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建筑结构设计出现裂缝的原因及对策思考
摘要:生活水平的提高使得人们对居住环境的要求越来越严格,建筑结构设计也面临着更为严峻的考验,需要积极的重视相关结构质量的提升。本文重点分析建筑结构设计出现裂缝的主要原因,采取科学化的方式,让建筑结构设计符合相应的规范和标准,满足人们的多元化需要,同时也能保证安全和可靠,维护人们的居住安全。
关键词:建筑结构;设计问题;裂缝原因;对策
建筑行业的飞速发展,让人们对于建筑施工中的问题给予了高度的关注,特别是建筑施工阶段存在的结构裂缝问题,成为了影响到人们生命财产安全的重要因素,这对于建筑物的耐久性和安全性也可产生负面作用。建筑项目施工阶段,裂缝问题直接的困扰着后续施工的安排,为将相应的裂缝合理的控制起来,在结构设计阶段应该将工程实际的地质条件当做重要的依据,根据对应的结构形式,逐步的优化相应的结构整体,制定出合理的防治对策,促使着工程项目的基本建设效果符合预期。还需适当的强化项目施工监管的力度,确保施工单位严格依照相应的规范制度执行具体操作,由此提高项目的基本使用性能,推动建筑行业的长远发展[1]。
一、建筑结构设计出现裂缝的危害
在工程项目中,裂缝的出现能够直接的影响到人们的生命财产安全,还能对工程结构整体造成负面影响,致使裂缝截面处的中性轴明显上移,尤其是裂缝较为严重的情况下,结构变形的程度会不断增大,导致工程结构在较大的压力下反映出无法预估的风险。受到明显压力的影响,相应的疲劳度会随之降低,这便让建筑物整体安全性受到质疑,人们在居住的过程中,也会让生命安全受到威胁。裂缝除了能够降低工程刚度外,还能让工程结构的抗剪力大幅度降低,导致后续的使用出现各种各样的问题。裂缝的出现,使得各个截面产生了明显的开裂问题,工程结构整体性的破坏问题十分突出。除上述之外,裂缝的产生还让抗渗性能、抗腐蚀性能等等备受干扰,如果人们长期生活在这样的环境下,势必会受到影响,因此需要高度正视相关问题的严重性。
二、建筑结构设计出现裂缝的原因
(一)水泥水化热问题
混凝土属于建筑结构中的关键组成部分,如果混凝土水泥硬化时释放出大量的热,将会使得混凝土内部急速升温,从而产生一些其他的问题[2]。混凝土体积较厚,水化热聚集在内部不易扩散出去,表面热量也会直接的释放到大气之中。出现这样的情况时,混凝土内外的温差十分明显,内部在压应力的作用下还要受到拉应力的作用,一旦二者间的力度不平衡,甚至超出了混凝土抗压的极限,则会出现明显的裂缝问题。
(二)材料收缩问题
在建筑结构设计阶段,运用到的材料都存在着膨胀以及收缩的特征,在实际使用的时候,混凝土收缩性能十分理想,但是面对温度的影响,变化较为突出。严重的时候,还会使得建筑物发生明显变形的问题,由此产生应力,如果应力超出了混凝土的基本范围,则会出现裂缝。建筑结构设计中,材料的收缩性是需要重点考虑的方面,其中混凝土裂缝情况最为严重,特别是外部混凝土,主要是因为环境的干扰效果显著,因此应该重视一些科学的规避方案。
(三)贯穿裂缝问题
贯穿裂缝的出现重点是因为混凝土大规模形变所致,水泥以及水进行充分反应的时候,大量的热会及时的散发出来,塑性阶段的温度持续升高,但是弹性模量较小,在混凝土温度逐步降低的情况下,水分蒸发流失致使体积收缩,进而发生形变。建筑结构因为地基以及空间的相互作用,从而出现了拉应力,当其超出了特定的范围和限度,便会出现贯穿裂缝。
三、建筑结构设计中防治裂缝的对策
(一)科学控制原材料选材环节
建筑施工中的材料是重要的基础,混凝土属于其中不可替代的关键组成部分。建筑结构的质量和混凝土质量存在着密切的联系,如果在混凝土质量上存在着任何的问题,都将影响到建筑结构整体情况[3]。水泥与砾石骨料等均属于混凝土的主要成分,在实际选择的时候,应该重点考虑水化热低的水泥,考虑含泥量少、无碱性反应的砂当做粗骨料,将外加剂当做更改混凝土性能的重要条件。设计阶段,还需全面分析水灰比和水泥用量等,配料方面应该重点思考水灰比和耗水量问题,适宜的微膨胀混凝土配合比例,可以降低裂缝出现概率,还能强化结构整体的抗裂缝性能。
(二)应将结构设计逐步优化并完善
设计阶段,应该重视一些细节之处,比如高低交叉、浅基础与深基础等特殊位置,在这些部位极易出现开裂的情况,应该全面细致的判断沉降所引起的差异问题。设计过程中,设计师还需关注组合方式的科学利用,通过较为理想的结构方案及对应材料,明确结构截面突变的趋势,考虑会产生的应力集中情况。还应该重点了解钢筋配置方面的问题,特别是楼面和墙板等不同的区域,关注数量及钢筋使用位置,尤其看好混凝土配合比,保证其符合基本的设计标准。施工缝也需设置于适当的区域,比如变截面位置,强化分层浇筑位置的科学控制,提升一次浇筑厚度的规范性。
(三)规划好混凝土浇筑流程
施工工艺方面,应该注重原料搅拌机中温度的科学化控制,在浇筑混凝土的时候,为了避开阳光的直射,以免影响到混凝土的基本质量,应该重点选用中低热水泥,类似于矿渣硅酸盐水泥等,也可根据实际的需求,适量添加促凝剂粉和强塑剂。此外,大规模振捣工作具体开展的时候,应该重点考虑混凝土初凝前的操作,提前完成二次抹压。应该注意的是合理的控制抹压时间,浇筑阶段,需避免随意的摆弄已经固定到位的钢筋,不可踩踏钢筋,以免发生错位的情况。
(四)采取适宜且合理的构造措施
砌筑墙体的长度应该在大于4米的时候,适当的加设构造柱,墙中可以适当的埋设管线,混凝土的基本厚度应该在110毫米以上。如果墙的高度已经超出了4米,则需要运用“抗放结合”的综合措施,可以在墙体半高区域及时的设置出现浇钢筋混凝土压梁[4]。外纵墙端的开间窗边,需要设置防裂构造柱,屋中板内也应该配置好抵抗温度收缩的钢筋,阁楼砌体则是需要在中部设置加强筋。墙体中的拉结筋需要保持着相对平直的状态,与砌筑砂浆实现科学的握裹,由此可以避免因墙体收缩导致粉刷层开裂。高层建筑沉降差异大的情况下,应该及时的设置出“沉降后浇带”,如果是不均匀沉降,则可以提供必要的帮助。
结语
建筑结构的裂缝问题对于项目整体质量能够产生直接的影响,在具体的处理中,往往需要面对十分复杂的操作流程。建筑结构裂缝出现的阶段并非限制于施工工艺上,还源于结构设计等其他的过程,出现问题的原因较多,因此需要做出科学化的分析,展开针对性的判断,采取科学化的方式,合理的处理裂缝问题,让建筑结构更加的稳固。在具体的项目建设中,只有全面了解材料性能、优化施工技术、运用科学的施工方案,才能对细节加以调整和管理,保证施工人员的基本操作能力得到强化,为项目施工质量提供必要的支撑条件。
参考文献
[1]王翔.基于BIM技术的建筑混凝土结构安全性设计的现存问题与对策研究[J].工程建设与设计,2020(23):19-21.
[2]钱辉,康莉萍,郭院成,李宗翱,Shamim A Sheikh.基于SMA和ECC复合材料的功能自恢复剪力墙抗震性能试验研究[J].土木工程学报,2020,53(10):51-61+71.
[3]肖开军.纤维增强塑料在建筑桥梁结构裂缝修复中的应用——评《实用工程塑料手册》[J].热固性树脂,2020,35(02):76.
[4]孙传智,缪长青,李爱群,乔燕.短期荷载作用下600MPa级超高强钢筋混凝土梁裂缝宽度试验研究[J].土木工程学报,2020,53(01):12-23.
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