程成
摘要:伴隨著社會經(jīng)濟突飛猛進的發(fā)展與進步,建筑行業(yè)也取得迅速發(fā)展,建筑工程質量問題也已成為人們關注的熱點。在建筑工程中,建筑物裂縫這一現(xiàn)象普遍存在。根據(jù)所產(chǎn)生的危害不同,將裂縫分為3種類型,即深層裂縫、表面裂縫與貫穿裂縫。通常情況下,貫穿裂縫是最為嚴重的裂縫,一旦出現(xiàn)該裂縫,會顯著減少建筑物的穩(wěn)定性與安全性。
關鍵詞:建筑結構;設計;裂縫;原因;對策;分析
一、建筑行業(yè)作為我國重要的支柱產(chǎn)業(yè),需要對其結構設計予以嚴格把控,避免并減少裂縫的產(chǎn)生,提升建筑施工質量,讓建筑行業(yè)在新時代的發(fā)展中越來越好,使其真正起到推動時代發(fā)展的作用,讓建筑行業(yè)為改善百姓生活質量服務。
二、建筑結構設計出現(xiàn)裂縫的原因
(一)荷載較大產(chǎn)生裂縫
伴隨著時間的推移,在荷載的作用下,鋼筋混凝土會生成裂縫,該現(xiàn)象被稱為荷載裂縫。該現(xiàn)象的產(chǎn)生,除了有機構構建的重量影響之外,還與建筑物之間的重量存在一定關聯(lián)。針對抗裂性這一性能,在開展結構設計工作的過程中,應當對建筑物需要長時間承受荷載的因素進行考量。例如,辦公建筑的荷載設計標準中,我國的荷載設計值相比其他國家的荷載設計值低,然而與其他國家混凝土強度的設計值相比較,我國混凝土強度設計值又比較高。因此,其他國家混凝土的荷載能力明顯高于我國,我國普遍存在著建筑結構出現(xiàn)裂縫的情況。
(二)溫差較大產(chǎn)生裂縫
在開展建筑物施工工作的過程中,由于大體積混凝土生成的大量水化熱、大氣溫度變化、附近環(huán)境溫度過高等因素,都會導致溫度裂縫的出現(xiàn)。大部分房屋建筑都是由砌體與混凝土構成。在結束澆筑的硬化過程中,受到水化熱作用的影響,在短時間內混凝土溫度會出現(xiàn)升高的情況,而砌體溫度則未發(fā)生變化,致使混凝土與砌體間存在著溫差情況。由于房屋結構與結構之間存在著一定的約束作用,混凝土與砌體屬于兩種不同的材料,二者的線膨脹系數(shù)也就有所不同,一旦出現(xiàn)溫度變化,屋面與墻體之間就會生成溫度內應力,溫度與內應力之間成正比關系。一旦建筑物某部位的溫度應力高出其抗拉或抗剪極限強度,溫差裂縫就會出現(xiàn)。
(三)地基不勻產(chǎn)生裂縫
利用基礎能夠將房屋本身的自重及其所承受的荷載傳遞至地基,在上部荷載作用下,依據(jù)某一角度,地基用力會不斷地進行擴散,深度越大,其擴散范圍就越大。在相同的深度中,中間位置應力最大,并不斷向兩邊逐漸減小。加之地基土體自身就具備非均質性,房屋地基應力分布,自然而然也就缺乏均勻性,致使房屋地基很有可能出現(xiàn)不均勻沉降的情況,致使建筑物墻體產(chǎn)生開裂狀況,倘若不注重開展加固處理工作,墻體裂縫會變得更加嚴重,極有可能引發(fā)縱墻傾斜。
(四)使用結構影響
在混凝土結構施工過程中,由于施工工藝和技術的不斷進步,目前施工形式越來越多,傳統(tǒng)多孔板施工方式逐漸被現(xiàn)澆施工所代替?,F(xiàn)澆結構的優(yōu)勢是承載力高、綜合性強,因此已經(jīng)在建筑功能過程中得到了較為廣泛的應用。但是在實際施工過程中,可能因現(xiàn)澆結構的剛性增加問題,導致現(xiàn)澆板與建筑墻體結構無法保持一致,在這種情況下,混凝土裂縫容易出現(xiàn)在墻體剛度薄弱環(huán)節(jié)。因此,在混凝土結構設計過程中,還要充分考慮工藝選擇以及可能產(chǎn)生的影響。
(五)應力影響
應力也是混凝土結構裂縫的主要影響因素之一,比如混凝土結構如果出現(xiàn)異常收縮,包括因塑性、干燥、碳化等硬化過程引發(fā)的應力不均勻分布,容易造成局部開裂現(xiàn)象。在混凝土結構硬化過程中,水汽會不斷蒸發(fā),導致澆筑完成時的體積出現(xiàn)收縮,在基座底部限制下,隨著結構收縮的增加,支座約束力也會增加,最終高導致混凝土板發(fā)生斷裂。在拉鋸力量過于集中的情況下,混凝土板會從中間位置出現(xiàn)開裂,而且混凝土結構中還有未完全凝固的部分,也會導致裂縫的出現(xiàn)。因此,應力變化對混凝土結構裂縫的影響較大。
三、建筑結構設計出現(xiàn)裂縫的解決方法
(一)使用有效的溫度裂縫控制方法
針對上述建筑結構設計可能出現(xiàn)的裂縫問題,首先要對混凝土結構進行合理選擇,根據(jù)工程實際情況及相關標準要求,確定工藝形式,做好細節(jié)控制。在此基礎上,需要全面考慮各方面影響因素,提前采取有效的應對措施。首先對于對結構裂縫影響較大的溫度裂縫問題,在結構規(guī)劃布局過程中,設計人員應遵循簡單實用的原則,避免出現(xiàn)較多的不規(guī)則結構,包括結構凹凸變化等。如果存在不規(guī)則結構,在溫度影響下,更容易出現(xiàn)裂縫。同時應合理設計混凝土結構每部分的尺寸,在保證滿足設計規(guī)范要求的基礎上,盡可能減小溫度伸縮和建筑結構長度的差距,使材料變形控制在一定范圍內,避免因溫差引起的拉應力導致材料變形過大,產(chǎn)生結構裂縫。
(二)控制施工材料的質量
在建筑結構設計過程中,必須對混凝土原材料進行合理選擇,并對原材料質量進行嚴格控制。但是從工程實踐情況來看,原材料質量往往是一個容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)。在結構設計過程中,需要對原材料質量作出明確規(guī)定,并將設計要求落實到實際施工過程中的材料管理環(huán)節(jié)。嚴禁施工企業(yè)為降低施工成本,選擇廉價、劣質的材料。不僅要在現(xiàn)場管理過程中加強材料質量檢查,在設計階段,也應明確其搭配品種和規(guī)格。特別是對于混凝土性能有直接影響的水泥、砂石骨料等原材料,必須經(jīng)過嚴格審核,并盡可能使用優(yōu)質的材料,比如低水化熱水泥,降低材料自身可能引發(fā)的裂縫問題幾率。通過做好材料質量控制,能夠有效控制因塑性形變引發(fā)的結構裂縫。
(三)確保結構尺寸設計的科學合理性
以往在工程實踐活動中,出現(xiàn)結構裂縫問題的主要原因是前期的結構設計不合理。設計人員沒有按照要求,到施工現(xiàn)場進行考察,對使用的材料也不夠了解,單方面的按照相關標準規(guī)范要求進行設計。在這種情況下,建筑結構尺寸與現(xiàn)場實際限制條件不符,一方面容易影響施工的正常進行,另一方面也容易因盲目施工而引發(fā)結構質量問題。因此,在工程結構設計活動中,需要盡可能詳細的采集現(xiàn)場數(shù)據(jù),到實地進行考察和測量,合理建立筑結構標準剛度體系,根據(jù)實際情況設計各部分的尺寸。在外,在實際施工過程中,也需要按照設計要求,控制好混凝土澆筑順序。
(四)加強對混凝土澆筑后的養(yǎng)護
在完成混凝土澆筑施工后,應及時做好養(yǎng)護工作,這是減少混凝土結構應力變化的主要途徑。在正常情況下,需要在混凝土澆筑后12h內采取相應的養(yǎng)護措施,控制混凝土表面的溫濕度條件。具體養(yǎng)護措施的選擇,則要充分考慮環(huán)境影響因素,在保溫和保濕的同時,也應根據(jù)施工地區(qū)的氣候特點,做好防雨、防凍等方面的措施,并設計具體的養(yǎng)護時間。在養(yǎng)護過程中,需要安排專門人員到現(xiàn)場進行看管和記錄,避免因人員方面的破壞,導致養(yǎng)護措施失效。
四、結語:
綜上所述,建筑結構設計對其使用安全有直接影響,通過對建筑結構裂縫問題的產(chǎn)生原因進行分析,可以為結構設計提供參考,通過提前制定應對措施,降低建筑結構裂縫的發(fā)生幾率。在此基礎上,通過嚴格按照設計要求進行施工,并采取有效的養(yǎng)護措施,可以提高建筑結構施工質量,對可能引發(fā)裂縫問題的因素進行有效控制,從而提高建筑結構承載力,滿足其功能和性能需求。
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