端较少的现象;(4)从裂缝的出现时间分析,裂缝在拆模前后出现较为集中,温度变化也容易引起裂缝;(5)裂缝在空气中暴露会加速裂缝宽度增大。在进行墙体裂缝的修补工作之后,也会对防水等效果产生影响。
2裂缝的分类
了解工程结构裂缝的分类,有助于我们快速了解工程裂缝原因并进行处理。一般来讲,工程结构裂缝出现的原因如上文所说,具有一定的复杂性,这也就导致了工程结构裂缝的分类也具有一定的复杂性,一般来讲,我们习惯将工程结构裂缝分成结构性裂缝和非结构性裂缝两大种类,当裂缝的构建强度不达标的时候,裂缝持续开裂,可能形成规律性裂缝,这样的裂缝对于房屋建筑强度的影响十分巨大,进而影响房屋建筑的安全性。除此之外,按照成因进行分类,工程结构裂缝又可以分成混凝土收缩裂缝、温度型裂缝及沉降型裂缝三种。而根据裂缝出现的具体部位的不同,也可以将其分为支座负钢筋下沉裂缝、板上沿梁裂缝等。
3裂缝的产生原因
3.1材料因素
混凝土是由水泥、骨料、水及一些气泡组成的多相非均匀复合材料。由于各种材料的力学性能存在差异,在混凝土硬化过程中,混凝土内部产生粘着细微裂缝,包括骨料与水泥浆粘结面上裂缝、水泥浆裂缝和骨料自身裂缝。这些裂缝呈现不规则分布,一般情况下不贯通。微观裂缝的存在是材料固有的物理性质,是不可以避免的。钢筋混凝土构件在使用过程中,钢筋和混凝土协同工作,二者的弹性模量不同,导致变形不同步。如果混凝土承受的拉应力大于混凝土的抗拉强度,这些细微裂缝会相互贯通,裂缝宽度迅速增大,当裂缝宽度超过0.05mm时,便产生了肉眼可以看见的宏观裂缝。
3.2温度差异
钢筋混凝土结构依然是我国建筑结构主要采用的形式,建筑以混凝土材料为主体,就面临着混凝土材料与其他建筑材料的线膨胀系数之间的差异,加之外界环境的变化因素影响,容易在建筑物中产生温度裂缝的现象。混凝土材料具有热胀冷缩的性质,在温度的影响下,因内外部混凝土的膨胀系数不同,造成了内外受力不均继而产生裂缝。此类因为热胀冷缩而引起的裂缝是日常施工中十分常见的一种裂缝形式。
为有效防治温度裂缝的出现,可以结合施工实际选用特定的技术及材料来降低结构内外温差,以达到降低相关裂缝出现的目的。
3.3荷载因素
建筑钢筋混凝土结构在建设完成之后,由于受到外部荷载的影响,经常会产生不同程度的混凝土结构裂缝。由于外部荷载压力会对钢筋混凝土结构形成不同程度的应力作用,如果结构长期处于一种不均匀性应力作用下,随着使用年限的不断增长,建筑结构当中会出现不良的混凝土裂缝。由此可以看出,建筑结构裂缝问题和建筑结构的动静荷载以及应力影响有着密切的关联。
4现浇混凝土裂缝的控制措施
混凝土结构裂缝是非常常见的一种房屋建筑工程结构裂缝,需要我们在施工的过程中进行重点预防和控制,在实际的施工过程中,主要从选料、搅拌和施工三个方面对混凝土结构裂缝进行控制。选料方面,主要是控制水泥、外加剂、骨料的质量,另外,原材料也要根据工程的实际情况和外在环境进行具体的选择。在混凝土搅拌过程中,要确保混凝土原料的比例与实际施工环境和施工需求相适应,选择合适的外加剂和添加比例,能够很好地提升混凝土材料的抗裂缝能力。最后,在实际的施工过程中,要时刻注意环境温度的变化,并做好混凝土材料的养护工作。
4.1注重房屋结构的整体设计与构造措施
结构设计人员在进行建筑结构基础设计的过程中,应当充分熟悉地质勘察报告,了解场地土质,选择合适的基础形式,防止基础不均匀沉降而引起结构内部拉应力的产生;在上部结构设计阶段,要对结构模型进行精确的计算和反复的检查,以免出现遗漏的情况,对于荷载裂缝要有明确的公式进行计算,工程设计必须满足承载力极限状态及正常使用状态,杜绝有害裂缝,减少或避免不影响使用的混凝土表面裂缝。同时对于伸缩缝、后浇带要按《混凝土结构设计规范》和《建筑抗震设计规范》的要求合理设置,伸缩缝的设置要在规范要求的最大间距内,基于实际工程场地环境情况及建筑物结构特点来调整伸缩缝的间距,另外结构工程师还要对钢筋配置合理选择,结构构件特别是容易出现裂缝的薄壁构件一方面要满足裂缝计算结果,另一方面还应注意构造钢筋的直径大小和数量的选择。
4.2结构配筋设计措施
在混凝土结构材料中,存在着非均匀性特征,因此,在拉力作用下,相关的截面会产生不同类别、大量的不规则的应力集中点,如果这些应力集中点积累到一定的高度和强度,那么就会发生变形的情况,如果变形的情况没有得到改善,持续加重,那么最终就会出现裂缝;因此,为了有效避免变形和裂缝的产生,在设计的过程中,需要选择合适的配筋数量,一方面可以实现降低混凝土内应力的作用,另一方面,如果增加混凝土出现裂缝,可以进一步增加了混凝土的极限拉伸效果。
结束语
在建筑工程中对房屋裂缝的防治是非常必要的,建筑设计与施工、建筑材料等因素对建筑物裂缝的影响是相互联系并相互制约的,必须系统地考虑。在实际工程中,设计与施工人员应当结合现场施工需求以及产生房屋裂缝的因素入手,做好科学合理的设计和规范施工,尽可能避免裂缝的产生或者能够有效控制裂缝的发展在允许范围内,并在施工中采取有效的预防措施,防止在后续使用中建筑物出现裂缝的问题,保证建筑物安全投入使用。
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