建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)裂縫的原因及對策
時間:2022-10-09 09:43:50
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【摘要】隨著生活水平的不斷提高,人們對建筑的需求越來越多,也越來越關(guān)注建筑的安全問題,同時,對建筑的質(zhì)量要求也不斷提高。本文針對建筑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的裂縫問題,結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與實踐,從建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面對產(chǎn)生裂縫的各種因素進行探討,并提出控制裂縫的建議和方法。
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計;裂縫;原因;對策
1引言
隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,人們對建設(shè)施工過程中出現(xiàn)的問題也越來越重視,尤其是關(guān)于建設(shè)施工中結(jié)構(gòu)的裂縫預(yù)防問題。建筑結(jié)構(gòu)中所存在的裂縫現(xiàn)象會對使用的安全性以及耐久性等產(chǎn)生不同程度上的影響。在建筑工程中,裂縫問題與結(jié)構(gòu)設(shè)計有著很大的相關(guān)性。為了有效的控制裂縫問題,在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中必須要以工程實際的地質(zhì)條件為依據(jù),據(jù)其結(jié)構(gòu)形式,不斷對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化,并且制定完善的裂縫防治措施。另外強化工程施工監(jiān)管制度,保證施工單位依照規(guī)范制度嚴格執(zhí)行,從而提高建筑物的使用性能,促進建筑業(yè)的發(fā)展。
2建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因分析
2.1水泥水化熱及用量影響。混凝土中的水泥硬化過程會放出大量的熱,這就造成混凝土內(nèi)部升溫。混凝土體積厚水化熱聚集在其內(nèi)部不易擴散,而表面熱量可直接散發(fā)至大氣。這就導(dǎo)致混凝土內(nèi)外產(chǎn)生溫度差,內(nèi)部受到壓應(yīng)力而外部產(chǎn)生拉應(yīng)力,當這個力度超過了混凝土抗壓的極限時,就會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。2.2材料收縮的影響。所有的材料都具有膨脹和收縮的特點,在建筑施工過程中,混凝土的收縮性能較好,因此在受到明顯的溫度影響時,變化是十分明顯的。嚴重的時候會導(dǎo)致建筑物的變形,使得出現(xiàn)應(yīng)力。一旦應(yīng)力超出了混凝土的應(yīng)力范圍,就會導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。在當前建筑施工過程中,由于材料具有收縮性,而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)是非常常見的,例如:屋頂表面裂縫和大面積的建筑結(jié)構(gòu)裂縫等等。而混凝土出現(xiàn)的裂縫情況比較嚴重,尤其是在外邊的混凝土,由于環(huán)境因素的影響相對較大,更容易因為收縮導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn),進一步的導(dǎo)致建筑出現(xiàn)變形。2.3貫穿裂縫產(chǎn)生的原因。貫穿裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土產(chǎn)生大規(guī)模形變而引起的。在水泥跟水融合的反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量的熱,而在塑性的過程中因溫度不斷升高所以彈性模量小,而變形所引起的應(yīng)力較小所以溫度應(yīng)力完全可以忽略不計的,但是隨著混凝土溫度的逐漸降低,硬氣的形變以及混凝土中的水分蒸發(fā)流失都將造成混凝土體積收縮進而發(fā)生形變。建筑結(jié)構(gòu)因為遭到地基以及空間的制約將會引起拉應(yīng)力的產(chǎn)生,而當這個力度超過了所能承受的極限時就會產(chǎn)生貫穿裂縫。
3裂縫的危害
在建筑工程中,裂縫會對工程結(jié)構(gòu)造成極大的危害,裂縫的產(chǎn)生,將導(dǎo)致裂縫截面處的中性軸上移,特別當裂縫比較嚴重的時候,結(jié)構(gòu)變形將不斷的加大,這就會造成整個結(jié)構(gòu)的剛度降低,與此同時,結(jié)構(gòu)剛度不斷地降低,導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)在較高壓力下。因高壓力的作用,其相應(yīng)的疲勞度也會降低。其次裂縫不僅會使得工程的剛度下降,還會使整個工程結(jié)構(gòu)的抗剪力大幅度降低。此外裂縫的產(chǎn)生,會使各個截面出現(xiàn)嚴重的開裂現(xiàn)象,導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)整體性遭到嚴重的破壞。除此之外裂縫的產(chǎn)生還會在結(jié)構(gòu)的承載能力、抗鋼筋的銹蝕性能、抗?jié)B透性能、抗化學(xué)侵蝕性能、耐久性能等方面會產(chǎn)生嚴重的危害,進而影響結(jié)構(gòu)的承載能力和使用的安全性。
4防治裂縫對策
4.1嚴格控制原材料的選材。作為建筑施工最主要材料中的一個,混凝土是不可替代的。因此建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量也取決于混凝土的質(zhì)量。水泥,礫石骨料,水,和添加料成分是混凝土的組成成分,混凝土受這些成分的影響較大,比如應(yīng)選擇水熱化低的水泥;選擇聚合間隙較小、含泥量低、無堿性反應(yīng)的中砂做粗骨料,并以堿水劑等外加劑改造混凝土工作性能。不僅包括混凝土自身的重量,以及成分、配料的混合比例,也可以改變混凝土的重量。在設(shè)計時應(yīng)嚴格把控水灰比和水泥用量,配料選擇水灰比低,耗水量低的。合適的微膨脹混凝土配合比例,施工適當、維護及時能提高結(jié)構(gòu)抗溫度裂縫性的能力。(1)水泥品種的選取。水泥與水相遇時因含硅酸鹽成分以及其它化學(xué)物質(zhì)遇水后反應(yīng)放熱,應(yīng)選取合適水泥品種以避免反應(yīng)溫度過高造成溫度裂縫,所以在大型的施工工程里面大多選用礦渣式水泥或者是火山灰水泥。(2)嚴格控制水泥用量。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知,每三立方米的混凝土中每增加十千克水泥,其對應(yīng)的水化溫度就相應(yīng)升高一攝氏度。為了避免水泥升溫導(dǎo)致溫度裂縫的出現(xiàn),就應(yīng)該在滿足工程結(jié)構(gòu)強度和耐久性的同時盡可能減少水泥使用,必須嚴格控制水泥用量。在普通的工程里面每三個立方米混凝土中水泥的使用量不得多余410千克。(3)骨料的質(zhì)量控制。骨粒應(yīng)當選擇顆粒徑大,配比好的。這樣的骨粒空隙率小。另外,骨料中的含土量也要嚴格控制,必須選擇強度等級較高的骨料,否則會出現(xiàn)因骨料強度低而造成混凝土開裂的現(xiàn)象。4.2做好結(jié)構(gòu)設(shè)計。在設(shè)計中,需要注意的問題比較多,如高、低交叉,淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)的位置容易開裂,要綜合將由于沉降引起的差異問題考慮在內(nèi)。在設(shè)計時,要優(yōu)先解決這一問題,同時,設(shè)計師也應(yīng)該將組合方式靈活運用,選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)方案和材料,注意結(jié)構(gòu)截面突變,考慮一些可能引起的應(yīng)力集中問題。還得注意鋼筋在配置方面的問題,尤其是某樓面或者是墻板之間等,一些薄壁零件,尤其是注重數(shù)量和所使用的鋼筋的使用位置,混特別是凝土的配合比,必須符合設(shè)計要求。此外,施工縫也要盡量設(shè)置在鹼受壓區(qū)域或者是變截面位置之,而且要加強分層澆筑具體位置的控制,以及加強一次澆筑厚度的控制。4.3混凝土的澆注。在施工工藝上,需要加強原料攪拌機里溫度的控制,在進行澆注混凝土?xí)r,為了避免太陽的直射,避免混凝土的冷量損失,要選用中低熱的水泥,就像礦渣硅酸鹽水泥等,也可以適當添加促凝劑粉和強塑劑。其次,在進行大規(guī)模的振搗工作時,混凝土在初凝開始之前,在混凝土上邊進行二次抹壓。其中需要注意的是對抹壓的時間的控制,在進行澆筑作業(yè)時,不能隨意擺弄已經(jīng)放置好的鋼筋,并且不能隨意踐踏鋼筋,從而避免鋼筋錯位現(xiàn)象的發(fā)生。4.4構(gòu)造措施。砌筑墻體長度大于4m時的時候需要加設(shè)構(gòu)造柱,墻內(nèi)需埋管線時,混凝土厚度不能小于110mm。當墻高超過4m時,應(yīng)采取“抗放結(jié)合”的綜合措施,可在墻體半高處設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓梁。對于外縱墻端的開間窗邊應(yīng)該設(shè)置一些防裂構(gòu)造柱,屋內(nèi)板內(nèi)也應(yīng)該配置抗溫度收縮的鋼筋,閣樓砌體也應(yīng)該在其中部設(shè)置加強筋。墻體內(nèi)部的拉接筋應(yīng)該平直,而和砌筑砂漿應(yīng)該有效的握裹,這樣就會防止因為墻體的收縮而引起粉刷層開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。高層建筑沉降差異大需設(shè)置“沉降后澆帶”,對調(diào)節(jié)不均勻的沉降起到一定的幫助作用。4.5加強實際操作過程中的施工管理。在實際操作過程中,工程師僅僅是在實地進行指導(dǎo)管理,而完成工作的都是對專業(yè)知識不甚了解的工人,所以不可避免的會出現(xiàn)一些差錯。我們應(yīng)該對進行具體操作的工作人員進行培訓(xùn),增強他們的職業(yè)素養(yǎng)提高他們的職業(yè)技能,對施工過程應(yīng)該注意的事項,應(yīng)當給予指導(dǎo),并及時糾正工作人員錯誤的觀念,這些對防止裂縫問題的發(fā)生十分重要。4.6施工項目管理方面。在施工過程中應(yīng)當盡最大的努力降低內(nèi)外溫度梯度以減小開裂率。混凝土的裂縫是隨機的、不確定的,就算是同一單位,同一項目,甚至開始時審計審核都相同,并且由同一個施工隊伍來完成,但是最終的開裂程度也是完全不同的。所以為了防止裂縫的出現(xiàn),我們必須嚴格按照規(guī)章制度來進行操作,加強施工項目管理制度。
5結(jié)束語
建筑結(jié)構(gòu)中的裂縫問題是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,不僅僅在于施工工藝的方面還在于結(jié)構(gòu)設(shè)計等眾多方面,而且所涉及的問題也比較的復(fù)雜,不是輕易就能夠解決的,裂縫問題雖然不能絕對的避免,但是卻能夠得到有效的控制。我們只要充分了解材料的特性并且分析裂縫產(chǎn)生的原因,不斷地進行探索實踐,采取相應(yīng)的措施還是可以有效的解決裂縫問題。在實際施工過程中,不斷注意細節(jié)的調(diào)整和管理,提高施工人員的操作能力,以及技術(shù)水平,可以有效地保證工程施工質(zhì)量,保證建設(shè)安全穩(wěn)定的進行。
作者:李波 單位:昆明市建筑設(shè)計研究院集團公司
參考文獻
[1]馮樹合.房建施工中混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因及預(yù)防[J].江西建材,2014,03;74.