试论建筑结构设计中控制裂缝的措施

张宁

摘 要：随着社会的不断进步与发展，建筑工程项目也日益增多，并且多工程的质量要求也越来越严格，这其中也包括对建筑结构设计的要求。在建筑设计中，较为常见的问题是结构中的裂缝现象。建筑物出现裂缝能够对整体的安全性产生严重的影响，为了防止这种现象法人出现必须提前做好防御工作。笔者就建筑结构设计中的裂缝想象出现的原因进行了分析，然后提出了相应的控制方法。

关键词：建筑结构设计；裂缝；控制措施

引言

对于建筑项目施工而言，如果在实际施工时，采用的施工工艺与技术不当，或者是质量管理力度不足，容易造成建筑结构出现裂缝，影响到建筑使用的安全性与耐久性的同时，给建筑结构的表面美观及质量带来负面影响，因此在进行建筑结构设计的过程中，采用何种有效控制措施来预防与控制裂缝的形成，是值得探讨的问题。

1 简要介绍裂缝的特征

其特征有：

（1）很大一部分建筑工程结构裂缝是垂直产生的，建筑工程结构裂纹尺寸与墙的实际高度相同，建筑结构裂缝的实际形状为中间向二边扩展直至消失。

（2）大部分的结构裂缝宽度通常小于0.3毫米，只有少数的结构裂缝宽度大于0.3毫米。

（3）结构裂缝的位置很大的概率出现在墙体的中部，只有少数的结构裂缝出现在墙的两端。

（4）拆除模板后结构裂缝出现的概率更大，这意味着结构的裂缝和温度的快速变化有很大关系。

（5）时间的变化后，裂缝会出现不同的变化，发展的方向逐渐发生变化，但实际结构裂缝的宽度通常不会改变。

（6）挡土墙的回填过程中，结构裂缝一般出现松弛的现象，但实际并不特别严重的泄漏问题。

2 建筑工程结构裂缝的危害

2.1 整体强度减弱

当建筑工程结构在设计中出现裂缝时，建筑工程的整体强度将会被直接影响，裂缝会使混凝土的钢筋暴露在建筑表面，钢筋更容易受到水和空气等外界因素的腐蚀而质量下降，建筑工程项目强度也随之下降。而且，建筑工程结构强度的下降还会加重裂缝问题，使建筑工程出现恶性循环，建筑物的耐久性逐渐变低，影响建筑物在工程后期的使用性，减少建筑物寿命。

2.2 建筑工程结构抗剪承载力减弱

裂缝问题除了对建筑整体强度和建筑刚性有影响外，还会降低建筑工程项目结构的抗剪承载力。裂缝的出现，支撑抗剪作用的截面面积越来越小，建筑工程的抗剪力就会下降，建筑工程的抗剪承载力变低时，建筑物会更容易出现程度不同的裂缝问题，使建筑工程结构的完整性被严重破坏。

2.3 建筑刚性减弱

在建筑工程设计结构出现裂缝问题后，裂缝截面位置中总会发生不同程度的上移，这种上移现象会影响建筑工程的整体结构设计。而裂缝不断加宽，会导致建筑内部结构严重变形，降低了建筑物的刚度性能，使建筑物不能长时间承受高压作用力，降低了建筑工程项目整体结构的疲劳度。

3 建筑工程结构设计中裂缝问题产生的原因

3.1 温度应力影响

在建筑工程中，温度应力是建筑工程结构设计产生裂缝的主要原因，而温度应力出现变化主要是由于建筑工程存在自生应力和约束应力。建筑物结构内外温度不同使得建筑结构自身产生的温度应力是自生应力，常出现在一些尺寸较大的构件上。当早晚温差变大或者混凝土表面散热率不均匀，建筑物就会产生这种自生应力使建筑工程表面出现裂缝。例如建筑工程施工中，施工人员按照要求对混凝土浇筑后，水泥内部热量比混凝土表面温度散发速度慢，混凝土内部结构和外部结构出现显著的压力变化，导致混凝土撕裂变形，出现裂缝。

3.2 原材料质量的管控问题

原材料质量的管控问题，具体包括混凝土砂石、水泥与粗细骨料的选择质量不达标、混凝土材料的配合比不恰当，部分砂石含泥量高于标准要求，导致混凝土的强度与抗渗性能下降，在浇筑后容易形成网状裂缝。因此在施工材料的选择方面，施工单位必须依据施工标准要求与合同条例，选择与施工项目相应的施工材料，并依据设计标准来配置原材料的配合比，以提升建筑结构设计的质量，减小建筑裂缝发生的概率。

3.3 塑性变形的影响

塑性变形也会导致裂缝的生成，一般这种情况发生在硬化之前。最关键的原因在于混凝土在硬化前处于塑性的状态，此外上部建筑的缓慢沉降会遇到很大的阻力，这样一来会导致裂缝的产生。如果建筑物的结构组成为混凝土，会出现混凝土在水平方向的收缩难于垂直方向上的收缩，究其原因是由于混凝土的表面积增大、钢筋或者骨料的粒径过大，然后导致混凝土产生许多裂缝，这种情况下产生的裂缝间存在着0.3mm到1mm的距离，呈现出来的状态是裂缝之间平行排列，此外，所有的裂缝均有深度。

3.4 使用结构因素的影响

随着施工技术的不断改进，现浇结构已被广泛应用于施工中，多孔板开始渐被渐替代了。由于其承载力高、承载能力强、综合性能好，目前的现浇结构在建筑行业的研究和开发中得到了广泛的应用。然而，在实际施工过程中，会出现增加刚性的问题，这易导致现浇板和建筑墙体。无法保持一致，导致裂缝出现墙体刚度的薄弱环节，以及裂纹的正常截面特征。

3.5 应力裂缝的影响

混凝土构建的結构缓慢的收缩致使应力裂缝的出现。对常见几类方式比较，大概分为自身收缩、塑性收缩、碳化收缩以及干燥收缩这几种。浇筑程序结束建筑结构会经历硬化的阶段，此外在硬化阶段结构的内部会产生很多水汽进行蒸发，随着蒸发的进行会使得建筑结构的总体积慢慢变小，最终致使出现收缩，又由于支座的作用，影响着建筑结构的收缩改变不会呈现随意性，此外如果出现的收缩程度很严重会使得支座对建筑结构产生的约束程度会逐渐增大，在多个作用力相互作用的情况下，会导致建筑结构呈现断裂的状态。并且，当这种相互作用相对集中时，会使得产生的裂缝的一般位于混凝土板的中间地带。此外，另一种应力裂缝出现在混凝土尚未完全凝固的时候，其上面承载的重量大于了自身的承载力，同时这也是一种较为常见的情况。

4 在建筑结构设计中控制裂缝的措施

4.1 做好混凝土浇筑的养护工作

做好混凝土浇筑的养护工作，有利于控制混凝土水分快速蒸发，保证混凝土的湿度，避免裂缝的形成。因此在混凝土浇筑结束后，施工单位需要依据设计图纸规定混凝土保养的时间，安排专人在12h内对混凝土进行保湿、保温。对于混凝土养护的时间设定，还需依据混凝土掺合料与建筑项目所在的区域来设定，然后使用薄膜来覆盖混凝土的表面，并做好定期洒水养护，避免混凝土水分的散发。此外，为了避免裂缝的形成，还需定期做好稳定测量的工作，保证混凝土的湿度与温度在允许值内，并详细记录在册。例如为了了解混凝土凝固过程中的内外温差，避免温差裂缝的形成，在浇筑混凝土12h后，安排专人使用热电测温仪对混凝土上中下三层的温度进行测量：第1次测量的时间间隔为2h；4d后测量1次，每次间隔3h；11d后测量1次，每次间隔5h，依此类推。然后在记录本中记录每次测量的数据，统一绘制形成完整的表格，方便了解混凝土凝结内外的温度，为下一步施工打下基础。

4.2 严格选择原材料

就原材料的质量而言，一般来说比较容易控制，然而属于极易出现状况的环节。对最近几年进行分析研究，发现大多数建筑物的质量出现问题的原因是在于对其原材料的控制不到位。此外，还有一部分企业为了获得更多的利益，建筑材料的选择方面会比较宽松，使用的大多数价格低廉的材料，相应的质量不佳也不会奇怪。因此，在对建筑结构进行设计的时候，就要确定原材料搭配、原材料的品种和规格，同时原材料的选购要依据国家的规范标准和设计要求施行，此外还要选择具有良好信誉及口碑的原材料生产厂家，对原材料的审核必须严格依据程序执行，尽最大努力防止存在原材料的质量问题。

4.3 严把混凝土浇筑关

在建筑项目施工阶段，合理控制混凝土浇筑过程的施工质量，可有效避免建筑裂缝形成，提高建筑施工的质量。因此在实际浇筑混凝土时，应严把混凝土浇筑关，严格根据混凝土浇筑的流程顺序，通过分封分块的方式来浇筑。对于在高温天氣中浇筑的混凝土，可通过分层浇筑的方式进行施工，帮助浇筑面散热，或者是通过在混凝土中预埋临时水管的方式来辅助混凝土的内部降温，将混凝土内外温度差控制在可控范围内。此外，在进行浇筑时，还应加强对钢筋位置的检查，避免混凝土在浇筑时钢筋发生位移，影响到整个建筑结构的荷载力。

4.4 提高建筑结构设计者的专业素养

针对建筑项目总体而言，重点操作对象为人，针对建筑结构设计者而言，应当在对图纸展开设计的环节内，明确各个施工次序、环节的先后与施工环节中需要注意的事项。如果有需要，应当插入部分图解，确保施工计划的有效开展，由于建筑施工的计划制作者为设计者，这就表明设计者的素质水平会对建筑项目整体的质量产生重要的影响，想要让建筑项目的质量获得提高，应当提高设计者的专业素养，同时在施工环节内应当保持与施工者的有效沟通，如此就能够提高他们的施工质量与有关的想法与意见，假如在此过程中发现部分专业素养不达标或者责任意识薄弱的设计者亦或施工者，就应当实时实施替换操作，从项目开始到项目竣工皆要保证施工团队的整体素养与专业素养、责任意识都能够达到相应的标准。

结束语

虽然在建筑结构设计的过程中，混凝土结构出现裂缝问题难以避免，但是在进行建筑施工的过程中，只要施工人员加强对建筑工程设计的质量管控，根据施工设计图纸与方案来施工，选择优质的原材料，严把混凝土浇筑关，做好混凝土浇筑的养护工作，就能有效预防与控制裂缝问题的形成，提高建筑整体结构设计的质量。

参考文献

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