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建筑结构设计裂缝成因和控制措施

目前，在建筑结构中使用最为广泛的材料为钢筋混凝土。但是，在这些钢筋混凝土建起的建筑结构中裂缝现象依旧较为常见，这对整个建筑物的稳定性能和安全性都产生了巨大的影响，它所埋下的安全隐患直接影响了人们的人身安全。因此，对于建筑结构设计裂缝的控制处理工作需要得到行业相关人员的广泛关注。本文就建筑结构设计裂缝的成因以及裂缝类型进行分析，讨论建筑结构设计裂缝的控制措施。1引言随着我国经济的发展，建筑行业发展得越来越好，越来越多的建筑工程投入建设。目前，我国在建筑结构中应用最为广泛的材料是混凝土。因混凝土结构的建筑在设计上以及其他方面的特点，且混凝土材料受外界影响较大，因此，就有可能会产生建筑结构的裂缝，这些裂缝对建筑整体的稳定性和安全性会产生巨大的影响，进而影响到人们的人身财产安全。因此，相关人员必须对这些裂缝进行处理，以提高整个建筑的安全性和质量。接下来，本文就对这些裂缝的类型以及成因进行分析。2裂缝的类型2.1塑性沉降裂缝在实际情况中，建筑的钢筋和模板等因素都会对混凝土骨料的沉降造成影响，在这种影响下，就会形成塑性沉降裂缝。此外，施工的质量也会对塑性沉降裂缝的形成产生影响，如果在实际施工过程中对于模板没有进行正常规范的绑扎操作，也有一定的几率会使建筑结构出现塑性沉降裂缝。塑性沉降裂缝中部较宽，两端较窄，呈梭型，常出现在结构的变截面处、梁板交界处、梁柱交界处及板肋交界处等，裂缝深度通常可达钢筋表面。这种裂缝应当控制水灰比、砂率和塌落度不要过大；对截面相差过大的构件，要先浇筑较深的部位，静止1～1.5h后，待沉降稳定后再与上部薄截面同时浇筑，最后，保护层厚度不要过薄。2.2塑性收缩裂缝塑性收缩裂缝一般是在施工过程中形成。由于在进行混凝土的浇筑过程中，处于一个暴露的状态，受到外部因素的影响，比如高温或者大风天气等等，易使得混凝土材料发生热胀冷缩等，当混凝土材料呈现出塑性状态后，混凝土中的水分会进一步减少，混凝土材料变硬，塑性收缩裂缝就此在建筑物的表面形成。塑性收缩裂缝呈不规则多边形分布，或者大致呈互相平行状分布。裂缝之间的距离最小的有几厘米，最大的有十几厘米。这些裂缝刚开始都是很浅的，逐渐会发展成为贯穿性裂缝。其预防措施有严格控制混凝土的水胶比、水泥用量和粉砂用量；在高温、大风及干燥天气下施工应采取措施保证质量。2.3温度应力裂缝温度应力裂缝顾名思义，其主要影响因素为温度。在实际的混凝土浇筑施工过程中，常常需要一个较长的施工期，在这段时间内，由于昼夜温差以及室内外温差较大且混凝土结构的表面散热较快，就会对浇筑产生影响。当温差产生的表面拉应力超过混凝土所能承受的拉应力强度就极易形成温度应力裂缝，这种裂缝看上去并不明显，但其实际对建筑物的稳定性和安全性影响依旧不容小觑。温度应力裂缝主要表现为不同深度的表面裂缝，要防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度或者防止混凝土超冷以及防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。3裂缝成因分析3.1荷载因素钢筋混凝土结构在建成后，需要考虑到来自机构构建和来自整个建筑系统的荷载。这些外荷载会对钢筋混凝土结构带来压力，如果长期处在一个高于设计标准的荷载值，就会随着时间的积累产生荷载裂缝，这主要和动、静荷载和次应力息息相关。3.2温度因素据调查研究，我国现在使用的混凝土的线性膨胀系数表示为1×10-5/℃。当混凝土内外温差较大时，会产生压应力，继而产生拉应力，当拉应力大小超过混凝土的抗压极限强度时，就会产生裂缝。下面这个式子便可以说明温度应力与构件的关系：amax=0．5tLLyl。构件中间的最大温度便是a表示组件之间的摩擦系数为tLL；l表示构件长度。而影响到组间摩擦系数的还有水分，但随着温度的升高，混凝土结构内部水分就会大量蒸发，这就致使塑性收缩裂缝加速形成，如果在外界没有补充水分的条件下，情况就会变得更糟。3.3施工质量因素施工质量因素对于裂缝的形成也有很大的影响。主要涉及到的施工环节是混凝土浇筑。在混凝土浇筑过程中，要考虑到温度等因素，需要对混凝土结构及时补充水分。另一方面，要根据设计图纸上标注的最大荷载控制好浇筑的量，严格按照设计要求进行浇筑。另一方面，在对模板进行绑扎时，也要做得规范些，如果绑扎的不牢，也会导致裂缝的产生。3.4原材料质量因素原材料质量是另一个关键因素。混凝土材料的水热化值、稠性等等性质都会影响到是否会产生裂缝。原材料质量好，可以增强其自身硬度，对于荷载以及拉应力的承受效果也就更好，因此，原材料质量因素在裂缝的产生问题上影响重大。4裂缝控制措施4.1严把设计关在设计时，要统筹考虑多种可能遇到的因素。另一方面，应当重点考虑建筑物混凝土结构的整体刚度，以