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【摘 要】 在建筑工程中,建筑结构的设计是一个非常重要的方面,建筑结构设计的科学与否,对于建筑工程的质量有着很大的关系。所以,要想提高建筑物的整体质量,就需要对建筑物的结构设计投入更多的关注。在建筑结构中,经常会出现裂缝,裂缝对于建筑结构来说是一个很大的威胁,所以,文章通过对建筑结构设计中的控制裂缝进行分析,以期更好的保证建筑结构的安全性,保证整个建筑物的质量。
【关键词】 建筑结构设计;裂缝控制;措施
引言:
在建筑行业中,所谓的建筑结构指的是在建筑物中由建筑材料来做成的用来承受各种荷载或者作用的,相当于骨架的作用。在建筑物的空间受力体系中,由于结构设计而出现的裂缝,在很多情况下是由于外界或者是内部的原因导致的建筑物的结构的某一部分出现破裂,并且随着时间的推移,结构裂缝也会逐渐变大。建筑物的结构一旦出现裂缝,就会为建筑物留下安全隐患,同时也会对人们的生命财产安全造成严重的威胁。所以,设计人员在进行结构设计的过程中,必须做好每一步的设计质量控制,将裂缝问题出现的几率控制在最低程度,从而不断提高建筑工程的质量。
一、建筑的结构设计的内容
(一)建筑的地基设计
基础阶段的设计的好坏会影响后续的工程进行,而且在工程造价,方便施工方面也有着重大的关联。所以高层建筑的工程师在设计时要深入透彻的了解施工地的地质条件和当地的法规,确保做到设计上的严谨合理,万无一失。
(二)建筑的底部空间设计
随着国民经济的发展,以前的建筑结构并不能满足社会的要求了,建筑行业为满足人们的需求在建筑的空间设计上进行了不断改善,如今高层建筑更加方便了人们的生活,如地下停车室的构建,不仅解决了住户的停车问题,还节约了土地资源,使建筑资源得到了更加有效的利用。并且有的高层建筑一楼的部分被改造成了可以进行商业行为的场所,很好的满足了如今人们的快节奏生活方式,且与交通,公共活动地域相互协调,更好的服务了人们的生活并在一定程度上刺激了经济的发展。
(三)建筑的结构系统设计
高层建筑一般为十到十层以上的建筑,对于结构设计来说,要考虑到安全可靠的基础,经济的材料,精炼经济的施工技术,以及建筑的外形和观赏性等多方面的问题,高层建筑应注重概念的设计,结构的合理选型以及平面和立面的规则性与匀称性,并且要选择具有优秀抗震性能和抗风性能且造价低的结构体系和措施。除此之外,水平载荷对于高层建筑的安全性有着重要影响,水平载荷产生的效应包括风载荷和地震作用,且水平载荷是随着高度一起变化的,所以水平载荷一般控制着高层建筑,水平力影响成为高层建筑的主要因素,在设计时应结合其影响进行设计,保障建筑的安全性。高层建筑的体系由水平体系和竖向体系以及基础组成,水平结构体系主要用来承受竖载,以及连接建筑的竖向结构构件,让其形成空间。水平结构体系则是能使竖向构件相互协调,进行空间协调工作。两个体系相辅进相成,构成完整的建筑体系。
二、建筑结构设计中可能出现的裂缝类型以及原因分析
(一)塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝一般情况下多出现在建筑物的表面上,建筑物上的但是建筑物上的塑性收缩裂缝的形成会受到周围很多环境因素的影响,通过对这些因素进行分析,可以发现当混凝土的表面的水分出现蒸发过快现象,或者是模板吸收水分过快都是导致塑性收缩裂缝产生的主要原因,也就是说在进行完建筑结构混凝土的浇注工作之后,混凝土表面在塑性状态下其水分会出现蒸发过快的现象,并且,如果在混凝土浇筑完成之后没有对建筑物的表面进行及时的覆盖,如果遇到恶劣的天气,就会容易造成裂缝的出现。
(二)塑性沉降裂缝
塑性沉降裂缝的出现一般情况下都会对建筑物的质量造成严重的影响,在实践中,通过对产生塑性沉降裂缝的原因进行分析,可以看见,在进行建筑项目的施工时,特别是在混凝土的浇注过程中,如果出现阻碍骨料沉降的现象,通常就会伴随着裂缝问题的出现。造成这一系列现象的原因是一些建筑辅助性的材料(钢筋、模板等)在施工的过程中的控制没有做到位,没有按照相关的施工操作规范对模板进行绑扎,也是造成塑性沉降裂缝的出现的重要原因。
(三)温度应力裂缝
在建筑结构中,裂缝的产生同样会受到温度的影响,由于建筑物所处的环境的早晚温差过大或者是混凝土表面散热效率的不均等,都会造成建筑结构温度应力裂缝的产生。在实际的施工过程中,在进行完混凝土的浇筑之后,经常会出现水泥内部的热量不易散发的现象,但是相对于其内部来说,混凝土表面的温度则更容易散发出去,如此,就会造成混凝土的内外温度不均,内外压力也会发生变化,由此产生的拉力将混凝土撕裂,就会导致裂缝的产生。
(四)其他导致裂缝出现的原因分析
除了上述几个造成混凝土结构裂缝的原因之外,混凝土材料质量的不合格也是导致建筑物结构出现裂缝的主要原因之一。尤其是在建筑行业内,一些建设者为了谋取更多的利益,对建筑质量置之不理,将一些质量不合格的产品运用到工程中去。比如,在建筑施工的过程中,如果砂石的含泥量超过了规定中的标准范围,就会使得混凝土的渗性以及强度降低,最終出现由于混凝土太过干燥而产生网状裂缝。
三、建筑物结构设计中控制裂缝的措施
(一)严格原材料的选材程序
原材料作为建筑结构中的一个不可或缺的部分,如果其质量一旦出现问题就会为裂缝的产生提供有利的条件。因此,要想控制建筑物结构的裂缝,就需要先从建筑材料入手,对施工原材料的质量进行严格的控制。对于大体积的混凝土应要通过水热化值低的粉煤灰水泥或者矿渣水泥的选择,来改善水泥浆的稠度。适量的添加一些外加剂也能改善水泥浆的稠度,实现混凝土拉伸度的提升,减少建筑裂缝的产生。在骨料的选择和处理上,也要严格的按照国家的相关执行,这样通过严格选材程序来降低选材。适材方面出现问题,保证整个工程的进度和施工质量。严把选材关就要按照规定选取质量较高的材料,要实现材料购物途径的合理性,在购买材料时严格进行原材的质量审核,这样能够避免建筑物质量问题的出现。 (二)科学进行建筑平面设计
进行建筑平面设计时,要始终保持平面的规则状态,以防止其产生变化异常的问题。当平面有凹口出现时,就应在其边缘设置拉梁,并且要增加其周边楼板的厚度且要添设配筋。要严格依照标准控制房屋的长度,如果长度超过的标准范围不大,可以在其中间部位设置间距为30米的收缩后浇带,使墙、梁、板与钢筋之间保持良好的搭配,如果长度超过标准范围较大,就应该添加变形缝;如果主楼与群房建筑物间具有较大的高度差值,则应该在它们中间的位置设置后浇带或冗降缝,从而把因为基础沉降产生的裂缝加以缩小。对于相关构件的外露部分在大于12米的水平长度时,应该添加伸缩缝。如果房屋的长度大于14米,就应该在楼板的中部添加后浇带,从而使混凝土的收缩应力和温度的影响得以降低。
(三)科学的设置混凝土配合比
在控制建筑结构的裂缝中,同样要做好混凝土的配合比设计。由于每一项工程对于混凝土材料的要求有时会有具体的要求,所以,在进行各类材料的搭配时,相关的设计人员需要对施工的现场的具体情况进行分析,先要对混凝土进行科学的、严格的检测,然后再对具体的配合比进行调整和完善。通过对混合比进行科学的设置,对于提高整个建筑工程的质量有着重要的意义。
(四)严格控制施工现场
在进行混凝土的搅拌环节时,必须要选择一种最佳的搅拌方式,充分保证混凝土已经被搅拌均匀,并且符合使用的要求。而在进行混凝土的浇筑环节时,需要对其力道进行严格的控制,避免出现过振、漏振的现象。另外,在进行混凝土的浇灌环节中,需要选择恰当的浇灌时间,尽量避免在恶劣的天气下进行施工作业。对于初期刚浇筑成型的混凝土结构,需要采取一定的措施保持其温度与湿度处于一个合适的环境中,从源头上控制混凝土结构性裂缝出现的几率。除此之外,对于相关的施工人员来说,施工企业应该提供一些进行专业培训的机会,让施工技术人员及时获取到专业知识,提升专业技能,以测试作为挑选人员的主要方式,确保其综合素质达到基本要求,从而提升工民建中混凝土整体质量。
四、结构裂缝修补技术
(一)表面处理法。主要是通过利用防水涂料和填料,对裂缝的表面进行适当的填补,从而来增加混凝土结构的耐久性和防水性,这种表面的处理法一般比较常用在裂缝较浅的结构表面上。
(二)注浆法。注浆法主要的就是利用水泥材料或者是树脂材料将其注入到结构的裂缝中去,通过这种方法来坚强混凝土结构的耐久性。在注浆法中所采用的材料大多都是环氧树脂,一般采用低压低速注入的方式。如果裂缝相对比较宽大,就可以采用钢钉与环氧树脂同时注入的方式,如此便可增强裂缝部位的整体性,防止裂缝的加剧。
(三)充填法。充填法一般适用于裂缝较宽的结构中。具体的做法是沿着裂缝凿开一条深槽,然后在槽内嵌补各种粘结材料,比如环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、水泥砂浆、沥青以及各种化学补强剂等。
(四)粘结钢板封闭法。当钢筋混凝土的构件产生主拉应力裂缝时,可以先进行裂縫的处理,再用钢结板在裂缝处进行粘结,并使用膨胀螺栓对钢板加压。需要注意的是钢板粘结的方向和裂缝的方向是垂直的。
五、结束语
随着建筑工程的发展,建筑结构的设计形式也多种多样,但是无论何种设计形式,其裂缝控制始终是一个不容小视的问题。为了能够使得人们的生命财产得到有效的保证,就需要对建筑结构设计进行必要的控制。因此,首先,要提高设计人员的责任意识,始终将质量与安全意识贯彻在实际的设计过程中;其次,要提高设计人员的专业设计水平,对于容易引发裂缝出现的原因在进行设计的过程中尽量采取有效的措施进行规避,避免其在后期的使用过程中出现影响建筑的使用效果;再次,可以采用先进的设计技术以及高科技手段,将建筑结构的设计水平不断提升,增强其科学性。此外,还要在施工的过程中对裂缝进行控制。在进行混凝土的浇筑时,做好每一道工序,严格质量控制,做好质量检测,设计好施工图纸与施工计划,并对浇筑完成的混凝土做好养护工作。
参考文献:
[1]孙文君.论建筑结构中控制裂缝的措施[J].科技风,2014,01:139.
[2]张洁.建筑结构设计中安全性问题的分析[J].黑龙江科技信息,2014,15:153.
[3]孙健,王文彬.建筑结构设计中应注意的问题浅析[J].中国城市经济,2011,05:191.
【关键词】 建筑结构设计;裂缝控制;措施
引言:
在建筑行业中,所谓的建筑结构指的是在建筑物中由建筑材料来做成的用来承受各种荷载或者作用的,相当于骨架的作用。在建筑物的空间受力体系中,由于结构设计而出现的裂缝,在很多情况下是由于外界或者是内部的原因导致的建筑物的结构的某一部分出现破裂,并且随着时间的推移,结构裂缝也会逐渐变大。建筑物的结构一旦出现裂缝,就会为建筑物留下安全隐患,同时也会对人们的生命财产安全造成严重的威胁。所以,设计人员在进行结构设计的过程中,必须做好每一步的设计质量控制,将裂缝问题出现的几率控制在最低程度,从而不断提高建筑工程的质量。
一、建筑的结构设计的内容
(一)建筑的地基设计
基础阶段的设计的好坏会影响后续的工程进行,而且在工程造价,方便施工方面也有着重大的关联。所以高层建筑的工程师在设计时要深入透彻的了解施工地的地质条件和当地的法规,确保做到设计上的严谨合理,万无一失。
(二)建筑的底部空间设计
随着国民经济的发展,以前的建筑结构并不能满足社会的要求了,建筑行业为满足人们的需求在建筑的空间设计上进行了不断改善,如今高层建筑更加方便了人们的生活,如地下停车室的构建,不仅解决了住户的停车问题,还节约了土地资源,使建筑资源得到了更加有效的利用。并且有的高层建筑一楼的部分被改造成了可以进行商业行为的场所,很好的满足了如今人们的快节奏生活方式,且与交通,公共活动地域相互协调,更好的服务了人们的生活并在一定程度上刺激了经济的发展。
(三)建筑的结构系统设计
高层建筑一般为十到十层以上的建筑,对于结构设计来说,要考虑到安全可靠的基础,经济的材料,精炼经济的施工技术,以及建筑的外形和观赏性等多方面的问题,高层建筑应注重概念的设计,结构的合理选型以及平面和立面的规则性与匀称性,并且要选择具有优秀抗震性能和抗风性能且造价低的结构体系和措施。除此之外,水平载荷对于高层建筑的安全性有着重要影响,水平载荷产生的效应包括风载荷和地震作用,且水平载荷是随着高度一起变化的,所以水平载荷一般控制着高层建筑,水平力影响成为高层建筑的主要因素,在设计时应结合其影响进行设计,保障建筑的安全性。高层建筑的体系由水平体系和竖向体系以及基础组成,水平结构体系主要用来承受竖载,以及连接建筑的竖向结构构件,让其形成空间。水平结构体系则是能使竖向构件相互协调,进行空间协调工作。两个体系相辅进相成,构成完整的建筑体系。
二、建筑结构设计中可能出现的裂缝类型以及原因分析
(一)塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝一般情况下多出现在建筑物的表面上,建筑物上的但是建筑物上的塑性收缩裂缝的形成会受到周围很多环境因素的影响,通过对这些因素进行分析,可以发现当混凝土的表面的水分出现蒸发过快现象,或者是模板吸收水分过快都是导致塑性收缩裂缝产生的主要原因,也就是说在进行完建筑结构混凝土的浇注工作之后,混凝土表面在塑性状态下其水分会出现蒸发过快的现象,并且,如果在混凝土浇筑完成之后没有对建筑物的表面进行及时的覆盖,如果遇到恶劣的天气,就会容易造成裂缝的出现。
(二)塑性沉降裂缝
塑性沉降裂缝的出现一般情况下都会对建筑物的质量造成严重的影响,在实践中,通过对产生塑性沉降裂缝的原因进行分析,可以看见,在进行建筑项目的施工时,特别是在混凝土的浇注过程中,如果出现阻碍骨料沉降的现象,通常就会伴随着裂缝问题的出现。造成这一系列现象的原因是一些建筑辅助性的材料(钢筋、模板等)在施工的过程中的控制没有做到位,没有按照相关的施工操作规范对模板进行绑扎,也是造成塑性沉降裂缝的出现的重要原因。
(三)温度应力裂缝
在建筑结构中,裂缝的产生同样会受到温度的影响,由于建筑物所处的环境的早晚温差过大或者是混凝土表面散热效率的不均等,都会造成建筑结构温度应力裂缝的产生。在实际的施工过程中,在进行完混凝土的浇筑之后,经常会出现水泥内部的热量不易散发的现象,但是相对于其内部来说,混凝土表面的温度则更容易散发出去,如此,就会造成混凝土的内外温度不均,内外压力也会发生变化,由此产生的拉力将混凝土撕裂,就会导致裂缝的产生。
(四)其他导致裂缝出现的原因分析
除了上述几个造成混凝土结构裂缝的原因之外,混凝土材料质量的不合格也是导致建筑物结构出现裂缝的主要原因之一。尤其是在建筑行业内,一些建设者为了谋取更多的利益,对建筑质量置之不理,将一些质量不合格的产品运用到工程中去。比如,在建筑施工的过程中,如果砂石的含泥量超过了规定中的标准范围,就会使得混凝土的渗性以及强度降低,最終出现由于混凝土太过干燥而产生网状裂缝。
三、建筑物结构设计中控制裂缝的措施
(一)严格原材料的选材程序
原材料作为建筑结构中的一个不可或缺的部分,如果其质量一旦出现问题就会为裂缝的产生提供有利的条件。因此,要想控制建筑物结构的裂缝,就需要先从建筑材料入手,对施工原材料的质量进行严格的控制。对于大体积的混凝土应要通过水热化值低的粉煤灰水泥或者矿渣水泥的选择,来改善水泥浆的稠度。适量的添加一些外加剂也能改善水泥浆的稠度,实现混凝土拉伸度的提升,减少建筑裂缝的产生。在骨料的选择和处理上,也要严格的按照国家的相关执行,这样通过严格选材程序来降低选材。适材方面出现问题,保证整个工程的进度和施工质量。严把选材关就要按照规定选取质量较高的材料,要实现材料购物途径的合理性,在购买材料时严格进行原材的质量审核,这样能够避免建筑物质量问题的出现。 (二)科学进行建筑平面设计
进行建筑平面设计时,要始终保持平面的规则状态,以防止其产生变化异常的问题。当平面有凹口出现时,就应在其边缘设置拉梁,并且要增加其周边楼板的厚度且要添设配筋。要严格依照标准控制房屋的长度,如果长度超过的标准范围不大,可以在其中间部位设置间距为30米的收缩后浇带,使墙、梁、板与钢筋之间保持良好的搭配,如果长度超过标准范围较大,就应该添加变形缝;如果主楼与群房建筑物间具有较大的高度差值,则应该在它们中间的位置设置后浇带或冗降缝,从而把因为基础沉降产生的裂缝加以缩小。对于相关构件的外露部分在大于12米的水平长度时,应该添加伸缩缝。如果房屋的长度大于14米,就应该在楼板的中部添加后浇带,从而使混凝土的收缩应力和温度的影响得以降低。
(三)科学的设置混凝土配合比
在控制建筑结构的裂缝中,同样要做好混凝土的配合比设计。由于每一项工程对于混凝土材料的要求有时会有具体的要求,所以,在进行各类材料的搭配时,相关的设计人员需要对施工的现场的具体情况进行分析,先要对混凝土进行科学的、严格的检测,然后再对具体的配合比进行调整和完善。通过对混合比进行科学的设置,对于提高整个建筑工程的质量有着重要的意义。
(四)严格控制施工现场
在进行混凝土的搅拌环节时,必须要选择一种最佳的搅拌方式,充分保证混凝土已经被搅拌均匀,并且符合使用的要求。而在进行混凝土的浇筑环节时,需要对其力道进行严格的控制,避免出现过振、漏振的现象。另外,在进行混凝土的浇灌环节中,需要选择恰当的浇灌时间,尽量避免在恶劣的天气下进行施工作业。对于初期刚浇筑成型的混凝土结构,需要采取一定的措施保持其温度与湿度处于一个合适的环境中,从源头上控制混凝土结构性裂缝出现的几率。除此之外,对于相关的施工人员来说,施工企业应该提供一些进行专业培训的机会,让施工技术人员及时获取到专业知识,提升专业技能,以测试作为挑选人员的主要方式,确保其综合素质达到基本要求,从而提升工民建中混凝土整体质量。
四、结构裂缝修补技术
(一)表面处理法。主要是通过利用防水涂料和填料,对裂缝的表面进行适当的填补,从而来增加混凝土结构的耐久性和防水性,这种表面的处理法一般比较常用在裂缝较浅的结构表面上。
(二)注浆法。注浆法主要的就是利用水泥材料或者是树脂材料将其注入到结构的裂缝中去,通过这种方法来坚强混凝土结构的耐久性。在注浆法中所采用的材料大多都是环氧树脂,一般采用低压低速注入的方式。如果裂缝相对比较宽大,就可以采用钢钉与环氧树脂同时注入的方式,如此便可增强裂缝部位的整体性,防止裂缝的加剧。
(三)充填法。充填法一般适用于裂缝较宽的结构中。具体的做法是沿着裂缝凿开一条深槽,然后在槽内嵌补各种粘结材料,比如环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、水泥砂浆、沥青以及各种化学补强剂等。
(四)粘结钢板封闭法。当钢筋混凝土的构件产生主拉应力裂缝时,可以先进行裂縫的处理,再用钢结板在裂缝处进行粘结,并使用膨胀螺栓对钢板加压。需要注意的是钢板粘结的方向和裂缝的方向是垂直的。
五、结束语
随着建筑工程的发展,建筑结构的设计形式也多种多样,但是无论何种设计形式,其裂缝控制始终是一个不容小视的问题。为了能够使得人们的生命财产得到有效的保证,就需要对建筑结构设计进行必要的控制。因此,首先,要提高设计人员的责任意识,始终将质量与安全意识贯彻在实际的设计过程中;其次,要提高设计人员的专业设计水平,对于容易引发裂缝出现的原因在进行设计的过程中尽量采取有效的措施进行规避,避免其在后期的使用过程中出现影响建筑的使用效果;再次,可以采用先进的设计技术以及高科技手段,将建筑结构的设计水平不断提升,增强其科学性。此外,还要在施工的过程中对裂缝进行控制。在进行混凝土的浇筑时,做好每一道工序,严格质量控制,做好质量检测,设计好施工图纸与施工计划,并对浇筑完成的混凝土做好养护工作。
参考文献:
[1]孙文君.论建筑结构中控制裂缝的措施[J].科技风,2014,01:139.
[2]张洁.建筑结构设计中安全性问题的分析[J].黑龙江科技信息,2014,15:153.
[3]孙健,王文彬.建筑结构设计中应注意的问题浅析[J].中国城市经济,2011,05:191.