摘要:隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,建筑行業(yè)也在不斷的發(fā)展。同時人們對建筑物的質(zhì)量問題提出了更高的要求。在建筑物的建造和使用過程中還存在著一些問題,其中最普遍的就是建筑物整體的裂縫問題。本文針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計裂縫的原因以及帶來的危害進行了分析,并提出相應(yīng)的解決措施。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;裂縫原因;危害;解決措施
建筑物整體出現(xiàn)裂縫問題與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計有很大的關(guān)系,因此對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫產(chǎn)生的原因進行分析是非常必要的。在建筑過程中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是非常重要的,設(shè)計的合理性是保證建筑質(zhì)量的前提,直接關(guān)系到后期建筑物的使用效果。然而建筑物出現(xiàn)裂縫是常見的問題,但是對建筑物的使用性能有很大的影響,還威脅到人們的人身安全和財產(chǎn)安全,因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須重視裂縫的問題,采取有效的控制裂縫措施,減少安全隱患是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必不可少的一部分。
1. 裂縫的危害性
減少安全隱患,重視裂縫問題。裂縫的形成對建筑結(jié)構(gòu)的危害是極大的,以下對裂縫產(chǎn)生危害的具體表現(xiàn)進行分析:①剛性降低。在建筑過程中出現(xiàn)裂縫會致使裂縫截面處的中軸發(fā)生變化,不同程度的上移,尤其是裂縫越嚴(yán)重給工程結(jié)構(gòu)帶來的危害越大,工程結(jié)構(gòu)的變形隨著裂縫的嚴(yán)重不斷的加大,從而降低了整個結(jié)構(gòu)的剛度。同時剛度的降低致使在高壓力的作用下工程結(jié)構(gòu)的疲勞度也會不斷下降。②抗剪能力下降。裂縫在降低整個工程結(jié)構(gòu)剛度的同時,抗剪能力也會隨之降低。主要原因是因為截面出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫以后,工程結(jié)構(gòu)整體遭到破壞,而抗剪能力又需要得到截面的支撐,截面面積一旦減小抗剪作用勢必受到影響,造成了工程結(jié)構(gòu)的整體抗剪能力減弱。③強度降低。工程結(jié)構(gòu)整體強度降低的原因取決于裂縫的產(chǎn)生。由于工程產(chǎn)生裂縫勢必將造成鋼筋外露的現(xiàn)象,這樣一來混凝土內(nèi)部就會遭到水和空氣的侵蝕,時間久了混凝土就會變質(zhì),然而就會大大的降低工程結(jié)構(gòu)整體的強度,在強度降低的同時,裂縫也會越來越大,這樣的情況無疑降低了工程整體的耐久,嚴(yán)重的影響到工程的后期使用性能,還可能對工程埋下了安全隱患。
2. 裂縫產(chǎn)生的原因
首先,溫度因素。目前溫度裂縫產(chǎn)生原因主要是由于混凝土澆筑后,聚積在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā),造成混凝土的內(nèi)部溫度升高,而混凝土表面散熱較快。這樣形成較大的內(nèi)外溫差,使混凝土表面附近存在較大的溫度梯度,就會引起較大的表面拉應(yīng)力。此時混凝土的齡期很短,抗拉強度很低,如果溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力。超過此時的混凝土極限抗拉強度,就會在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。而且,最高溫度降至到最低溫度的時間越短,混凝土出現(xiàn)裂縫的情況就會越嚴(yán)重。在這里以平置構(gòu)件舉例說明,在工程結(jié)構(gòu)中,一旦發(fā)生冷縮和干縮,就會產(chǎn)生裂縫,具體可以通過下公式進行詳細分析:Amax=0.5μγι,其中,A—構(gòu)件中央最大溫度應(yīng)力;μ—構(gòu)件與擱置面之間的摩擦系數(shù);γ—構(gòu)件材料的重力密度;ι—構(gòu)件的長度。從以上公式可以看出,溫度應(yīng)力變大的前提是構(gòu)件長度越大的情況下溫度應(yīng)力相應(yīng)變大,產(chǎn)生裂縫的可能性就越高,為了解決這一問題,就需要設(shè)計人員在設(shè)計時針對這一環(huán)節(jié)有足夠的重視,避免這種錯誤的發(fā)生,降低工程結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。
其次,受力影響。受力作用超出極限時也會使建筑工程產(chǎn)生裂縫。一般而言,對于受力所引起的裂縫的受力構(gòu)件有偏心受壓、偏心受拉、軸心受拉等等。事實證明,構(gòu)件的應(yīng)變值是有極限的,一旦超出極限,構(gòu)件就會開裂,造成建筑工程裂縫問題。
第三,碳化銹蝕。除了以上因素會引起建筑工程裂縫以外,碳化對工程結(jié)構(gòu)的銹蝕,從而造成裂縫,這一因素也必須得到足夠的重視。主要原因是因為碳化的深度在不斷的加大,時間久了鋼筋表面也會出現(xiàn)碳化的現(xiàn)象,同時碳化致使混凝土的堿性降低,失去了對鋼筋的保護作用,長此下去銹蝕的范圍越來越大,銹蝕物也越來越多,工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部不斷的受到拉力作用,拉力值超過極限時,就會產(chǎn)生裂縫。
3. 控制裂縫產(chǎn)生的有效措施
針對以上提出裂縫產(chǎn)生的原因及影響因素,提出了以下工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的解決性對策,具體如下:①簡化結(jié)構(gòu)體系,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑工程的重要環(huán)節(jié),因此設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)必須要根據(jù)工程的要求和實際情況進行設(shè)計,要盡量簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計,利用現(xiàn)代化最先進的設(shè)計理念,通過對工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜體系的分析,研發(fā)出適合工程結(jié)構(gòu)并且科學(xué),合理的設(shè)計方法,降低產(chǎn)生裂縫的幾率。同時對于受力作用產(chǎn)生的裂縫要進行綜合考慮,進行有效的控制,其中合理計算配筋是非常重要的,尤其是對于比較容易產(chǎn)生裂縫的環(huán)節(jié),必須做好防范,加強對工程結(jié)構(gòu)體系的控制,做好裂縫的預(yù)防工作。②結(jié)構(gòu)形狀要規(guī)則。在布置結(jié)構(gòu)的形狀時,要盡量做到規(guī)則,確保整個結(jié)構(gòu)應(yīng)有的剛度,如果在設(shè)計中,結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則,那么其上下結(jié)構(gòu)所承受的剛度不會統(tǒng)一,從而造成不同程度的變形,尤其是以剛度控制薄弱的環(huán)節(jié),極易發(fā)生開裂的現(xiàn)象,為此,在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,結(jié)構(gòu)的形狀一定要保證其規(guī)則性,從而避免裂縫的產(chǎn)生。③尺寸設(shè)計要合理。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,尺寸設(shè)計也是預(yù)防裂縫產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)。正如上文中我們提到,一旦結(jié)構(gòu)的尺寸過長,那么其所產(chǎn)生的溫差應(yīng)力也會增大,最終出現(xiàn)裂縫。因此,需要設(shè)計人員在設(shè)計中,結(jié)合工程實際要求,合理控制結(jié)構(gòu)的尺寸,全面考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)力與長度的關(guān)系,既要滿足設(shè)計的規(guī)范和要求,也要避免裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。④材料運用要規(guī)范。首先,工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中,所選用的混凝土,既要滿足防水要求,也要滿足工程的承載力要求,其強度不可以過高,一般情況下,最好采用C25-C35 混凝土。其次,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,可以采用粉煤灰,使得混凝土的和易性得到改善,同時,還可以減少水泥用量。第三,對于水泥品種的選擇,最好采用收縮性小的水泥材料,并且可以適當(dāng)?shù)負郊右恍┩饧觿?,使得水灰比降低,?yán)格控制內(nèi)外溫度,加強對整個結(jié)構(gòu)的保溫和保水養(yǎng)護。另外,對于板類構(gòu)件而言,其裂縫的控制主要是采用預(yù)應(yīng)力混凝土,加強對樓面鋼砼構(gòu)件以及層面構(gòu)件的分析,尤其是在樓面板預(yù)埋管線時,必須要用支架固定管線,而且,對于管線交叉部分,運用專門設(shè)計的接線盒,強化混凝土板剛度。
總之,在建筑工程中做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是減少工程裂縫的主要環(huán)節(jié)。這就需要設(shè)計人員根據(jù)自己的工作經(jīng)驗,仔細分析裂縫產(chǎn)生的原因,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時綜合考慮,利用現(xiàn)代化設(shè)計理念,有效的控制結(jié)構(gòu)設(shè)計對裂縫的預(yù)防,從而保證工程質(zhì)量。
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