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        建筑工程結構設計中如何避免裂縫問題

        2021-11-24 08:12:20陳伯偉
        商品與質(zhì)量 2021年12期
        關鍵詞:結構設計混凝土結構

        陳伯偉

        廊坊市雅泰建筑設計有限公司 河北廊坊 065000

        1 建筑結構發(fā)生裂縫的危害

        結構裂縫是房屋建筑工程常見的質(zhì)量問題之一,主要是由于房屋建筑結構應力達到極限值導致結構承載力不足所致,一旦出現(xiàn)裂縫就預示著建筑結構強度出現(xiàn)問題[1]。具體而言,房到建筑結構出現(xiàn)裂縫的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面:首先,結構整體強度受到影響。一旦建筑結構出現(xiàn)裂縫,鋼筋混凝土結構中的鋼筋就會直接接觸空氣,提高其發(fā)生銹蝕的機率,削弱鋼筋對結構的支撐作用,主體結構的強度就會受到影響。其次,建筑結構的鋼性會受到破壞。如果不加干預、整治,建筑結構裂縫的發(fā)展是持續(xù)生的,久而久之會直接破壞建筑結構的剛度,導致結構發(fā)生變形。最后,建筑結構的抗剪承載力也會受到影響。裂縫降低了建筑結構的強度與剛度,隨之而來的結構抗剪承載力也會減弱,發(fā)展到一定程度結構會受到毀滅生的破壞。

        2 裂縫形成的原因分析

        2.1 混凝土材料的選擇不當

        雖然高強混凝土有助于減小構件尺寸,但提高混凝土強度的途徑是增加每立方米水泥用量,降低水灰比,采用高標號水泥。柱、墻宜采用高強混凝土,梁、板宜采用中、低強度混凝土。如果梁和樓板是由高強度混凝土制成的,則由于平面尺寸過大,可能會出現(xiàn)收縮裂縫。相反,當梁和樓板由低強度混凝土制成時,由于較高的荷載,可能會出現(xiàn)裂縫。

        2.2 地基不均勻沉降引起裂縫

        房屋建筑體量大,尤其是高層建筑的普及使得建筑產(chǎn)品的體積越來越大,地基所承受的負荷也越來越高,如果地基軟土層處理不當,或地下水過度開采,或者設計不合理,比如未充分考慮地基的土質(zhì)及自身的彈性模量,這些因素就會導致地基出現(xiàn)不均勻沉降,地基的不均勻沉降會直接影響到地基的穩(wěn)定度及承載能力,沉降幅度過大就會導致建筑結構出現(xiàn)裂縫[2]。由于地基不均勻沉降而引起的裂縫會直接影響到房屋建筑的安全性,因此地基裂縫通常集中于房間、空間被削弱的位置,并且隨著時間的延長,如果地基裂縫得不到及時處理,裂縫會以肉眼可見的速度越來越大,最終損毀建筑的整體結構。

        2.3 混凝土溫度不符合施工標準

        我國大部分地區(qū)夏季炎熱潮濕、冬季寒冷干燥,溫差相對較大,混凝土材料極易出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象,若在結構設計環(huán)節(jié)忽視了對氣候、溫度等因素的考量,將無法對混凝土施工進行合理的規(guī)劃,從而造成混凝土加速凝固,使得建筑產(chǎn)生不同程度的裂縫。

        3 建筑結構設計裂縫控制措施

        3.1 精心選擇原材料

        如果只是為了原料的質(zhì)量,通常很容易管理,但卻是一個很容易出問題的環(huán)節(jié)。最近的研究表明,造成大多數(shù)建筑質(zhì)量問題的原因是缺乏對原材料的適當控制。而且,為了獲得更多的利潤,一些企業(yè)對建材的選擇標準更加寬松也就不足為奇了。所用材料大多成本低,質(zhì)量差。在建筑結構設計中,必須確定原材料的組合、種類和規(guī)格。原材料采購除了要選好原材料外,還應按國家標準和設計要求進行。必須嚴格執(zhí)行原材料檢驗程序,盡一切努力避免原材料出現(xiàn)質(zhì)量問題。

        3.2 優(yōu)化混凝土結構設計及施工

        首先,施工時要制定合理的施工方案,提高水泥的應用效率及效果。溫度是導致混凝土結構出現(xiàn)裂縫的重要因素,雖然溫度裂縫很難避免,但是合理控制溫度條件可以降低裂縫的發(fā)生機率,提高結構的整體質(zhì)量。水泥在水化過程中由于熱量散失,大量的熱量會聚集于水泥內(nèi)部,提高混凝土的溫度應力,因此要在混凝土施工前制定合理的施工方案,合理應用水泥。其次,提高混凝土澆筑過程中的溫度控制效果。澆筑混凝土時要盡量減少高溫作業(yè),特別是大體積混凝土結構,需要采用合理的降溫措施,以減少溫度裂縫的發(fā)生。再次,嚴格控制混凝土原材料的質(zhì)量。在選擇原材料時,要分析其產(chǎn)地、設計要求、結構受力荷載、環(huán)境溫度等各種因素,嚴格設計混凝土配合比,嚴禁不合格材料入場,做好每批次原材料抽樣檢測及留樣工作;此外,為了防止混凝土出現(xiàn)開裂問題,可視實際情況適當添加外加劑[3]。

        設計人員在進行建筑結構設計時,需要對施工區(qū)域的環(huán)境、氣候、天氣等因素進行考量,避免在高溫、寒冷、大風天氣下進行混凝土施工,使得混凝土材料中的含水率因高溫蒸發(fā)、低溫大風凝結而迅速降低。這需要設計部門在完成結構設計后,對施工團隊技術人員進行詳細的技術交底,避免在實際施工過程中,由于不合理操作造成混凝土表面干燥,導致裂縫產(chǎn)生。另外,設計師應盡量選用低水化熱的水泥材料,適當減少水泥的使用率,以此來降低混凝土熱量、減緩水分蒸發(fā)的速度,并通過在混凝土澆筑時加強養(yǎng)護的方式,降低溫度應力裂縫出現(xiàn)的概率。

        綜上所述,建筑工程混凝土結構裂縫是十分常見的質(zhì)量問題,裂縫產(chǎn)生的因素也較為復雜,而工程結構設計階段是影響混凝土澆筑質(zhì)量的關鍵,加強這一環(huán)節(jié)的設計質(zhì)量,能夠?qū)炷亮芽p問題進行相對全面的控制。設計人員應在設計過程中加強對材料質(zhì)量與結構設計的管理,并確保施工技術搭配與技術交底工作得以有效實施,保證設計方案符合相關標準,從而對裂縫問題進行有效的防治。

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