建筑结构设计裂缝成因及控制策略分析
2020-11-27邢瑶
邢 瑶
(石家庄电业设计研究院有限公司,河北 石家庄 050000)
在建筑结构中,钢筋混凝土材料是使用最多的材料,其使用情况会直接影响到建筑结构的安全性和稳定性。但是在当前一些建筑结构施工和后期使用中,经常会出现不同程度的混凝土裂缝问题,对整个建筑结构的安全性和稳定性形成了不良的影响。
1 裂缝成因分析
1.1 地质因素
工程在开始施工阶段,相对于地质勘察工作来讲,在一定意义上设计工作对质量有着一定的影响,如果地质勘察不是很准确,这样就会对设计以及施工人员产生一定的误导,从而使得对相应的地质情况不能及时掌握。
1.2 设计因素
在工程施工当中设计是第一个流程,也是对建筑工程外在轮廓进行塑造的时期。如果设计人员没有和工程及地质要求结合起来实施裂缝防止设计,或对建筑材料缺少合理的掌握,对材料之间相互作用和影响缺少认识,这样就会导致建筑在实际的应用中产生相应的裂缝。
1.3 施工因素
确保建筑工程质量符合要求的基础就是安全性,建筑工程在施工当中,材料质量和使用数量之间和相应的标准是否符合需要进行确定,在实际的施工中,是否能够按照相关要求进行施工;人员在对工程质量进行监督时,是否认真全面,对裂缝的产生及严重性在一定程度上都会产生很大的影响。
1.4 混凝土变化的因素
1)混凝土温度产生变化所造成的裂缝,混凝土在实际的硬化当中,内部会产生很多热量,然而相对于混凝土自身的导热性比较差,因为混凝土当中的热量也很难及时地恢复出来,但是其外部的散热性能较好,这样在混凝土中就会产生内外温度差异,这种温差太大就会出现很大的应力,在混凝土表层就会出现相应的拉力,若是拉力大于其所能承载的范围,就会出现裂缝问题;2)混凝土形体的变化会形成裂缝,钢筋混凝土结构中,钢筋自身的直径若是比较大,或者混凝土体积不断增大,这些都会在一定程度上使得混凝土在塑性当中,水平和竖直方向的收缩速度不同,这样混凝土上部结构在实际的沉降中就会不均匀,从而造成裂缝的产生。
2 建筑结构设计裂缝控制措施
2.1 做好设计工作质量
在结构设计过程中,设计人员必须要充分考虑到影响混凝土裂缝开展的诸多因素,提高建筑结构的整体刚度,以及整体承载能力。此外,相关设计工作人员尚应考虑建筑物可能产生的不均匀沉降,引起建筑物裂缝扩展。因此,设计时,必须要对整体结构进行准确的计算和分析,对建筑结构当中存在的各种不可控性因素进行有效的判断,并采取相应的加强措施,以此来提高建筑设计的科学性与合理性。
2.2 控制施工材料质量
在混凝土材料选择时,需要严格控制混凝土的质量,通常情况下,较大的混凝土材料,应选择水化热较低的粉煤灰水泥或者是矿渣水泥材料,严格控制水泥、骨料中有害物质的含量,也可以在混凝土材料当中适当的添加外加剂,有效提高水泥浆的粘稠程度,做好对钢筋的锈蚀保护,提高混凝土材料的整体抗裂能力。此外,施工单位需要严格依照国家建筑工程的施工标准,合理控制混凝土材料的含沙率以及骨料类型。
2.3 控制工程施工质量
建筑混凝土施工质量控制直接关系到了建筑体的安全性和稳定性。因此,在施工过程中,施工单位需要有效提高混凝土施工技术层次,要求施工人员依照相关施工标准严格执行。在混凝土浇筑施工当中,施工人员需要充分考虑到施工环境的影响,当在一些温度较高的环境下进行施工时,施工人员需要采用分层浇筑施工,通过运用浇筑面自身的散热功能来有效降低外部环境高温所形成的不良影响。此外,还可以选择使用埋设水管的方法来进行物理降温,通过这种方式,不但保证了混凝土结构的施工温度,同时还锁住了混凝土当中的水分,提高了建筑混凝土结构的抗裂能力。在混凝土材料的浇筑过程中,相关施工人员必须要充分考虑到钢筋混凝土结构的施工位置问题,需要充分保证钢筋结构不会受到混凝土浇筑施工的扰动,有效保证整个建筑混凝土结构的稳定性。比如,在建筑混凝土结构当中,建筑结构的梁体和楼板之间的混凝土材料强度大小尽量保持相同,当建筑结构的墙、柱混凝土强度等级高于梁、板混凝土强度等级时,节点核心区域的混凝土强度需要和墙、柱混凝土材料保持相同。在建筑的梁、柱和墙的混凝土等级超过底板混凝土强度的情况下,需要将节点核心区域的混凝土强度大小来进行有效的调整,以此来提高建筑体整体结构的承载能力以及抗开裂能力。必要的情况下,需通过验算,加大节点区域的配筋,或者增配抗裂钢筋,以避免交接部位出现裂缝。
3 结语
总之,虽然建筑工程在施工过程中很多裂缝是很难避免的,但还是需要对建筑工程结构设计中确保其能符合相应的要求,综合考虑可能导致开裂的相关因素,结合实际情况,采取科学合理的措施,有效应对开裂。另外,在项目的维护中,要注意相关的人为因素,确保其和养护要求相符合,还需要对建筑结构设计工作加强重视,将结构裂缝的产生概率减小。