建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫成因及控制措施探析

孫建

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和進(jìn)步，建筑業(yè)也發(fā)展迅速，建筑工程質(zhì)量成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，建筑物的裂縫在建筑項(xiàng)目中很常見。根據(jù)不同的危害，裂縫分為三種類型，即深裂縫、表面裂縫和破裂。通常裂縫是最厲害的損傷，一旦裂縫發(fā)生，建筑物的穩(wěn)定性和安全性將大大降低。如果長時(shí)間不進(jìn)行處理，即使是表面裂縫也會(huì)發(fā)展成深裂縫，這將對建筑造成無法估量的損害。研究表明，防止建筑物裂縫對建筑物安全穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用，必須給予高度重視。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);裂縫;控制措施

中圖分類號：TU312?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

現(xiàn)代建筑多是采用混凝土結(jié)構(gòu)，裂縫的存在無法完全避免，如何對裂縫進(jìn)行有效控制和處理是工程技術(shù)人員需要深入研究的課題。裂縫的存在會(huì)對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生威脅，也會(huì)影響到建筑工程的質(zhì)量，而想要對裂縫問題進(jìn)行解決，必須了解其類型和成因，針對裂縫的性質(zhì)，采取切實(shí)可行的應(yīng)對策略。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫原因分析

1.1溫度應(yīng)力的影響

在建筑工程之中，溫度應(yīng)力則是影響建筑工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵因素，但是引發(fā)溫度應(yīng)力出現(xiàn)變化的原因，主要集中在建筑工程的約束應(yīng)力與自生應(yīng)力之上。建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度之間的差異，會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)自生應(yīng)力，經(jīng)常性的會(huì)發(fā)生在部分尺寸相對較大的構(gòu)件之上。在早晚溫差過大或混凝土表面受熱不均，那么建筑物的自生應(yīng)力就會(huì)逐步的引發(fā)裂縫的出現(xiàn)。另外在實(shí)際設(shè)計(jì)方案中，既沒有設(shè)計(jì)相應(yīng)的保護(hù)措施，也沒有注明預(yù)防溫度裂縫的內(nèi)容，只是按照施工人員自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)控制溫度裂縫。

1.2貫穿裂縫的影響

貫穿裂縫的出現(xiàn)主要是因?yàn)榛炷涟l(fā)生大范圍的形變，再將水泥和水混合在一起會(huì)出現(xiàn)大量的熱，但是在塑性的階段之中，由于溫度的慢慢變高，所以彈性模量相應(yīng)的就會(huì)變小，但是變形而引發(fā)的應(yīng)力相對較小，因此可以直接忽略不計(jì)，但是，在混凝土溫度降低的過程之中，混凝土?xí)霈F(xiàn)形變，水分蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致混凝土體積出現(xiàn)收縮而發(fā)生形變。建筑結(jié)構(gòu)由于受到地基和空間因素的限制，從而導(dǎo)致應(yīng)力的出現(xiàn)，但是大于自身可以承受力度的情況之下，就會(huì)出現(xiàn)貫穿裂縫。

1.3鋼筋腐蝕的影響

對于鋼筋而言，其是保障整個(gè)建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要材料，表面會(huì)有一層混凝土的保護(hù)層。由于混凝土保護(hù)層的質(zhì)量和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不一致，那么鋼筋就會(huì)和氯化物以及二氧化碳產(chǎn)生反應(yīng)。另外針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要分配結(jié)構(gòu)材料的使用，材料屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)部分，容易影響建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)穩(wěn)定性。例如：建筑結(jié)構(gòu)中的鋼筋材料，如果設(shè)計(jì)不合格、不規(guī)范就會(huì)引起碳化銹蝕的問題，鋼筋碳化直接影響周圍的密實(shí)環(huán)境，破壞了混凝土的完整性，混凝土開裂后暴露了內(nèi)部的鋼筋，促使工程裂縫處于惡性環(huán)境中，嚴(yán)重時(shí)可能引起安全事故。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫控制措施

2.1防止溫度應(yīng)力裂縫的措施

在溫度應(yīng)力裂縫中，建筑物頂部和底部的內(nèi)外縱壁上的斜裂縫是相對頻繁且具有代表性的。預(yù)防措施主要包括以下內(nèi)容：

（1）在治理裂縫工作的實(shí)施中，預(yù)防應(yīng)該是主要方面：規(guī)劃和選材。施工應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行，并進(jìn)行全面規(guī)劃。應(yīng)根據(jù)施工項(xiàng)目所在的區(qū)域選擇屋面保溫層，以充分保證保溫層的施工質(zhì)量，以減少屋頂與屋面之間的溫差。進(jìn)行砌筑并避免溫差過大，防止結(jié)構(gòu)擴(kuò)張和收縮的出現(xiàn)。同時(shí)，伸縮縫應(yīng)按照有關(guān)要求和規(guī)定進(jìn)行布置和設(shè)計(jì)，以進(jìn)一步減弱因溫度變化引起的墻體變形。

（2）在施工過程中，除了要進(jìn)行較長的凝固時(shí)間外，在選擇水泥時(shí)應(yīng)該存在較低程度的水化熱。將水泥施加到其溫度時(shí)應(yīng)小心。且在混凝土攪拌過程中，在炎熱的夏季天氣應(yīng)使用低溫水混合。一旦混凝土達(dá)到初始強(qiáng)度，應(yīng)嚴(yán)格控制水分和溫度固化條件，以確保充分保證混凝土表面的溫度和濕度，并完全避免表面裂縫的形成。當(dāng)加入混合物時(shí)，應(yīng)合理控制劑量。

2.2科學(xué)設(shè)計(jì)配合比

通過科學(xué)設(shè)計(jì)混凝土的配合比能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)裂縫起到有效的預(yù)防作用。在對混凝土配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、建筑工程的設(shè)計(jì)要求以及施工條件對各種原材料的比例關(guān)系進(jìn)行合理確定。要確?；炷辆哂辛己玫暮鸵仔?，并且應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求。首先應(yīng)根據(jù)我國現(xiàn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程的規(guī)定，對混凝土的配合比進(jìn)行初步計(jì)算，然后按照計(jì)算結(jié)果對混凝土進(jìn)行試配，并對其中的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，最后確定施工配合比，并嚴(yán)格依據(jù)該配合比對混凝土進(jìn)行配制。需要注意的是，由于設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí)，是以干燥材料作為基準(zhǔn)，但存放現(xiàn)場的砂石等材料中均含有一定的水分，因此需要測定砂石的含水率，并對配合比進(jìn)行修正后，方可作為施工配合比。此外，在混凝土配制中加入適量的粉煤灰能夠改善混凝土的性能，降低溫度升高的情況，有利于避免干縮裂縫的產(chǎn)生。

2.3預(yù)應(yīng)力與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

回顧最近幾年的建筑工程施工情況，發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)綜合分析建筑體的幾何結(jié)構(gòu)的規(guī)格、預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)抗裂程度要求。通常情況下，設(shè)計(jì)時(shí)取梁長的1/15，在現(xiàn)存設(shè)計(jì)與施工技術(shù)水平基礎(chǔ)上，多會(huì)應(yīng)用1/18～1/20，一方面能降低鋼筋用量，另一方面也能降低建筑自體結(jié)構(gòu)重量。比如，在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行平面設(shè)計(jì)，保證建筑結(jié)構(gòu)平面布置的規(guī)律性是基礎(chǔ)，規(guī)避平面布置形狀意外發(fā)生變化的狀況;若設(shè)計(jì)的平面有凹口，應(yīng)將拉梁設(shè)置在凹口處的邊界，適量增加凹口周圍樓板的厚度，同時(shí)對配筋加強(qiáng)處理。除此之外，也要依照相關(guān)規(guī)范與要求嚴(yán)格管控建筑結(jié)構(gòu)的長度，若出現(xiàn)建筑體結(jié)構(gòu)超過有關(guān)規(guī)范設(shè)定的額定值時(shí)，需在地下部位與地上部位分別設(shè)置后澆帶與膨脹加強(qiáng)帶。前者多被設(shè)置在梁與樓板的1/3寬處，寬度應(yīng)在800～1000mm區(qū)間內(nèi)取值。而后者寬度多為2000mm，將密孔鋼絲網(wǎng)布設(shè)在帶兩端，借此方式隔離帶內(nèi)外的混凝土，鋼絲網(wǎng)應(yīng)與上下層（或內(nèi)外層）垂直分布，同時(shí)對鋼筋進(jìn)行加固。膨脹加強(qiáng)帶帶中需加設(shè)15%水平溫度鋼筋，水平溫度鋼筋應(yīng)勻稱的排布在上下層，其內(nèi)摻有12%的膨脹混凝土，能夠促使混凝土強(qiáng)度等級提升一級。

2.4構(gòu)造配筋控制裂縫的舉措

利用構(gòu)造配筋的方法將裂縫問題進(jìn)行控制，就是將鋼筋混凝土之間的粘性增強(qiáng)的基本方法。由于影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及導(dǎo)致其產(chǎn)生裂縫變大的因素是來自于鋼筋應(yīng)力、鋼筋混凝土保護(hù)層、鋼筋與混凝土本身的粘性等方面。施工建造期間需要考慮的是，鋼筋應(yīng)力由于構(gòu)件的截面與外荷載控制，為了盡可能的避免裂縫寬度加大，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，需要將配筋面積增加進(jìn)而降低鋼筋應(yīng)力，這樣就能在建材應(yīng)用中，達(dá)到裂縫控制的基本要求。但是從經(jīng)濟(jì)層面上來看，這種成本投入較高，而且高強(qiáng)度的鋼筋未能在建造中被有效的利用。所以考慮到鋼筋材料對建筑物的壽命影響，需要使用較薄的保護(hù)層進(jìn)行施工建造。這樣經(jīng)過寬度計(jì)算值的基礎(chǔ)，也能將裂縫限制的要求達(dá)標(biāo)。所以使用配筋構(gòu)造來改變鋼筋與混凝土的粘性，是一種可行的裂縫問題控制辦法，需要施工建造企業(yè)單位加強(qiáng)實(shí)踐與研究分析。

結(jié)束語

作為我國重要的支柱產(chǎn)業(yè)，建筑業(yè)必須嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免和減少裂縫的發(fā)生，提高施工質(zhì)量，使建筑業(yè)在新時(shí)代的發(fā)展中越來越好，從而有效提高人們的生活質(zhì)量。

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（作者身份證號碼：130283199212160412）