建筑结构设计中的裂缝控制措施探讨刘诗宇

建筑结构设计中的裂缝控制措施探讨刘诗宇

深圳市宝安建筑设计院广东深圳518000

摘要:近十几年来,中国建筑市场的发展日新月异,全国各地的建筑工程在质量和数量上都有了明显的提高。在各类工程中,钢筋混凝土结构因其坚固、耐久、防火性能好等优点而被广泛使用。但这种结构也容易出现裂缝的问题,并且因为裂纹的区域不大,很难将其影响掌控在一定的范围之内,这些裂纹很容易就被外在条件或其他化学因素所干预,使得结构构件混凝土碳化程度加深,构件的保护层脱落,失效,甚至钢筋构件也会受到侵蚀,进而严重损害钢筋的强度和结构整体刚度,减少建筑物的使用期限。若情况恶化的话,还会出现塌方事故,造成巨大的安全隐患,浪费人力物力,所以,工程师及相关从业人员一定要对建筑结构设计中的裂缝控制进行专门的研究,并采取有效措施,以此提升建筑工程的质量。

关键词:建筑结构;裂缝控制;措施;探讨

前言:

钢筋混凝土结构在全国各地大大小小的工程中被广泛使用,不过,要使用此结构,不可避免地就会产生裂缝的问题,此问题会缩减建筑物的使用期限,阻碍建筑物的功能发挥。在经过相关人士的研究后发现,因为混凝土材料自身的特点等原因,开裂现象的出现是避免不了的。所以,为了满足建筑结构设计的标准,结构工程师在设计时,需充分考虑构件的受力机理、材料强度、环境因素,计算得出的理论裂缝值应小于规范要求的限值。施工团队也需根据自身的施工经验,采取必要措施将裂缝控制在标准的范围内。本文将对裂缝产生的原因和预防裂缝的措施进行重点探讨,以期对相关人士有所参考。

一、在建筑结构设计中出现裂缝的有害性

1.1结构构件的强度会降低

建筑结构中出现裂缝会使结构构件的强度降低,内部钢筋也会直接显露出来,在空气,水等多重因素的作用下,结构整体的强度系数就会降低。并且反过来讲,结构构件强度降低也会使裂缝问题更加严重,工程也会进入到一个无限恶性循环的状态,大大降低了建筑结构的稳固性。

1.2建筑的刚度性能被弱化

一旦建筑物的结构出现超出标准限值的开裂,裂缝的截面处就会出现程度不一的延伸上移,与此同时,裂缝的宽度也会扩大,结构构件应力状态就会发生改变,导致建筑刚度大幅缩减,往往出现影响正常使用的变形,进而降低工程质量。

二、裂缝控制在建筑结构设计中的地位

建筑结构的设计一般都是由各类工程材料完成的,它们能够承担各种力,可被看做是建筑物的骨架。至于建筑结构中裂缝的出现,原因有很多种,随着时间的推移,裂缝也会产生一些变化,宽窄不一。很多工程师和施工人员都明白裂缝出现是一个无法避免的状况,也是建筑市场上常见的现象。但是因为大多数客户并不从事建筑行业,对裂缝的认知也不深刻,在看见建筑上的裂缝时,自然而然地就会认为建筑质量不合格。这样的投诉经常会出现,但也不一定都是客户的认知问题,有些时候也确实是因为建筑的结构设计中出现了纰漏,才使客户不满。所以,为了满足客户的要求,创造出美观,质量好的建筑,结构工程师在设计时,应当严格按照现行规范标准对结构构件进行正常使用极限状态的验算,施工团队也应当要加强对裂缝的控制。加强控制,不仅能够将裂缝控制在一定的范围,还能提升建筑物的质量和建筑公司的口碑,更甚,还能改善大众对建筑行业形象的看法。因此,在建筑结构设计中,裂缝控制是一项关键工作,也是工程师和相关从业人员需要去想办法改善的问题。

三、在建筑结构中出现裂缝的原因

3.1图纸设计不合格,操作不达标

裂缝产生的原因有很多种,图纸设计不合格,操作有问题等都是影响因素。假如工程师在设计建筑结构的时候,对构件尺寸的计算和材料种类的选择中出现了偏差,那受力结构自然就满足不了标准规定的强度和刚度要求,继而就会在施工或者使用时出现裂缝。再者,施工中没有按照标准规定执行的话也会使建筑结构出现裂缝。比方说,混凝土搅拌不充分、混凝土浇筑时内外温差过大、混凝土浇筑后没有按要求进行养护,均容易产生裂缝。

3.2温度变化

温度变化也是让建筑物出现裂缝的一个重要原因,若是建筑物被外在的高温所干扰,混凝土结构会面临冷热交替的问题,再加上温度应力产生的膨胀作用,一旦结构构件承担的应力应变超出了材料自身的容许值,就会产生开裂的情况。

3.3水化热

混凝土在浇筑的时候,会使用各种添加剂,比方说速凝剂等,这样混凝土在硬化的前期或末期就会出现更大的水化热,使得混凝土膨胀增加,变得干燥,出现开裂。然后,针对那些体积和厚度都比较大的混凝土,往往容易使得水化热在内部聚积不易散发,导致结构内外温差过大,出现热胀冷缩,而使得混凝土的表面出现一定的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限值,表面的混凝土就会被拉裂。

四、在设计建筑结构时应对裂缝的方法和策略

4.1掌控好工程材料的选择

工程材料的选择关系到工程项目的质量,成本和使用期限。为了保证质量,贴合设计意图,正确的选择材料的种类十分重要。比如大体积混凝土浇筑,就应当选择水化热低的硅酸盐水泥或者矿渣硅酸盐水泥。再者,施工团队在选取材料时,一定要按国家规定的具体要求来执行,不能只为了节省成本而选择那些假冒伪劣的次品,在选择完材料之后,再进行细致的优化和处理。另外,对建筑材料也要进行严格的检验和监督,保证其防晒,防水和防火,使其尽可能地免除外部环境的影响。

4.2关于温度裂缝的应对策略

在建筑结构设计当中,建筑的平面设计要尽可能地符合标准,不能太过花哨,以防温度应力过于集中,出现开裂的现象,对于体型过长的建筑可设置伸缩后浇带或者变形缝进行分隔,减轻温度应力的影响。从深入点来讲,所谓的温度裂缝,就是面板,墙体和环梁之间的温度发生了变动,继而再经由变形的影响,产生裂缝。在工程施工中,保温层的效用是否能够充分发挥直接影响建筑内外温度应力变化幅度,所以,施工团队一定要严格控制建筑表层的保温参数,确保其能够满足各项设计要求。假如在施工的时候混凝土裂开,可以从温度方面进行检查。搅拌混凝土的时候,最好加入一些冷水,以降低砂砾的温度。假如施工时间是在夏季,就可以从混凝土的厚度上下工夫,提高其散热能力。针对大体积混凝土的特点,为了降低其温度,要采用冷水管,当然,混凝土入模温度也要掌控好。

4.3关于结构设计中裂缝的应对措施

结构的设计一定要保障其整体的刚度,避免因为没有进行均匀的沉降而使混凝土内部结构产生剪应力和拉应力,降低结构担负温度应力的性能。然后,在容易出现裂缝的区域,采取必要的控制措施。比如建筑的外墙角、悬挑板阳角设置放射筋,高度较大的梁设置侧面构造钢筋,主次梁相交处在主梁受集中力作用处设置附加横向钢筋,跨度较大的板及屋面板钢筋双层双向拉通设置等。只有这样才能更好地控制建筑结构的裂缝宽度,满足建筑的正常使用要求,

五、结束语:

建筑物与人们的生活和工作息息相关,所以,人们对建筑质量也有了愈来愈高的要求。要在建筑结构设计中预防裂缝的产生,就要将任何可能致使裂缝产生的因素都考虑到,还要格外关注一些设计细节。在施工时,还要掌控好工程材料和施工技术的选择,对预防裂缝产生采用多种科学合理的方法措施,尽可能地提升建筑物的质量安全和耐久性能。

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