建筑是人们生活工作的基础。随着建筑工程数量不断增多,人们加强了对建筑质量的重视。裂缝是建筑工程结构设计中比较普遍且有着较高危险性的问题,对裂缝问题加以有效控制既是建筑业的责任义务,也是保障社会和谐发展,维护居民生命财产安全的必要前提。从裂缝问题实际来看,裂缝种类、特征及诱发因素较多,造成的危害程度各不相同,无论裂缝对建筑工程结构正常运用有无影响,只有裂缝产生最保险的方法就是及时处理,避免大问题产生,这给建筑工程结构设计提出一定挑战。建筑业必须在结构设计过程中加强裂缝控制关注度,采取针对性措施避免裂缝产生,才能在根本上推动建筑业持续发展,提高国民生活幸福度。
1建筑结构设计裂缝成因
1.1地基变形
地基变形是导致建筑工程出现结构裂缝的主要因素,地基变形所导致的裂缝也是工程中十分常见的裂缝形式,具有一定的特殊性,因为该类裂缝发展较快,能够形成多种类型,因此控制与处理的难度较大。导致该类裂缝产生的主要原因是未在工程前期准备阶段做好勘察工作,缺乏对相关因素的考虑,所获取数据存在一定的误差,难以全面掌握土质结构承载力,在后续施工阶段极易导致地基变形,进而产生裂缝。
1.2沉陷因素的影响
在遇到极端情况时,建筑结构质量将受到许多不利因素的影响,包括地基变形应力和混凝土裂缝等多种不利变形条件,即形成地基应力沉降问题。此外,干燥收缩裂缝仍是结构施工领域中较常见的混凝土裂缝成因之一。产生该裂缝形成的主要原因是结构施工作业人员在逐步优化改造和加固完善地下混凝土结构时,水可能会突然蒸发,使地下混凝土表面过度干燥,出现混凝土收缩开裂现象。当这种凝固现象发展达到一定程度时,混凝土将会出现局部裂缝。
1.3温度应力裂缝
该类裂缝主要指受到外界因素影响形成的建筑结构裂缝问题。对混凝土浇筑作业来说,因为施工需要花费较长的时间,同时昼夜温差以及室内与室外的温差较大,导致混凝土内部与外部的散热缺乏均匀性,因此对浇筑作业造成一定的影响。如果温差拉应力超过混凝土自身能够承载的拉应力强度,则会导致温度应力裂缝出现。仅从表面进行观察,裂缝问题并不明显,但是该类裂缝对建筑的功能造成的影响较大。其主要表现为深度不一的表面裂缝,为了能够有效预防这一问题,需要减少温度及其他环境因素对施工造成的影响,加强对施工质量的控制。
2建筑工程结构设计中裂缝控制研究
2.1温度裂缝控制措施
温度裂缝对建筑工程结构设计造成极大不便,因此,为了预防和控制裂缝问题,必须采取有效措施加以解决与规避。首先,在控制温度上,需合理安排、科学落实保温层施工工作,当建筑结构施工完成一直到保温层施工,中间会存在一定间隔,为避免给裂缝产生提供条件,施工单位应尽量选择温度适中的季节施工。在挑檐时可以预留一条伸缩缝,给混凝土自由伸缩提供保障,也可选择在伸缩缝中填充弹性材料,以此来提高建筑外墙的温差适应力。需合理安排拆模板时间,当温度较低时应落实保温操作,避免混凝土受低温影响发生温度梯度变化。在气温较高时,可选择将水管预埋至混凝土之中,通过输送冷水达到降温的目的,在搅拌混凝土过程中,可先将碎石冷却降低浇筑温度。夏季时完成浇筑工作可适当降低浇筑厚度,由于夏季温度较高,若浇筑厚度过大会使混凝土无法快速散热,进而增加裂缝产生几率,当浇筑厚度较薄且符合浇筑需求时,则有利于混凝土散热。其次,需改善相关约束条件。施工单位必须确保施工流程的安排是合理的,预防过多的侧面暴露在外,应增强混凝土质量与抗裂性能,并在浇筑完成后重视保养工作。
2.2提高结构设计水平
首先需要制定科学合理的整体结构设计方案。施工前,工作人员需要深入现场进行全面勘察,全面收集相关数据信息,确保设计方案、图纸与建筑结构体系规范要求相符。进行结构设计前需要认真分析结构承受荷载及作用的大小情况,同时认真计算温度变化情况,掌握混凝土材料的后期变化规律及特征。结构设计阶段,合理选择约束机制,有效释放与抵抗混凝土的温度应力。同时需要坚持整体性原则,确保建筑结构具备良好的受力性能,充分结合基本受力原理,保证受力图与受力分析保持一致。对高层建筑而言,需要进一步分析结构抗变形能力及抗荷载能力,选择合理的设计结构尺寸,保证整体结构的平衡性与稳定性,避免发生裂缝问题。其次需要提高混凝土设计水平。混凝土是导致结构裂缝的主要因素,为了加强对裂缝问题的控制,提高混凝土设计水平十分重要。在结构设计阶段明确混凝土的强度等级,如果等级较高会导致水泥用量增加,凝固阶段产生水化热,极易导致裂缝问题;而强度较低会影响建筑结构的抗压性能,也存在裂缝发生风险。最后,提高预应力设计水平。对建筑结构预应力进行设计的过程中,需要认真考虑关键因素,如几何结构、钢筋等因素,完善设计方案,实现节约材料用量的同时减少结构自重的目标。施工阶段需要加强对建筑优化设计方案达到节约钢筋用量,减少结构自重的目标。同时对地下部位来说,需要设置后浇带,主要设置在距离梁和地板的1/3位置,对后浇带宽度进行合理控制,保持在800~1000mm之间。
2.3严格把控施工工艺
建筑工程施工内容繁多,工序复杂,如果工艺把控不牢,存在操作不规范等问题,不但会导致裂缝问题,同时还会严重影响工程质量。因此施工人员需要严格遵守相关规范要求展开施工工作。例如,对混凝土浇筑施工来说,需要优化工艺技术,采用分层浇筑的方法,减少外部环境因素对施工质量造成的影响。如果环境稳定性较高,可埋设水管,确保混凝土内部与外部温度接近,提高结构抗裂性能,同时合理设置钢筋的分布位置,保证钢筋不会受到施工因素的影响,利用其抗拉特性抵抗混凝土的温度应力,有效减少裂缝问题。
结语
不合格的建筑工程将严重威胁人们的日常生活、身心健康和工作安全。每一个单体建筑工程通常都要求有许多重要施工设计要求和验收环节,其中混凝土浇筑施工尤为重要,这一工程环节的最终施工成果决定着整个建设主体工程的最终质量。因此,在实际施工过程中,必须充分考虑本环节内可能出现的影响因素和相关问题,密切关注混凝土裂缝现象,采取合理措施,确保整个工程的施工质量以及建筑工程行业的和谐发展。
参考文献
[1]余恕国.建筑结构设计中现浇混凝土裂缝的控制对策[J].装饰装修天地,2020,(19):155.
[2]薛鹏.建筑混凝土结构出现裂缝的原因及解决对策[J].新材料新装饰,2020,2(3):55.
[3]孙栋梁.房屋建筑结构裂缝的成因与防治对策分析[J].中国房地产业,2020,(5):96.