建筑结构设计裂缝成因及控制措施探析论文_陈炯辉

建筑结构设计裂缝成因及控制措施探析论文_陈炯辉

佛山市顺德建筑设计院有限公司 广东佛山 528300

摘要:建筑裂缝一直以来都是不可避免的工程问题,必须引起足够的重视。因此,在工程建设时,要及时了解裂缝的成因,并在设计及施工时做好相应的防治措施,才能有效确保建筑物的质量,以达到相应的安全性、承载力及耐久性。如果楼面和墙体出现裂缝,会导致建筑物发生渗漏,影响建筑物使用功能,且裂缝的出现会降低整个建筑的整体性能及抗震性能。

关键词:建筑结构设计;裂缝成因;控制措施

引言

在城市,持续增长的建筑规模,导致了建筑施工中诸多问题的出现,建筑开裂的问题就是最常见、最突出的问题。这个问题对工程安全造成了很大的危害,同时也降低了工程结构的刚度以及结构抗剪能力和强度,存在很大的安全隐患。因此有必要在进行结构设计时采取有效措施防止裂缝出现,确保建筑物的安全。在施工的过程中,提前做好防范裂缝出现的措施,提高建筑结构设计的水平,提升建筑的施工质量。

1.建筑结构设计中裂缝的类型

1.1塑性沉降裂缝

塑性沉降裂缝是一种比较常见的裂缝,产生原因则是建筑结构在进行混凝土浇筑的过程中,并没有合理操作骨料的沉降,致使沉降时出现各种阻碍,最终影响了混凝土的使用,出现了裂缝。多数情况下,塑性沉降裂缝的出现是在混凝土浇筑完成后的半个小时左右至三小时内,这段期间混凝土还没有完全的凝固,正处于一种塑性的状态,若是此时进行洒水作业,待表层完全干涸后就会呈现出不同走向的裂缝痕迹,主要原因是由混凝土塌落过大,沉降度过高而导致的。

1.2塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝主要是指在建筑结构混凝土浇筑后,在塑性状态下使混凝土表明水分快速的蒸发,在浇筑后的四个小时内若是对其表面没有采取恰当的措施加以覆盖,如果是在温度过高、风速极快、沙尘较大等情况下,就会导致混凝土表面水分快速蒸发,模板吸收水分过快,致使强度下降,这样便会出现抵抗力下降等情况,进而产生裂缝。

1.3温度应力裂缝

温度应力裂缝,顾名思义与温度有关。在建筑结构施工混凝土浇筑完成以后,水泥由于内部温度控制难以散发出去,使得浇筑后的混凝土温度过高,其表面水分快速蒸发,内外温度温差急剧增大,致使混凝土内部受一定压力影响,在两者同时作用力下,便出现了裂缝现象。这种裂缝就是通常所说的混凝土温度应力裂缝。

2.建筑结构设计出现裂缝的原因

2.1水泥石的体积不固定

一般来说,水泥石体积变化的程度经常被作为评价建筑物的一项性能指标,而影响水泥石体积发生变化的成因有很多,这里我们只讨论四种对水泥石体积影响较大的因素,以便于对建筑物的裂缝问题进行预防。

1、水泥浆在水化的过程中发生化学减缩。在建筑物的构建过程中,水泥会发生水化反应,在这过程中,水泥将逐渐向水化物转变,随着而来的就是水泥固体体积的变化,其呈现出体积增大的趋势。但是从另一方面――水体系来说,水泥总体积呈现出减小的趋势。

2、水泥石的失水收缩。水泥石中所含的水分受周围温度和湿度的影响,如果温度和湿度发生变化,水泥石中的水分会相应的增加或减少。如果水泥石在建筑物的构建过程中不断失水,水泥石就会随之收缩,而且这种收缩程度远远大于化学反应引起的收缩。

3、水泥石的碳化收缩

碳化收缩的主要媒介是碳酸,只要水泥石遇到含有碳酸的水就会发生碳化收缩,碳化收缩的主要物质是砼。这种反应主要是干燥收缩引起的,而且不可逆转收缩反应。

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2.2建筑工程结构设计存在不足

建筑工程进行施工的参照标准就是建筑结构设计,其设计是否科学将会直接关系到建筑工程质量的高低,因此建筑工程施工质量提高的重要前提就是科学准确地进行建筑结构设计。如果在进行设计时,房屋楼板设计过薄,建筑中梁的跨度太大或是分布配筋位置不准确,任何构缝或是附加吊筋的设置不合理等设计漏洞,都会造成混凝土结构产生裂缝的后果。

2.3混凝土结构由于内外应力差异而产生裂缝

在混凝土进行浇筑的过程中,其内部有非常剧烈的水化反应,导致混凝土结构的内外应力不一样,并且会伴随着大量热能的产生,在混凝土结构内部的热能无法较快地散发出去,但是混凝土的表层因其外部能够进行蒸发散热,所以表层散热速度快于内部散热,这便使内部温度与外部温度出现了很大差异,从而致使了内部应力与外部应力的差别,最后造成了混凝土结构产生裂缝的后果。

3.建筑结构设计中裂缝控制措施

3.1 现浇混凝土的裂缝控制措施

(1)保证混凝土结构刚度,在选择材料时应保证混凝土的结构刚度达到应用的标准,才能有效的防止由于混凝土内部结构由于收缩等导致沉降不均而造成的裂缝,可以高强度的加强建筑内部结构的抗压性。(2)设置放射筋,应该在施工前做好充分的准备工作,特别是在建筑的墙角装有放射筋,最好在每个墙角处设有5根以上的放射筋,长度要达到2米以上,并且配置范围不要小于楼板跨度的三分之一,钢筋之间的距离最好保持在0.1米之内,可以很好的加强混凝土抵抗裂缝的能力,避免裂缝的产生。

3.2温度裂缝控制措施

第一,在建筑设计过程中,不仅要严格按照建筑相关设计规范要求来进行设计,同时还应缩短建筑温度伸缩缝之间的距离,在顶层端部位置两开间的内横墙和外纵墙交接位置、内纵墙和山墙交接位置都应设置相应的构造柱,且顶层墙体砌筑所采用的砂浆,其强度等级不可低于M7.5。在钢筋混凝土墙体和梁板柱相交位置加钉相应的钢丝网,钢丝网的宽度应为200mm,从而有效避免温度裂缝发生。除此之外,还应加强建筑屋面的保温隔热设计,在设计时,可绿化屋面,将其绿化成为一种屋顶花园,或者采用一种双层屋面,这样不仅可有效避免温度裂缝的产生,同时还可使建筑隔热条件与保温条件得到一定的改善,继而达到绿化与美化的目的。

第二,在设计中,应注意楼高与屋面高度的调整,尽量使二者保持一致,同时还应合理且科学地进行圈梁的设置,使其能够有效抵抗因温差所发生的裂变,尽量降低墙体与屋面之间的温差。此外,在设计过程中,可在建筑屋面进行多个纵横向分仓缝的设置,把屋面分割成为不同独立单元,若屋面纵向深度为12m,可在屋脊位置设置一道相应的分仓缝,且仓缝的宽度应控制在22mm左右,尽量用油膏或者沥青麻丝来设置。

3.3利用现浇混凝土楼板对裂缝进行控制

在进行建筑结构设计过程中,要有效的利用现浇混凝土楼板对裂缝进行控制,这种控制措施主要体现以下几个方面:一是在建筑结构设计中,要保证建筑结构的整体稳定性和强度,防止出现由于建筑结构内不均匀沉降而造成内部压力与拉力共同作用下的沉降裂缝的出现;二是建筑结构中采用钢筋混凝土浇注,要尽可能的应用横截面积较小的钢筋进行配备,密度和数量要根据实际情况逐渐增加,在同一个建筑平面钢筋配备下,不能够超出一个级别;三是进行建筑结构设计过程中,对于现浇混凝土楼板的应用,配套钢筋长度不小于2米,每处角落钢筋数量不少于8根,并且间距不能大于10厘米。

4.结束语

建筑结构设计是保证建筑工程质量的重要工作,在结构设计阶段,根据建筑的使用性质,施工现场的地质水文状况,合理确定建筑的结构类型,各部所需承受的压力荷载,建筑材料的等级规范等,确保建筑工程中各部分结构的稳定性和牢固性。裂缝是结构设计中的常见问题,所以只有设计出科学合理的结构设计方案,提前做好防范措施,才能够避免裂缝的出现。

参考文献:

[1]董春玲,李兴凯。浅谈建筑结构设计中控制裂缝的措施[J].黑龙江科技信息,2013(11)

[2]李广和。论现浇混凝土施工裂隙原因分析及预防措施[J].城市建设理论研究,2011,8

论文作者:陈炯辉

论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期

论文发表时间:2018/1/3

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