建筑结构设计出现裂缝的原因及对策研究谢志荣

建筑结构设计出现裂缝的原因及对策研究谢志荣

天津水泥工业设计研究院有限公司天津300400

摘要:伴随时代变迁以及社会进步,中国的建筑业逐渐成为中国经济的一大支柱,而在建筑物的各项指标中,最为重要的是保证建筑物的质量。但是在现实当中建筑物经常出现裂缝,究其根本并找到相应的措施是当前提升建筑物质量的一大方法。本文希望通过对出现裂缝的原因及应对措施进行分析,以为建筑结构的优化作出贡献。

关键词:建筑结构设计;现裂缝;原因;措施

一、建筑物防止裂缝出现的重要性

在时代快速进步的基调下,建筑行业也快速发展,建筑物的迅猛扩张的同时,人们逐渐把目光集中在建筑物的质量上。而在建筑物的施工和使用过程中,普遍存在建筑物出现裂缝的现象。我们以产生的危害将建筑物裂缝分为以下三种裂缝,一种为相对安全的表面裂缝,一般出现该裂缝不会影响建筑物,但是经过时间的流逝,表面裂缝会转变为较严重的深层裂缝,这种裂缝会使建筑物的质量下降。最为严重的裂缝是贯穿裂缝,一旦出现贯穿裂缝,建筑物不再安全。综上所述,避免建筑物出现裂缝是最好的选择。

二、建筑结构设计出现裂缝的原因

1、大负荷会产生裂缝

随着时间的推移,钢筋混凝土会在负载下产生裂缝。这种现象不仅与建筑结构的质量有关,而且与建筑物的负荷大小有关。在进行抗裂性研究时,应考虑长时间承受负荷的因素。例如,在办公楼的负荷设计标准中,我国的负荷设计值低于其他国家,但是,与其他国家的混凝土强度设计值相比,我国混凝土强度的设计值相对较高。因此,其他国家混凝土的承载能力明显高于我国,我国的建筑结构出现裂缝的频率很高。

2、大的温差会产生裂缝

在施工期间,由于大体积混凝土产生的大量水化热,大气温度的变化以及环境中的高环境温度,可能发生温度变化导致裂缝的产生。大部分建筑物由砖石和混凝土组成,在固化过程中,由于水化作用,混凝土的温度在短时间内上升,而砖石的温度不会改变,导致混凝土和砖石之间出现温差。由于房屋的结构有一定的变形限制,混凝土和砖石属于两种不同的材料,线膨胀系数不同,一旦温度变化,屋顶和墙壁就会产生温度负荷,其与温度大小成正比。当建筑物部件的温度负荷高于拉伸强度或剪切强度,就会出现裂缝。此外,建筑物在使用过程中暴露在阳光下,特别是在夏天天气炎热时,日照时间较长,建筑物的阻热性降低,导致地板与墙壁之间存在温差,出现间隙,进而导致温度裂缝。

3、地基处理不均匀导致出现裂缝

基础可以将房屋本身的重量和承载的负荷转移到地基上,在顶部荷载下,地基受的力以一定的角度分布。深度越大,扩散区域就越大。在相同深度处,平均位置应力最大并且两侧逐渐减小。此外,土壤本身是不均匀的,房屋的应力分布本质上是不均匀的,这可能导致房屋不均匀沉降,产生建筑物墙壁裂缝。如果不注意应力分布的平衡发展,在加固工作期间没有进行积极有效的操作,墙壁中的裂缝就会变得更加严重,并且竖直墙壁很可能会倾斜。

4、结构设计不当导致出现裂缝

进行建筑结构设计的过程中,结构概念的设计假定与实际情况不符时会出现裂缝,严重时会出现破坏性裂缝。例如,结构支座假定只承受竖向力,实际的支座节点加强了连接,支座提供了水平约束,而基础未考虑承受水平力,仅采用了构造措施,产生了大裂缝。

三、建筑结构施工解决方案

1、施工过程中防止开裂的措施

1)应力裂缝的产生受到设计质量的强烈影响。因此,在施工过程中,应加强监测,加强检查,确保施工质量得到充分保证。关于建材原料的质量,只有水泥的质量和稳定性以及细砂的沉积物浓度得到有效的保证,才能确保混凝土的强度符合设计要求和规定,有效防止开裂。另外,关于模具的塌陷问题,应该严格控制模具,以便在满足混凝土运输和放置要求的基础上最小化模具的坍塌影响。将混凝土放入模具后,应快速完成振动,并在某些关键位置振动两次。

2)在建造过程中应选择好的材料。在选择混凝土和水泥时,应根据特定结构的要求和规定进行,以确保所选混凝土达到所需的强度。此外,应确保外加剂和混凝土外加剂的适用性,还原剂和抗裂剂能够显著提高混凝土的抗裂性并改善水泥浆的粘度。

2、防止温度应力裂缝的措施

在温度应力裂缝中,建筑物顶部和底部的内外纵壁上的斜裂缝是相对频繁且具有代表性的。预防措施主要包括以下内容:

1)在治理裂缝工作的实施中,预防应该是主要方面:包括规划和选材。施工应根据实际情况进行,并进行全面规划。应根据施工项目所在的区域选择屋面保温层,并充分保证保温层的施工质量,减少屋顶与屋面之间的温差。进行墙体砌筑要避免温差过大,防止结构扩张和收缩的出现。同时,伸缩缝应按照有关要求和规定进行布置和设计,以进一步减弱因温度变化引起的墙体变形。

2)在施工过程中,除了要进行较长的凝固时间外,在选择水泥时应该考虑存在较低程度的水化热。将水泥施加过程中,应注意降低其温度。比如在混凝土搅拌过程中,炎热的夏季天气应使用低温水混合。一旦混凝土达到初始强度,应严格控制水分和温度固化条件,以充分保证混凝土表面的温度和湿度,并完全避免表面裂缝的形成。当加入混合物时,应合理控制剂量。

3、防止地基不平衡的措施

1)应对建筑工程中的软地板和不平整地基进行处理。在进行设计工作之前,应进行地质勘探,并根据适当的地质报告制作设计图纸。对于一些复杂的地基,在地基开挖工作完成后,应加强基础较弱部分的加工处理工作。在加强地基基础施工时,应与上层建筑相关联,系统地考虑各个方面,以确定地基结构符合设计要求,并确保系统的效率、成本效益和完整性。在上部结构方面,可以改变建筑物的形状,应用柔性和轻质结构以进一步增强建筑物的整体刚性。

2)建筑物的地基部分应分开,可以分成几个部分,以便进行自由沉降活动,有效地避免裂缝的形成。在确定沉降间隙的宽度时,应按照有关要求和规定进行,以确保其科学性和合理性。同时,应注意确保沉降物不包括在沉降缝中,以免损害建筑物部分的自由沉降。在门槛位置,还应安装钢筋混凝土梁,以避免主干变形和垂直裂缝的形成。

4、提升混凝土的浇筑的养护工作

在施工过程中,经常会没有考虑到混凝土的养护工作。一般来说,在现场进行施工需要依照混凝土养护时间的硬性指标,且需要采取符合混凝土的条件的维护措施,该措施必须在浇筑后的12小时内施行,这样混凝土的质量才不会有所缩减。而正常情况下采用保温及湿气固化能够较好地对混凝土进行养护,考虑到现实施工中混凝土的养护会被材料及现实施工的环境等因素影响,故而施工方应当对混凝土采取相应的保护措施,即在维护过程里控制好温度以及湿度。

5、荷载裂缝防治措施

措施如以下:(1)之所以有荷载裂缝,建筑物的施工质量占很大因素。因此,在工程建设时,需要加强对施工人员的监管,并增大检查的力度,防止偷工减料的行为,如果水泥的质量及稳定性与细沙的含沙量没有达到要求,混凝土也无法达到要求的强度,就无法避免产生裂缝了。另外,也需要严格把控入模坍落度,在保证混凝土能够安全达标地运输及存放后,需要做到尽量使入模坍落度降低。等到混凝土入模后,需要立刻进行振捣,并在一些特殊的位置进行二次振捣。(2)在建设中,在选择混凝土与水泥材料时,应该要尽量挑选更加优良材料,使其更加满足相关标准,保证所选的水泥满足要求,混凝土能满足其要求的强度等级。

结束语:

作为我国重要的支柱产业,建筑业必须严格控制结构设计质量,设计概念清晰准确,避免和减少裂缝的发生,同时提高施工质量,使建筑业在新时代的发展中越来越好,能更好的为人们提供服务,从而有效提高人们的生活质量。

参考文献:

[1]李波.探讨建筑结构设计出现裂缝的原因及对策[J].建筑知识,2017(11):2.

[2]薛彪.探讨建筑结构设计出现裂缝的原因及对策[J].四川水泥,2017(3):84.

[3]王渊.探讨建筑结构设计出现裂缝的原因及对策[J].建材与装饰,2016(8):84.

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