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摘要:裂缝是建筑工程中极为常见的现象,也是困扰建设结构设计人员的技术难题,并且具有一定的复杂性。虽然在很多的建筑结构设计中都无法避免裂缝,但是只要严格按照规范和标准进行设计,并且综合考虑形成裂缝的原因,优化结构设计,能够对裂缝进行有效控制,减少建筑结构裂缝,从而提高建筑结构设计质量,满足消费者需求。
关键词:建筑;结构设计;控制裂缝
前言
我国经济的发展加快城镇化建设进程,人们对建筑物的需要也随之发生变化,促进建筑行业的发展。人们对建筑物的质量要求越来越高,而裂缝是人们最不想看见的质量问题,这就需要在建筑结构设计中控制裂缝,尽量减少裂缝的形成,提高建筑工程的设计质量和施工质量。本文从建筑结构设计中出现裂缝的原因、控制裂缝的意义以及方法三个方面进行分析。
1、建筑结构出现裂缝的原因
建筑结构出现裂缝的原因较多,可以根据裂缝的类型分析其出现的原因。图一是混凝土裂缝。(1)塑性沉降裂缝,这是建筑结构中比较常见的裂缝类型,形成的原因是建筑结构在浇筑混凝土时,骨料沉降的控制不合理,导致沉降时受阻,从而影响混凝土质量,形成裂缝。塑性沉降裂缝一般发生在浇筑施工的半小时至三小时,此时的混凝土处于塑性装填,如果进行洒水作业,就会在其干涸后出现走向不同的裂缝。(2)塑性收缩裂缝,是指建筑机构在完成混凝土浇筑施工之后,在其塑性状态下水分快速流失,如果在浇筑的四个小时之内没有进行有效覆盖,加之风速过大、温度过高等原因,混凝土表面的水分很快就会被蒸发,造成模板快速吸收水分,强度降低,从而产生裂缝。(3)温度裂缝也是建筑结构中常见的裂缝,主要是在浇筑施工之后水泥内部温度很难散发,导致其温度过高,而内外较大的温差使其产生裂缝。具体如下图所示。
2、建筑结构设计中控制裂缝的意义
在很多的建筑结构设计师和施工技术人员看来,建筑结构裂缝是不可避免的一种现象。但是,消费者不这样认为,只要看到裂缝,就会认为建筑物质量不合格,与建筑商之间产生纠纷,甚至会投诉。很多消费者不会从事与建筑有关的工作,对建筑结构裂缝的理解也不全面,但消费者认为出现裂缝就是建筑物存在质量问题,这一点没有得到设计人员和施工人员的重视,才会出现消费者集体对建筑物质量产生不满。这也说明,只有提高建筑结构设计质量,有效控制裂缝,才能建设出消费者满意的建筑物。建筑结构设计中控制裂缝的分析,不仅能够提升行业在社会上的形象,还能够提升圣体设计水平,使我国的建筑行业有更好的发展机会,并且为消费者提供优质的建筑物。
3、建筑结构设计中控制裂缝的方法
3.1优化结构配筋设计
在建筑结构设计中,适当提高配筋率能够控制裂缝,而混凝土的结构设计中也规定承受拉力钢筋的最低配筋率,并且板、梁等构件的配筋率需要结合建筑的功能、使用年限和质量要求等因素有所不同;同时,板的受力钢筋在配筋时需要在适宜的情况下遵循直径较小、间距较密的原则,以便减小构件裂缝。此外,建筑物屋面的传热系数的最佳数值范围应低于1.0W/(M2·K),面板结构在配筋时最好是双层双向配筋,对于没有负筋区域的板面,可以采取支座负筋的方式进行设计,或者是在这个区域内设计钢筋网,并且钢筋网为双向,使其能够与板面的负筋相连。如果建筑结构采用四边嵌固形式的现浇楼板设计,此时板所受到的收缩约束就是双向力,在板的中间很容易出现贯穿裂缝,在四个角也会出现45°裂缝。因此,建筑结构设计人员应在面板应力比较集中的趋于设计双层双向且间距为100毫米的配筋,配筋范围需要达到板跨度的四分之一,也可以适当增加放射钢筋,以便在设计中有效控制裂缝。
3.2加强平面布置规则性
在建筑结构的设计中控制裂缝,需要保证平面状态规则,避免平面出现异常变化。首先,如果平面出现凹口,则需要在其边缘处增加拉梁,并且增加周边楼板的厚度,适当增加该部位的配筋率。其次,需要在结构设计中控制好建筑物的长度。如果长度超出标准范围,在超出幅度较小的情况下,可以在楼板和梁的三分之一跨接处设置一个收缩后浇带,其宽度应为1.9米,并且后浇带的间距需要达到30米;如果长度超出的范围比较大,就需要在设计中增加变形缝,以便保证建筑工程质量。最后,建筑结构设计的主楼和裙房之间,如果高度差值较大,需要在二者的中间设置沉降缝或者是后浇带,以便控制由于建筑基础沉降而导致的裂缝。由此可见,在建筑结构设计中控制裂缝,需要加强对平面布置规则性的控制,能够有效控制裂缝形成率,进而保证建筑物质量。
3.3选择适用的钢纤维混凝土
在建筑机构设计中控制裂缝,如果能够在钢筋混凝土梁的底部适当使用钢纤维,使其与钢筋工作作用,抵抗混凝土开裂现象,能够提高梁的抗裂性能,使其符合建筑结构的设计要求。如果建筑物使用钢纤维混凝土梁,选择的钢纤维提及率如果是1.0%组织1.5%之间,并且承受拉力区域内钢纤维混凝土层的设计高度应低于其截面高度,这样就能够减少结构裂缝的影响,降低其宽度。钢纤维混凝土构件能够改善建筑结构裂缝,是因为钢纤维能够利用自身的粘结力对混凝土结构产生的基体裂缝所产生的应力施加反向应力,从而缓解裂缝应力,控制裂缝发展,可以延长建筑结构的使用时间,延缓裂缝出现的时间。没有开裂的混凝土能够与钢纤维共同承担裂缝截面产生的拉力,降低截面钢筋承受的应力,从而约束裂缝的出现和发展,可有效提高裂缝处混凝土的整体性和构件的刚度。
总结
了解建筑结构设计中产生裂缝的原因、控制裂缝的意义,而后提出控制裂缝的几点措施,即优化结构配筋设计、加强平面布置规则性、选择适用的钢纤维混凝土等,这样能够有效控制建筑裂缝的形成,减少裂缝产生的不良影响。在建筑结构设计中控制裂缝,就需要掌握裂缝形成的原因,这样才能有针对性的解决问题,在设计中实现对裂缝的有效控制。
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