浅谈建筑工程结构设计裂缝处理

孙飞

【摘要】近年来，随着我国城市化建设进程的不断加快，建筑工程随之增多。裂缝作为建筑工程混凝土结构中普遍存在的一种现象， 它的出现对建筑结构整体使用性能有着极其严重的影响。为了尽量的减少或避免裂缝的产生，必须在建筑工程结构设计中采取相应的裂 缝控制措施。首先分析了建筑工程结构设计中裂缝产生的主要原因，并在此基础上提出建筑工程结构设计中裂缝的控制措施。

【关键词】建筑工程；结构设计；裂缝

在建筑工程结构设计中，经常会遇到一些比较棘手的问题，其中较为典型的应属混凝土结构的裂缝问题。由于导致混凝土结构出现裂缝的原因较多，这在一定程度上对工程结构设计提出了较高的要求，为了尽可能减少或避免裂缝的出现，必须认真分析裂缝形成的原因，并在结构设计中采取相应的措施加以控制。基于此点，本文就建筑工程结构设计中的裂缝问题展开探讨。

1 建筑工程结构设计中裂缝产生的主要原因

通常情况下，在建筑工程结构设计当中，裂缝的产生主要是针对混凝土而言的，基于此点，下面对混凝土结构裂缝形成的具体原因进行分析。

1.1 由塑性变形引发的裂缝

这种类型的裂缝一般出现在混凝土硬化前，形成原因是混凝土在硬化前本身处于塑性状态，由于上部结构的均匀沉降受到一定限制，致使结构出现裂缝。在混凝土结构当中，若骨料的粒径过大或钢筋的直径过粗以及混凝土的表面积加大时，均会导致混凝土的水平收缩较之垂直方向的收缩更加困难，进而形成不规则的裂缝，这些裂缝的表现形式为互相平行，裂缝之间的间距一般为 0.3～1.0mm 左

右，同时裂缝本身存在一定的深度。

1.2 结构裂缝

随着施工技术水平的不断提高，在一些采用现浇楼板的建筑工程中，浇筑完成后的楼板承载能力基本上都能够满足设计要求。但如果将预制多孔板改为现浇楼板时，则会导致墙体的刚度增大，从而是原有楼板的刚度减弱，这样有可能一些墙体的截面突变位置或是较为薄弱的地方产生裂缝。如墙角应力比较集中的位置等。

1.3 由温度应力导致的裂缝

形成此类裂缝的主要原因为混凝土在浇筑完成以后，由于聚积在混凝土内部的水泥水化热很难散发出去，从而导致混凝土内部的温度较高，同时混凝土表面与外界接触时，表面的温度因外界环境的作用散热较快，此时便会使混凝土内外的温差过大，最终混凝土内部会产生压应力，而表面则会出现拉应力。混凝土由于刚刚浇筑完毕，其龄期较短，抗拉强度也相对较弱，当表面的拉应力超过混凝土自身的极限抗拉强度时，混凝土表面便会出现裂缝。

1.4 应力裂缝

形成此类裂缝的主要原因是混凝土结构收缩徐变造成的。其中较为常见的裂缝形式包括结构自身收缩、干燥收缩、塑性收缩以及炭化收缩。混凝土结构在浇筑完成之后，其将会进入硬化过程，在这一过程中，由于混凝土内部的水分不断蒸发，从而使混凝土的体积逐渐缩小，进而产生收缩，混凝土在收缩时由于受到支座的约束，无法自由伸展，当约束应力达到一定程度时，势必会导致现浇的混凝土板开裂，开裂的位置一般都出现在应力较为集中的地方。此外，若混凝土 未达到一定强度时便过早的拆模或是混凝土未完全凝固时便在其上施加荷载，也都会导致混凝土出现裂缝。

2 建筑工程结构设计中裂缝的控制措施

2.1 现浇混凝土楼板的裂缝控制措施

2.1.1 在设计上应尽可能确保混凝土结构的整体刚度，避免因不均匀沉降导致混凝土结构内部产生剪应力和拉应力，进而降低内部结构抵抗温度应力的能力。2.1.2 应在建筑外墙角位置上施工放射筋，并且各个墙角内设置的放射筋数量应在 7 根以上，配筋的范围必须大于楼板跨度的1/3，配筋长度不得小于 2m，各个钢筋之间的实际间距不宜超过0.1m。通过这样的设置能够满足板角应力的需要，使现浇混凝土楼板产生裂缝的应力作用范围与放射筋相一致，以此来控制并减少裂缝的产生。

2.2 温度裂缝的预防控制措施

从建筑工程结构设计方面考虑，建筑平面布置力求简单、规则，不宜有太多凹凸，以防温度应力集中导致墙体裂缝。房屋的长高比应控制在允许范围以内。建筑物长度要符合温度伸缩最大间距要求，以保证房屋的整体性，防止墙体由屋面变形集中产生裂缝。纵墙端部尽可能少设置门和窗，且门洞、窗洞不宜过大，以增加砖墙的抗剪面积，提高其自身抗剪能力，同时町减少门窗洞口处的应力集中。温度裂缝主要是由屋面板、圈梁、砖墙本身的温度变形及相互间的温差引起的。屋面保温层的效果好坏直接影响顶层砖墙的裂缝程度。所以，屋面保温层一定要符合热工要求。对于保温屋面，保温材料的性能及施工方法要符合规范要求，且保温层厚度要适当加大，满足保温效果。从结构方面考虑，应提高顶层墙体砂浆砌筑强度，以提高砖墙自身抗剪能力。所有横墙、纵墙顶层均应设圈梁，以加强其整体性。但顶层圈梁特别是纵向圈粱高要做得尽量小些，以减少圈梁与砖墙之向的相互约束，继而减小屋面板变形对砖墙的水平推力，加强顶层构造柱，项层砖墙满足抗震要求需设构造柱外，在两端墙体中增设抗裂构造柱，保证房屋纵向端部第一、二开問范围内，横墙与纵墙交叉处均设构造柱，以增强项层墙体刚度、整体性及其延性，大大地提高砖墙的抗剪能力。

2.3 应合理设计结构的尺寸

由于温差以及材料的变形都会导致混凝土结构开裂，当结构的尺寸过长时，结构因温差及材料的变形所引起的应力就会越大，此时建筑的墙体与楼板易出现横向裂缝，经统计发现，结构的应力与其长度呈非线性关系，因此在设计时必须要保证结构的尺寸满足设计规范要求，以防止或减少结构裂缝的出现。

2.4 在结构设计中应用钢纤维混凝土控制结构裂缝

在钢筋混凝土梁的底部加人适当的钢纤维，使其与钢筋混凝土梁中的钥筋共同抵抗开裂，可明显提高抗裂能力，使其达到设计要求，同时符合《混凝土结构设计规范》中有关抗裂度或裂缝宽度的规定。对于钢筋钢纤维混凝土梁而言，当掺人钢纤维的体积率在 1.0%～1.5%，受拉区钢纤维混凝土层达到 0.3 倍的截面高度时，钢纤维就能很好的降低裂缝宽度。同时，受拉区钢纤维混凝土层达到 0.3 倍的梁截面高度后，弯拉性能将接近全截面钢纤维混凝土梁。钢纤维混凝土构件的正常使用性能比钢筋混凝土构件有明显改善的主要原因为钢纤维依靠粘结力给混凝土基体裂缝尖端应力场施加了一个反向的应力场，缓和了混凝土基体裂缝尖端的应力集中阻止了裂缝的进一步发展，使荷载作用下的裂缝开展滞后，使构件开裂较晚。钢纤维与未裂混凝土共同承担裂缝截面上的部分拉力，降低了裂缝截面上的钢筋应力，对裂缝开展起着约束作用，提高了裂缝之间混凝土的整体 性和构件的刚度。

参考文献：

[1]曾诚. 建筑工程结构设计中的裂缝问题探究[J]. 科技致富向导，2013， 12： 367+349.

[2]李宏. 试论建筑工程结构设计中的裂缝问题[J]. 黑龙江科技信息，2012，03：246.

[3]张守达.关于建筑工程结构设计中的裂缝问题探析[J]. 江西建材，2015，16：34-35.

[4]胡黎霞，潘江杰. 浅谈建筑工程结构设计中的裂缝问题[J]. 门窗，2014， 05： 244-245.