建筑结构设计出现裂缝的原因及对策解析

章仰阳

（九源（北京）国际建筑顾问有限公司 宁夏银川 750000）

引言

在建筑建设活动中，结构设计质量是工程质量的前提，需要根据相关设计标准以及现场实际情况，制定科学的设计方案，以数据分析计算为基础，合理选择材料和工艺基础，避免出现结构裂缝现象。但是从目前的建筑工程实践情况来看，混凝土结构裂缝问题还无法完全杜绝，这主要是由于其影响因素多，任何一个方面出现问题，都会导致混凝土结构出现裂缝。因此，需要提高对结构设计质量控制的重视，深入分析裂缝产生原因，提前制定应对措施。

1 建筑结构设计出现裂缝的原因

1.1 温度影响

许多建筑工程的结构裂缝都是垂直产生的，与墙体实际高度相当，一般裂缝宽度不超过0.3mm，超过0.3mm则容易引发结构安全问题。从裂缝产生位置来看，多数出现在墙体中部，极少数出现在墙体边界。一般在拆除模板后的一段时间是结构裂缝集中出现的时间，这充分反映出，建筑混凝土结构裂缝受温度变化影响较大，当混凝土结构内外温差较大时，容易产生裂缝，对建筑美观性和使用安全性造成影响。温度作为混凝土结构裂缝的首要影响因素，在浇筑完成后，内部热量无法及时散出，温度较高，如果与外部温度产生过大差距，则会使混凝土结构出现早期裂缝。由温差产生的内外应力不同变化，会使混凝土实际承受的拉应力超出其抗拉能力，最终形成裂缝[1]。

1.2 塑性变形影响

建筑结构设计出现裂缝问题对建筑有多方面危害，首先从裂缝类型来看，可以将其分为三类：①表面裂缝，这种裂缝只存在于混凝土结构表面，危害相对较小，但如果未对其进行及时处理，也会逐渐加深。②深度裂缝，虽然不会对建筑结构造成破坏，但会显著降低建筑质量及承载力，如果建筑受到较强的荷载或外力作用，容易出现结构危险。③危害性最高的穿透裂缝，这种裂缝容易改变结构受力情况，进而引发结构坍塌、倾覆等危险。这些裂缝问题都可能是由于塑性形变影响造成的，在混凝土结构硬化前，实际处于塑性状态，再加上钢筋、骨料粒度等不符合标准规范，容易导致混凝土结构出现不规则裂缝，而且深度一般较大[2]。

1.3 使用结构影响

在混凝土结构施工过程中，由于施工工艺和技术的不断进步，目前施工形式越来越多，传统多孔板施工方式逐渐被现浇施工所代替。现浇结构的优势是承载力高、综合性强，因此已经在建筑功能过程中得到了较为广泛的应用。但是在实际施工过程中，可能因现浇结构的刚性增加问题，导致现浇板与建筑墙体结构无法保持一致，在这种情况下，混凝土裂缝容易出现在墙体刚度薄弱环节。因此，在混凝土结构设计过程中，还要充分考虑工艺选择以及可能产生的影响。

1.4 应力影响

应力也是混凝土结构裂缝的主要影响因素之一，比如混凝土结构如果出现异常收缩，包括因塑性、干燥、碳化等硬化过程引发的应力不均匀分布，容易造成局部开裂现象。在混凝土结构硬化过程中，水汽会不断蒸发，导致浇筑完成时的体积出现收缩，在基座底部限制下，随着结构收缩的增加，支座约束力也会增加，最终高导致混凝土板发生断裂。在拉锯力量过于集中的情况下，混凝土板会从中间位置出现开裂，而且混凝土结构中还有未完全凝固的部分，也会导致裂缝的出现。因此，应力变化对混凝土结构裂缝的影响较大[3]。

2 建筑结构设计出现裂缝的解决方法

2.1 使用有效的温度裂缝控制方法

针对上述建筑结构设计可能出现的裂缝问题，首先要对混凝土结构进行合理选择，根据工程实际情况及相关标准要求，确定工艺形式，做好细节控制。在此基础上，需要全面考虑各方面影响因素，提前采取有效的应对措施。首先对于对结构裂缝影响较大的温度裂缝问题，在结构规划布局过程中，设计人员应遵循简单实用的原则，避免出现较多的不规则结构，包括结构凹凸变化等。如果存在不规则结构，在温度影响下，更容易出现裂缝。同时应合理设计混凝土结构每部分的尺寸，在保证满足设计规范要求的基础上，尽可能减小温度伸缩和建筑结构长度的差距，使材料变形控制在一定范围内，避免因温差引起的拉应力导致材料变形过大，产生结构裂缝。

2.2 控制施工材料的质量

在建筑结构设计过程中，必须对混凝土原材料进行合理选择，并对原材料质量进行严格控制。但是从工程实践情况来看，原材料质量往往是一个容易出现问题的环节。在结构设计过程中，需要对原材料质量作出明确规定，并将设计要求落实到实际施工过程中的材料管理环节。严禁施工企业为降低施工成本，选择廉价、劣质的材料。不仅要在现场管理过程中加强材料质量检查，在设计阶段，也应明确其搭配品种和规格。特别是对于混凝土性能有直接影响的水泥、砂石骨料等原材料，必须经过严格审核，并尽可能使用优质的材料，比如低水化热水泥，降低材料自身可能引发的裂缝问题几率。通过做好材料质量控制，能够有效控制因塑性形变引发的结构裂缝。在材料质量检查过程中，需要满足相应的抽样检查要求，采取合适的试验检查方法，并对结果进行记录，落实材料检查责任。

2.3 确保结构尺寸设计的科学合理性

以往在工程实践活动中，出现结构裂缝问题的主要原因是前期的结构设计不合理。设计人员没有按照要求，到施工现场进行考察，对使用的材料也不够了解，单方面的按照相关标准规范要求进行设计。在这种情况下，建筑结构尺寸与现场实际限制条件不符，一方面容易影响施工的正常进行，另一方面也容易因盲目施工而引发结构质量问题。因此，在工程结构设计活动中，需要尽可能详细的采集现场数据，到实地进行考察和测量，合理建立筑结构标准刚度体系，根据实际情况设计各部分的尺寸。在外，在实际施工过程中，也需要按照设计要求，控制好混凝土浇筑顺序。特别是对于体量较大、比较复杂的混凝土工程施工过程中，需要考虑多方面影响因素，对施工工艺进行改进，并重视施工人员专业培训，使建筑混凝土结构施工质量能够得到持续性改善。

2.4 加强对混凝土浇筑后的养护

在完成混凝土浇筑施工后，应及时做好养护工作，这是减少混凝土结构应力变化的主要途径。在正常情况下，需要在混凝土浇筑后12h内采取相应的养护措施，控制混凝土表面的温湿度条件。具体养护措施的选择，则要充分考虑环境影响因素，在保温和保湿的同时，也应根据施工地区的气候特点，做好防雨、防冻等方面的措施，并设计具体的养护时间。在养护过程中，需要安排专门人员到现场进行看管和记录，避免因人员方面的破坏，导致养护措施失效。在观测过程中，如果发现裂缝问题，需要对其及时进行处理，分析产生问题的原因，不断积累经验，促进混凝土结构设计水平的提升。

3 结论

综上所述，建筑结构设计对其使用安全有直接影响，通过对建筑结构裂缝问题的产生原因进行分析，可以为结构设计提供参考，通过提前制定应对措施，降低建筑结构裂缝的发生几率。在此基础上，通过严格按照设计要求进行施工，并采取有效的养护措施，可以提高建筑结构施工质量，对可能引发裂缝问题的因素进行有效控制，从而提高建筑结构承载力，满足其功能和性能需求。