建筑工程结构设计的裂缝问题研究

1、建筑工程结构设计的裂缝问题研究摘要：我国市场经济的飞速发展促进了社会的现代化进程，同样也推动了建筑行业快速发展。如今建筑工程的规模日益扩大、项目也越来越多，工程的质量问题逐渐引起国家、社会各界的重视。在建筑工程的结构设计中，裂缝是一种较常见的质量问题，它不但影响了建筑物的美观，同时降低了建筑物结构的使用寿命和性能。因此，采取措施避免和减少建筑工程的结构设计中裂缝的出现是非常必要。关键词：建筑工程、结构设计、裂缝问题中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：一、裂缝产生的主要原因1.1地基不匀造成下沉地基不均而产生下沉是客观、主观和人为因素共同作用的结果。首先建筑地基的土层若分布不匀,土质差

2、别较大等客观原因都会引起地基不匀而下沉；其主观因素大致都与建筑的设计有关，比方同一个建筑采用了多种地基的处理方法、地基施工的方案和基础的设计并不符以及在建筑实际施工时设计没达到或超过了标准的规定1。上述因素都会地基因受力而发生改变,从而导致地基不均匀而下沉；此外，建筑施工的过程中以及完成后，不能避免由于人为原因而导致地基的松动和改变等情况致使地基下沉。1.2建筑结构发生裂缝由于建筑技术的水平不断提高，许多建筑工程使用现浇楼板，完成浇筑的楼板其承载例就基本可以达到设计上的要求。假如把预制的多孔板换成现浇楼板的话就会造成墙体刚度的增大，减少了原有楼板的刚度，这样墙体较薄弱的位置和截面的突变地方就有

3、可能发生裂缝。1.3温度应力而引起的裂缝温度应力主要是由两种情况引起。第一种为自生应力,它是因为物体结构因为内外的温度差异,在结构本身的约束之下而形成的温度应力,结构尺寸较的物体就经常会出现这种情况，像桥梁的墩身，混凝土进行后冷却时，其表面和内部的温度差别较大,因此两种温度的应力也是相反的。还有一种则为约束应力,它是物体的结构由于外界约束的影响而发生变形所产生的温度应力，像护栏的混凝土。1.4因钢筋锈蚀来引起的裂缝建筑所用的钢筋表面都有混凝土进行保护。混凝土的保护层其厚度过薄或质量较差,都会使钢筋受到二氧化碳、氯化物的侵蚀,造成钢筋四周混凝土氯离子的含量过高或者碱度降低,致使钢筋表面一层的氧化

4、膜遭到破坏，使钢筋里铁离子和水分、氧气产生了锈蚀,体积扩大了2到4倍,钢筋四周混凝土发生了膨胀,最后导致原本为保护层的混凝土发生裂缝2。二、控制建筑工程结构裂缝的措施2.1控制板的裂缝建筑工程的结构中板出现裂缝是比较普遍的裂缝形式，想要控制板的裂缝可从以下几点着手：2.1.1设计时应注意对混凝土整体刚度的降低，避免由于不均匀的沉降而造成混凝土内部结构产生剪应力与拉应力，还有结构本身对温度应力的抵抗力降低。2.1.2还能放置放射筋与建筑结构的外墙角出，放射筋数量最少不得少于7根，各配筋间距不宜大于0,1米。配筋的范围最好大于三分之一的楼板跨度，长度设计在2米以上。通过设置放射筋能达到板角应力要求

5、，让楼板出现的裂缝其应力的影响范围和放射筋保持一致，借此避免产生裂缝。2.1.3如果现浇板其受力钢筋与梁保持平行，则可顺着梁的走向配置与梁垂直且间隔小于200厘米的，直径大于8厘米的构造钢筋；对于混凝土墙，无论是支撑结构进行整体浇筑或者同混凝土的墙体进行整体浇筑，都要设置间隔距离是200厘米且半径在8厘米之上的构造钢筋。通过钢筋的设置能对建筑结构的内部形成的剪应力与拉应力产生有效的约束，防止产生裂缝。2.2控制温度裂缝温度裂缝也是工程建筑中较常见的问题，因此应对温度裂缝加以控制，具体措施为以下四点：2.2.1加强建筑物内部保温隔热功能。比如像挑檐板进行保温隔热处理，降低温度应力对屋盖与顶层墙体

6、的影响；依具体情况对建筑的保温层其刚度和厚度进行加厚，注意屋面进行防雨措施，避免建筑因漏雨而致使其保温效果的弱化3。2.2.2建筑平面布局尽量简单规矩，不易出现过多的凹凸不平，避免因温度应力太集中而引起墙体的裂缝；建筑的长度要达到温度收缩的最大间距，长高的比例也要保持在限定范围内，保障了建筑物的整体性能，防止由于屋面发生变形而导致墙体出现裂缝。2.2.3考虑到建筑结构的因素，需要适当的对顶屋墙体其砂浆的强度进行提高，从而增强墙体的抗剪强的度与抗压的强度，设置垂直钢筋与水平钢筋于山墙和两端一单元的内外纵墙中。2.3控制混凝土的材料对混凝土的材料进行控制也是预防建筑工程出现裂缝的重点方面，机体预防

7、措施如下：2.3.1在保证混凝土强度的前提下，尽量减少水泥使用，减缓水化热时升温的速度，改善了混凝土的和易状况。对于强度适中的混凝土其每立方米的水泥用量控制为270450kg；而高强度的混凝土，其材料和水掺和的总量为每立方米不要超过550kg。2.3.2当混凝土中的水胶比例过小或者过大时，就会降低混凝土抵抗裂缝的能力。因此，混凝土中的水胶比例再好保持在0.4到0.55之间4。2.3.3在保证混凝土的正常工作性能前提下，可适当减少砂率。特别是当混凝土的流动性较大时更要注意控制砂率，避免造成混凝土抵抗开裂能力的下降。三、案例分析四川某工厂建造了一处18层的砖混结构的住宅区，其中条形建筑有12幢，点

8、式建筑有6幢。工程在建设之前，委托了某一地质勘察的机构对建筑的地基按要求进行了仔细勘察。工程历经3年正式完工，空置了半年后发现有6幢条形建筑出现了墙体裂开的现象，其裂缝多是斜向的，而且一楼到七楼到均出现裂缝，而且部分还出现了向外倾斜的趋势；4幢点式建筑出现整体倾斜。在仔细的观察分析后发现，出现问题的10幢建筑都出现了地基不均匀导致下沉的现象，其中下沉最大的为150厘米以上。该事故发生后，相关部门对此工程的质量进行鉴定，对工程的勘探、设计以及施工资料等进行审核，对该工程的地质情况重新进行补勘。结果显示，该住宅区是建筑在一条古河道上方，河道的沟内沉寂的淤泥层都是新进的沉积物，其土质非常的松软，属于

9、承载力低、压缩性高的土层，且具有一定厚度。加上住宅建筑的基地附加压力就易于出现大幅度的下沉。因此，凡是古河道流经的10幢建筑物都出现了地基下沉的现象，其他的建筑物均无此现象，应对地基进行必要的加固保护。此外在对该项目进行地质勘测时并未十分重视勘测的数据，也未对地下土层的承载力低的情况引起重视，对地基的土质草率的做出判断，把淤泥当做淤泥质粉土，并提出了承载力是100kN。设计单位其地质的勘察报告显示，该工程的设计基础是浅基础，2800厘米宽，每延米的设计荷载是280kN，建筑的埋深大约在-1.5米2米之间5。此工程后来对地基进行了加固补救后可正常使用，但造成的安全威胁和经济损失是无法估计的。四、结论：目前在建筑工程中，裂缝现象的早已屡见不鲜，是建筑质量安全问题的一大威胁。所以在建筑的结构设计中，工作人员一定要充分考虑工程的地质条件、结构形式，制定行之有效的设计方案。除此之外，还应加大对工程施工过程的监管，确保施工部门严格遵照设计和规范的要求操作，为建筑物的安全性、耐久性、以及承载力提供保障。参考文献：1李宏.试论建筑T程结构设计中的裂缝问题J.黑龙江科技信息,2012,(