建筑结构设计中的裂缝控制措施探讨

2018-03-28张学兵

四川水泥 2018年11期

张学兵

（大同市华岳建筑设计有限责任公司，山西大同 037005）

0 前言

伴同建筑行业的持续进步，民众生活条件的大幅改善，其愈加关注建设施工过程中的问题，特别是建筑结构设计中的裂缝控制问题，更是变为了民众关注的焦点。此现象的形成会对建筑工程整体安全性、持久性、质量构成较大危害，故而必须对其形成原因细致分析，并介于建筑工程结构设计期间依照工程实际情况给予相应控制措施，从而对结构设计予以优化、改进，方可规避、防范裂缝问题，确保工程质量。本文正是基于上述背景，对裂缝的特性及其危害进行了阐述，而后对其成因展开了分析，并基于实际给予了控制措施，望以此增强建筑物使用性能。

1 裂缝的特性

具体而言，裂缝具备如下性质：

一是较多建筑结构裂缝具备垂直性，其裂纹尺寸和墙体高度基本相等，其形状主要是由中心处朝着两边扩张直到消失；二是较多结构裂缝宽度都在0.3mm以下，仅有部分结构裂缝宽度超过了这一界限；三是裂缝形成的位置多位于墙体中心处，仅具备部分结构裂缝会位于墙体两侧形成；四是模板拆除之后裂缝形成的概率更高，说明其与温度的快速变化具备较大关联；五是裂缝会随着时间的变化发生不同变化，发展方向具备可变性，但裂缝宽度往往固定不变；六是在挡土墙回填期间，裂缝通常会有松弛现象，但不会滋生严重的泄露问题。

2 建筑结构设计中出现裂缝的危害

2.1 建筑工程整体强度弱化

在建筑结构设计中的裂缝问题出现时，整体工程强度大幅减小，会让混凝土钢筋直接暴露于建筑表面，则会促使其在水、空气等作用下影响材质，促使工程强度缩减。并且，强度弱化也会促使裂缝问题加剧，让工程陷入恶性循环的局面，对建筑工程持久性构成影响。

2.2 建筑刚性大幅缩减

建筑工程设计中产生裂缝问题以后，裂缝截面处会出现一定幅度的上移，对整体工程结构设计构成影响。同时，裂缝宽度加大，极易促使建筑内部结构形状改变，对其刚度性能弱化，导致建筑工程无法担负高压作用力。

2.3 抗剪承载力减小

建筑结构设计中出现裂缝，不但会对整体工程强度、刚性构成影响，同时也减小了工程结构的抗剪承载力。因裂缝形成，会促使发挥康抗剪功能的界面位置变小，拉低工程整体抗剪力，更易于滋生不同程度的裂缝，最终损害工程结构的完整性。

3 建筑结构设计中的裂缝成因分析

一般而言，建筑工程结构设计中有裂缝形成是以混凝土为主，故如下针对混凝土结构裂缝成因加以分析。

3.1 塑性变形所致的裂缝

此类裂缝通常在混凝土硬化以前形成，主要是因混凝土硬化之前还为塑性状态，其上层结构的均匀沉降有被限定，导致结构有裂缝产生。而且，在混凝土结构中，假设骨料粒径、钢筋直径、混凝土面积不符标准，都会促使混凝土横向收缩难度加大，从而产生不规则裂缝，此类裂缝多是彼此平行，具备一定深度，且裂缝与裂缝间距通常≥0.3mm、≤1mm。

3.2 结构裂缝

伴同施工技术水平的持续改良，在某些应用现浇楼板的建筑工程里面，浇筑结束之后的老板承载力大致与设计标准相符。然而，若把预制多孔板用现浇楼板代替，那么墙体刚度便会发生变化，促使以往楼板的刚度减小，如此便会促使某些墙体截面突变出或薄弱位置形成裂缝。

3.3 温度应力所致的裂缝

此类裂缝的成因具体是由于混凝土浇筑结束后，因其内部水泥水化热难以对外散发，促使内部温度急剧上升，且在混凝土表层和外界接触期间，表层温度被外界环境影响散热过快，出现内外温差较大的现象，在内部、外部分别形成压应力与拉应力。此时，混凝土浇筑完成时间较短，抗拉强度不高，在表层拉应力比混凝土极限抗拉强度大时，便会促使混凝土表层有裂缝形成。

3.4 应力裂缝

应力裂缝具体是因混凝土结构收缩徐变所致，最多见的裂缝形式有结构自身收缩，干燥、塑性收缩等。通常，混凝土结构浇筑结束后，其便会开始硬化，在此期间因其内部水分有被蒸发，会让混凝土体积变小并收缩，此时被支座影响难以自由伸展，则在约束应力到达某一限度是就会促使现浇混凝土板开裂，开裂处多为应力集中区域。另外，假设混凝土还没有与强度标准相符便将模板拆除，或者在其还没有彻底凝固时就对其加大荷载，也会促使裂缝形成。

4 建筑结构设计中的裂缝控制措施

4.1 现浇混凝土楼板裂缝的控制

具体可从如下两点入手：

首先，设计方面必须最大程度保障混凝土结构的整体刚度，从而规避因未均匀沉降促使混凝土结构内部形成剪应力与拉应力，最终弱化了内部结构承受温度应力的能力。

其次，需位于建筑外墙角处配置放射筋，且所有墙角内配置的放射筋数量需≥7根，配筋范围需超出楼板跨度的1/3，长度必须≥2米。同时，所有钢筋和钢筋的真实间距应在0.1m以内，仅有如此方可符合板角应力所提需求，让现浇混凝土楼板形成裂缝的应力作用方位和放射筋相等，从而对裂缝的形成予以控制。

4.2 温度裂缝的防范、控制

由建筑工程结构设计层面而言，建筑平面布置应简单、规则，不容许存在较多凹凸，从而对温度应力集中所致的轻体裂缝形成予以防范。具体而言，温度裂缝是因建筑物面板、圈梁、砌墙自身温度变形与彼此作用所致，故建筑物表面保温层效果如何会对顶层砖墙裂缝程度构成直接影响，因而建筑物表面保温层需与热工标准相符。同时，保温屋面，材料性能与施工方式必须与标准契合。同时，由结构层面而言，需极大顶层墙体砂浆砌筑强度，从而提升其抗剪力，全部横墙、纵墙顶端都要配置圈梁，从而提升其整体性。其间需要注意的一点即顶端圈梁无需做的太大，确保圈梁和砌墙不会彼此约束，以缩减屋面板变形对砖墙形成水平推力，且需清华顶层构造柱，确保顶端墙体刚度、整体性等，以增强砌墙抗剪力。

4.3 科学设计结构尺寸

温差与材料变形均会促使混凝土结构出现裂缝。具体而言，在结构尺寸超过标准时，结构被温差、材料变形所致的应力加大，建筑墙体和楼板容易形成水平裂缝。经由实践表明，结构应力和结构长度属于非线性关系，故而将其作为基础开展设计工作时，需确保结构尺寸和设计标准相符，以防范、规避结构裂缝形成。

4.4 结构设计时运用钢钎维混凝土对裂缝加以控制

位于钢筋混凝土梁底端添加适量钢纤维，让其和钢筋混凝土梁里面的钥筋一起防范裂缝形成，能有效加大抗裂性，让其和设计标准达成一致，且与《混凝土结构设计规范》所提出的抗裂度要求相符。就钢筋钢纤维混凝土梁来讲，掺人钢纤维提及率在1%-1.5%时，其具备较强的防裂缝性能。并且，钢纤维混凝土构件的基本使用性能较之钢筋混凝土构件而言更好，这是由于钢纤维借助粘结力为混凝土基体裂缝尖端应力场给予了反向应力场，防范了裂缝加剧，导致荷载作用下的裂缝开展受阻，且其和未裂混凝土一同担负裂缝截面拉力，会缩减钢筋应力，限制裂缝形成。