近些年来,随着我国建筑行业突飞猛进的发展,建筑行业施工安全的质量对于人们的人身安全十分重要,国家和相关政府也越来越重视建筑的质量,及时发现建筑结构设计中所出现的一些问题,提出相关解决控制措施,特别是在建筑结构设计裂缝现象的产生方面,需要相关负责人加大重视。在建筑工程结构施工过程中,建筑所用原材料混凝土等的使用直接造成了裂缝现象的产生,严重影响建筑物的稳定性和安全,对于后期相关人员的居住也产生较大危险,因此,相关建筑工程单位针对建筑结构设计裂缝产生的具体原因进行分析,并提出针对性的措施进行应对,解决相关问题,保证建筑物的安全,建设一个高质量的建筑,也推动我国建筑行业的快速发展,保障居住人民的人身安全。
1 建筑结构设计裂缝的类型
1.1塑性沉降裂缝
在中国建筑施工过程中,我国建筑所用的材料一般是钢筋和混凝土的混合,由于建筑所用钢筋和模板等施工元素会造成混凝土骨架产生沉降现象,进而造成塑性沉降裂缝。在相关施工人员进行施工过程中,一般要按照常规的施工标准进对模板进行一定程度的绑扎施工,如果相关人员不按照相关基本操作要求,在绑扎施工这一步骤大意,马虎,这样就会使建筑结构中出现塑性沉积裂缝。根据以往建筑施工过程中操作不规范而产生的塑性沉降裂缝现象来看,他的形状一般是呈梭形,通俗来讲,就是中心比较宽而两头比较窄,这种现象一般较多出现在结构的可变横截面、梁板节点、梁柱节点和板肋节点处,产生的裂缝的深度还是比较深的,一般是达到钢筋的表面。就塑性沉降裂缝的产生,相关技术操作人员如果想要减少此类裂缝的产生,就需要严格控制水灰比,施工材料所用砂率和坍落度不要过大,当施工过程中面对横截面差异比较大的组件时,必须要先浇筑比较深的部位,浇筑较深部位后,需要使其静止1~1.5小时之后,使浇筑沉降稳定之后,然后再进行顶部的浇筑,相关施工人员必须按照先底后顶的位置进行一定顺序的浇筑,这样才能保证整个建筑物的相关稳定性能,一定程度的减少塑性沉降裂缝现象的产生。
1.2塑性收缩裂缝
在建筑施工过程中,除了塑性沉降裂缝经常出现之外,塑性收缩裂缝也经常在施工过程中极易形成,在混凝土浇筑过程中,一般暴露在外面,受到外界因素例如一些高温,强风等因素的影响,混凝土材料受到这种因素的影响,会更加容易出现膨胀和收缩的情况,当混凝土材料出现一种塑性状态时,这个时候混凝土中的内部水含量其实就已经正在逐步减少,混凝土材料外表会变得更加的坚硬,进而会给建筑物表面上形成一种塑性收缩裂缝。在建筑施工过程中,相关建筑物的各个地方都有可能产生塑性收缩裂缝,也就是说,塑性收缩裂缝并不是指定某个部位进行出现的,他是随机分布,并且每两个塑性收缩裂缝之间是几乎平行的,裂缝之间距离在几厘米到几十厘米之间不等,塑性收缩裂缝刚出现的前期往往是深度比较浅的,然后随着时间的积累,裂缝逐步加深,进而会逐步发展成为一种贯通裂缝。针对塑性收缩裂缝出现的原因和特点,相关施工人员进行这方面的预防时,可以通过,在进行施工原材料混凝土混合过程中严格控制混凝土的水胶比,水泥的用量和砂粉量,在进行材料制备过程中,相关施工人员也应该按照操作要求,结合当下天气条件,进行一个材料的制备,当外界条件比较恶劣的情况下,例如:高温、强风和天气比较干燥的情况下,如果无法推迟制备工期,那么就不得不继续施工过程的进行,这时候,就需要相关施工人员采取一定的措施,在这种条件下进行材料的制备,并且能够保证材料的质量,有效预防塑性收缩裂缝现象的产生。
1.3温度应力裂缝
施工所有原材料,混凝土和钢筋等各种材料,是极易受到温度的影响的,在受温度影响而产生的裂缝被称为温度应力裂缝。一般建筑基础设施施工过程中,项目工程比较大,在相关技能人员进行实际混凝土浇筑过程中,所花费的时间往往是比较长的,往往不能够保证该施工在一天内完成,混凝土在施工期间受到昼夜温差和室内外温差影响,混凝土结构表面散热比较快,这时候会出现热应力开裂问题,相关施工人员应该加大对温度应力裂缝的重视,切不可小瞧这个裂缝对于整个建筑的影响,当温度应力裂缝产生多的时候,会对整个建筑物的稳定和安全产生极大程度的影响。
1.4其他裂缝
在相应建筑物过程中,除了以上三种裂缝产生之外,还有其他裂缝现象的产生,其裂缝产生原因是比较多样的,综合来说,这些裂缝的产生会极大程度的对于整个施工过程、施工质量以及施工建筑物的质量产生极大程度上的影响。相关施工人员应该加大对于裂缝现象产生的重视。
2 裂缝的相关危害性
2.1使刚性降低
在建筑施工过程中,由于发生裂缝,会使裂缝横截面的中心轴发生变化,进而会出现不同程度上的移动情况。在裂缝出现前期,可能会对整个建筑物的安全问题影响较小,但是随着时间的积累,裂缝条数的增多,外加相关人员的不重视,裂缝对于整个工程建筑的影响会逐步放大,对于整个工程建筑的破坏加大,裂缝严重会使工程结构变形,降低整个结构的刚性,裂缝现象的产生影响是连锁的,由于刚性降低,会导致高压作用下的工程结构极易疲劳。
2.2降低强度
在建设施工过程中,由于一些裂缝的出现,会导致施工原材料钢筋出现一定程度的暴露。这无疑就会导致建筑物被外界所侵扰的面积增大,混凝土内部就会被外界的水以及空气进行一定程度的侵蚀,久而久之,随着时间的慢慢积累,混凝土就会出现碳化现象,混凝土和钢筋都受到一定程度上的损坏,大大降低了工程结构的整体强度,随着这种恶劣情况的逐步加深,对建筑物产生了不可逆的影响,降低整个建筑的耐用性,在后期建筑使用过程中,对居住人民的人身安全造成一定程度的威胁,存在一定的安全隐患。
2.3抗剪能力降低
裂缝的出现不仅会影响建筑物的刚性,还会降低建筑的抗剪能力,建筑物的抗剪能力主要是建筑的横截面进行一定程度的支撑,由于裂缝的出现,特别是横截面中的产生的严重裂缝会破坏整个工程的整体结构,横截面表面出现了严重裂缝,进而会降低相应的抗剪能力。
3 建筑结构设计裂缝成因分析
3.1地质和相关设计因素
在我国建筑施工过程前,特别是面对一些大型的工程项目,相关企业负责人都需要指定专业人员进行一些长期工作的安排,例如:对于所施工地质的提前勘查,周边环境的大致了解等,这些前期准备工作对于整个建筑施工过程是极其重要的,严格把控前期工作,相当于为建筑施工开了一个好头,他会直接影响建筑物的工程设计以及后期的施工质量,就比如在施工前期做地质勘察这一项工作,倘若相关的勘察部门没有负好责任,勘查结果不够精确,缺乏一定真实的数据报告,进而会导致后期负责设计和施工人员对于整个地质的状况没有一个较为仔细的全方位的了解,对于施工地质没有一个清晰的认知,就无法做好提前预防工作,更不利于后期的预防裂缝现象等措施的提出。在建筑施工过程前,建筑结构设计对于整个建筑过程是极其重要的,他是占着主要位置的,相关设计人员如果能够做好建筑设计,就能够对于即将入手的建筑工程给予一个较为详细的结构,如果相关设计人员在建筑设计中不能够结合地质特点,主要的基础设计工作就没有做好,在进行过程中并没有结合相关建筑风格的特点要求,以及后期因地质因素而造成的裂缝,对于这些因素并没有制定科学的设计进行预防,那么在后期施工过程中就有较大可能出现裂缝现象。
3.2材料因素
在我国建筑施工过程中,往往所有的原材料大多是混凝土和钢筋。混凝土一般是由水泥、骨料、水及一些相关气泡所组成的多相非均匀复合材料。混凝土的所用的材料在一定性能上存在差异,因此在建筑后期,由混凝土而产生裂缝现象的原因是极其复杂的,而且混凝土也极易不受控制,对于混凝土硬化过程中,混凝土刚开始制作时,内部可能就会产生粘着细微的裂缝,除此之外,骨料和水泥浆粘结面上裂缝以及骨料自生产生裂缝等。在混凝土原材料制备过程中产生的这些裂缝往往是不规则分布的,一般情况下是不贯通的。由于使用材料所带有的物理性质产生的微观裂缝,在建筑施工过程中,需要钢筋和混凝土协同工作,由于二者的物理性质和化学性质都不相同,有着不同程度上的弹性,因此会导致在使用过程中对其产生的变形往往是不同步的,这种影响是无法避免的,但是可以采用相关措施极大程度的降低该影响。混凝土承受的拉应力如果大于混凝土的抗拉强度,在这种情况下就会使原材料产生的细微裂缝之间相互贯通,使原本的细微裂缝之间迅速扩大,宏观裂缝的产生对于整个建筑物的稳定和安全是极其不利的,相关企业负责人和技能人员需要对此加大重视,采用相关解决措施进行解决。
3.3温度因素
建筑施工过程中,我国的建筑项目往往是极其复杂又时期较长,建筑物的建设都不是能够迅速完成的,建筑使用原材料混凝土和钢筋等材料会受到昼夜温差和季节交替的温度影响,当混凝土材料的内外温差相对较大的情况下,就会产生外部应力的变化,而相应裂缝的产生对应的情况就是拉应力超过混凝土的整体抗拉极限强度的情况,由于温度影响,导致混凝土应力大小不断上涨,这样就会使混凝土材料进而产生裂缝。相关技能人员对此现象做过实验仔细分析,不难发现,随着外部环境温度的不断上升,混凝土结构内部的水分会不断的受到蒸发,当混凝土达不到一定水分标准时,就会使混凝土浇筑时坍落度过低,进而就会导致混凝土结构会出现不良的收缩裂缝问题现象,相关技能人员如果对此现象没有进行提前预防措施,随着后期时间的积累,环境温度不断的上升,由于温度因素而造成裂缝情况就会被慢慢放大。
4 建筑结构设计裂缝控制相关措施
4.1做好设计工作
在建筑施工过程中,关于建筑结构设计工作的安排,如果一个建筑企业能够很好的做好建筑结构设计工作,就会从根本上预防裂缝问题的出现。企业方可以根据以下几个措施:
首先就是结构尺寸的设计,在进行建筑结构设计工作时,相关施工负责人需要委派专业人员对于所施工地质进行前期的勘察,然后科学的收集相关数据,其目的就是为了使最终的设计符合建筑结构体系标准,如若发现勘察地质并不符合后期相关建筑结构,那么相关企业负责人可以及时的停止工作,或者是根据当地的地质特点采取针对性的措施进行预防。在建筑结构设计时,相关企业需要加大对建筑结构受力的设计,严格的遵循整体性的原则,进而提高整个建筑的结构受力,科学合理的设计结构尺寸,进而使整个建筑物的结构处于一个相对平衡的状态,减少裂缝现象的出现频率。
其次就是设计好混凝土的标号,相关施工人员在进行挑选混凝土的时候,要严格按照设计所选的混凝土标号,最大可能的避免由于混凝土而引发的裂缝现象,除此之外,还应该考虑钢筋的相关设置,从而提高整体的结构质量。
最后就是设计好预应力,在建筑结构预应力设计过程中,需要结合几何结构,使用钢筋等因素进行一个综合的考量,优化设计进而提高整个建筑结构的质量,当面对建筑结构长度过长的情况,可以采取通过沉降缝和后浇带进行一个科学的设置。
4.2严格把关施工过程
在建筑设计施工过程中,相关施工方需要严格把控施工过程,避免施工过程中出现的工艺把握不牢,操作不规范等现象的产生,优化工艺技术,最大可能的降低由于操作而带来的裂缝现象。
5 总结
综上所述,做好建筑结构设计与施工工作,可以有效预防施工过程中产生的裂缝问题,针对裂缝产生的原因以及裂缝的类型采取相应措施来控制裂缝,从根本上预防裂缝的产生,提高整个建筑的稳定性和安全性,促进我国建筑事业向高质量方向发展。
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