淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫原因及解決對(duì)策

劉利紅

摘要：現(xiàn)當(dāng)今，我國(guó)建筑工程發(fā)展的十分迅速，在建筑工程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性以及工程質(zhì)量必須保證，應(yīng)對(duì)容易出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題進(jìn)行分析，找到有效的防治措施。本文首先對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的原因進(jìn)行深入分析，包括溫度、塑性形變、使用結(jié)構(gòu)、應(yīng)力等方面的影響因素，在此基礎(chǔ)上，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題，提出幾點(diǎn)可行的解決辦法，以此促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平和施工水平的提高。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);裂縫原因;解決對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：TU755.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674—3024（2019）06—0205—02

引言

近年來(lái)我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間需要將建筑施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作有效落實(shí)，全方位的控制建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量。對(duì)此本文將從建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、合理性的角度出發(fā)，將可能存在的裂縫種類(lèi)與控制方法進(jìn)行探究，從而對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫控制途徑提出針對(duì)性的改進(jìn)意見(jiàn)。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中裂縫的類(lèi)型

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，比較常見(jiàn)的裂縫類(lèi)型有幾種：（1）沉降收縮裂縫，主要是由于地基土質(zhì)不均、含水量大或者回填不實(shí)等因素引發(fā)的不均勻沉降導(dǎo)致，也可能是模板本身剛度不足，支撐間距設(shè)置不合理，尤其是在冬季，如果模板支撐在凍土層，當(dāng)溫度上升時(shí)，凍土解凍就會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降，這就可能會(huì)引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂問(wèn)題;（2）塑性收縮裂縫，是指在混凝土凝結(jié)前，表面失水過(guò)快引發(fā)結(jié)構(gòu)體積的急劇收縮，在收縮應(yīng)力超過(guò)混凝土抵抗強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面開(kāi)裂。一般情況下，塑性收縮裂縫多出現(xiàn)在大風(fēng)或者干熱天氣;（3）溫度應(yīng)力裂縫，通常出現(xiàn)在大體積混凝土或者溫差變化較大的區(qū)域，主要是因?yàn)榛炷廉a(chǎn)生的水化熱積聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部無(wú)法及時(shí)散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，結(jié)構(gòu)表面則散熱較快，過(guò)于強(qiáng)烈的內(nèi)外溫差導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外膨脹收縮程度不同，由此產(chǎn)生的拉應(yīng)力如果超出了混凝土本身的抗拉強(qiáng)度極限值，就會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的原因

2.1 溫度影響

許多建筑工程的結(jié)構(gòu)裂縫都是垂直產(chǎn)生的，與墻體實(shí)際高度相當(dāng)，一般裂縫寬度不超過(guò)0.3mm，超過(guò)0.3mm則容易引發(fā)結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題。從裂縫產(chǎn)生位置來(lái)看，多數(shù)出現(xiàn)在墻體中部，極少數(shù)出現(xiàn)在墻體邊界。一般在拆除模板后的一段時(shí)間是結(jié)構(gòu)裂縫集中出現(xiàn)的時(shí)間，這充分反映出，建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫受溫度變化影響較大，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差較大時(shí)，容易產(chǎn)生裂縫，對(duì)建筑美觀性和使用安全性造成影響。溫度作為混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的首要影響因素，在澆筑完成后，內(nèi)部熱量無(wú)法及時(shí)散出，溫度較高，如果與外部溫度產(chǎn)生過(guò)大差距，則會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)早期裂縫。由溫差產(chǎn)生的內(nèi)外應(yīng)力不同變化，會(huì)使混凝土實(shí)際承受的拉應(yīng)力超出其抗拉能力，最終形成裂縫。

2.2 設(shè)計(jì)因素

設(shè)計(jì)是工程施工的首要流程，也是塑造建筑工程輪廓的時(shí)段。若相關(guān)人員在設(shè)計(jì)中未能結(jié)合工程要求與地質(zhì)因素科學(xué)進(jìn)行防裂縫設(shè)計(jì)，或?qū)ㄖ牧先狈φw掌握，沒(méi)有認(rèn)識(shí)到材料間的相關(guān)作用與影響，很可能導(dǎo)致建筑投運(yùn)期間出現(xiàn)裂縫。

2.3 貫穿裂縫的影響

貫穿裂縫的出現(xiàn)主要是因?yàn)榛炷涟l(fā)生大范圍的形變，再將水泥和水混合在一起會(huì)出現(xiàn)大量的熱，但是在塑形的階段之中，由于溫度的慢慢變高，所以彈性模量相應(yīng)的就會(huì)變小，但是變形而引發(fā)的應(yīng)力相對(duì)較小，因此可以直接忽略不計(jì)，但是，在混凝土溫度降低的過(guò)程之中，混凝土?xí)霈F(xiàn)形變，水分蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致混凝土體積出現(xiàn)收縮而發(fā)生形變。建筑結(jié)構(gòu)由于受到地基和空間因素的限制，從而導(dǎo)致應(yīng)力的出現(xiàn)，但是大于自身可以承受力度的情況之下，就會(huì)出現(xiàn)貫穿裂縫。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的解決方法

3.1 溫度裂縫的防范、控制

由建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面而言，建筑平面布置應(yīng)簡(jiǎn)單、規(guī)則，不容許存在較多凹凸，從而對(duì)溫度應(yīng)力集中所致的墻體裂縫形成予以防范。具體而言，溫度裂縫是因建筑物面板、圈梁、磚墻自身溫度變形與彼此作用所致，故建筑物表面保溫層效果如何會(huì)對(duì)頂層磚墻裂縫構(gòu)成直接影響，因此一定要根據(jù)熱工要求設(shè)計(jì)屋面保溫層。對(duì)于保溫屋面，也要依據(jù)規(guī)范要求，確定保溫材料的施工方法，還要適當(dāng)加大保溫層的厚度，實(shí)現(xiàn)保溫效果。同時(shí)，由結(jié)構(gòu)層面而言，需加大頂層墻體砂漿砌筑強(qiáng)度，從而提升其抗剪力，全部橫墻、縱墻頂端都要配置圈梁，從而提升其整體性。

3.2 嚴(yán)把設(shè)計(jì)關(guān)

（1）在工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，相關(guān)人員要全面分析可能引發(fā)建筑結(jié)構(gòu)裂縫的各種因素。（2）重點(diǎn)分析建筑物混凝土結(jié)構(gòu)的整體剛度，進(jìn)而采取相關(guān)辦法去提升整個(gè)建筑物的荷載能力。（3）要分析建筑物可能出現(xiàn)的不均勻沉降問(wèn)題，在以上現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，會(huì)形成一定壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，并且會(huì)造成建筑結(jié)構(gòu)對(duì)溫度應(yīng)力的抵制能力降低。故此，為規(guī)避工程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題引發(fā)結(jié)構(gòu)裂縫，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，要精確測(cè)算建筑物的荷載能力，同時(shí)對(duì)突發(fā)情況及不可調(diào)控因素進(jìn)行預(yù)測(cè)與判斷，進(jìn)而不斷提升工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性與可執(zhí)行性。

3.3 控制施工材料的質(zhì)量

水泥品種的選擇是防止混凝土裂縫的關(guān)鍵。因此，應(yīng)盡量選擇水化熱低、干縮性小、抗裂性好的水泥作為原材料，如粉煤灰水泥等。同時(shí)，也要挑選品質(zhì)較好的骨料，即選用潔凈、級(jí)配良好的砂石骨料;嚴(yán)格控制活性骨料和骨料的含泥量;盡量使用中砂或粗砂，不宜使用細(xì)砂等。所以設(shè)計(jì)師可以對(duì)照建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，提前審核匹配的材料，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不符合性能標(biāo)準(zhǔn)的材料，聯(lián)系廠家進(jìn)行調(diào)換，確保工程材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相符，通過(guò)控制材料設(shè)計(jì)保護(hù)材料的質(zhì)量，排除材料對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的裂縫干擾，處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫不僅會(huì)影響建筑質(zhì)量，還會(huì)給建筑增加許多安全隱患，對(duì)居住者的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。

因此，相關(guān)建筑單位應(yīng)在在明確裂縫出現(xiàn)原因的基礎(chǔ)上，從材料、建筑結(jié)構(gòu)、建筑構(gòu)件等方面優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升建筑的穩(wěn)固性與耐久性，降低裂縫發(fā)生概率，保證建筑質(zhì)量。

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