建筑结构设计裂缝成因及控制措施探析

孙建

摘要：随着社会经济的快速发展和进步，建筑业也发展迅速，建筑工程质量成为人们关注的焦点，建筑物的裂缝在建筑项目中很常见。根据不同的危害，裂缝分为三种类型，即深裂缝、表面裂缝和破裂。通常裂缝是最厉害的损伤，一旦裂缝发生，建筑物的稳定性和安全性将大大降低。如果长时间不进行处理，即使是表面裂缝也会发展成深裂缝，这将对建筑造成无法估量的损害。研究表明，防止建筑物裂缝对建筑物安全稳定起着至关重要的作用，必须给予高度重视。

关键词：建筑结构;设计;裂缝;控制措施

中图分类号：TU312 文献标识码：A

引言

现代建筑多是采用混凝土结构，裂缝的存在无法完全避免，如何对裂缝进行有效控制和处理是工程技术人员需要深入研究的课题。裂缝的存在会对建筑结构的稳定性和安全性产生威胁，也会影响到建筑工程的质量，而想要对裂缝问题进行解决，必须了解其类型和成因，针对裂缝的性质，采取切实可行的应对策略。

1建筑结构设计中的裂缝原因分析

1.1温度应力的影响

在建筑工程之中，温度应力则是影响建筑工程结构出现裂缝的关键因素，但是引发温度应力出现变化的原因，主要集中在建筑工程的约束应力与自生应力之上。建筑结构内外温度之间的差异，会导致建筑结构物出现自生应力，经常性的会发生在部分尺寸相对较大的构件之上。在早晚温差过大或混凝土表面受热不均，那么建筑物的自生应力就会逐步的引发裂缝的出现。另外在实际设计方案中，既没有设计相应的保护措施，也没有注明预防温度裂缝的内容，只是按照施工人员自身的实践经验控制温度裂缝。

1.2贯穿裂缝的影响

贯穿裂缝的出现主要是因为混凝土发生大范围的形变，再将水泥和水混合在一起会出现大量的热，但是在塑性的阶段之中，由于温度的慢慢变高，所以弹性模量相应的就会变小，但是变形而引发的应力相对较小，因此可以直接忽略不计，但是，在混凝土温度降低的过程之中，混凝土会出现形变，水分蒸发会导致混凝土体积出现收缩而发生形变。建筑结构由于受到地基和空间因素的限制，从而导致应力的出现，但是大于自身可以承受力度的情况之下，就会出现贯穿裂缝。

1.3钢筋腐蚀的影响

对于钢筋而言，其是保障整个建筑工程项目结构稳定的重要材料，表面会有一层混凝土的保护层。由于混凝土保护层的质量和相应的标准不一致，那么钢筋就会和氯化物以及二氧化碳产生反应。另外针对建筑结构设计中，需要分配結构材料的使用，材料属于结构设计的基础部分，容易影响建筑结构的基础稳定性。例如：建筑结构中的钢筋材料，如果设计不合格、不规范就会引起碳化锈蚀的问题，钢筋碳化直接影响周围的密实环境，破坏了混凝土的完整性，混凝土开裂后暴露了内部的钢筋，促使工程裂缝处于恶性环境中，严重时可能引起安全事故。

2建筑结构设计裂缝控制措施

2.1防止温度应力裂缝的措施

在温度应力裂缝中，建筑物顶部和底部的内外纵壁上的斜裂缝是相对频繁且具有代表性的。预防措施主要包括以下内容：

（1）在治理裂缝工作的实施中，预防应该是主要方面：规划和选材。施工应根据实际情况进行，并进行全面规划。应根据施工项目所在的区域选择屋面保温层，以充分保证保温层的施工质量，以减少屋顶与屋面之间的温差。进行砌筑并避免温差过大，防止结构扩张和收缩的出现。同时，伸缩缝应按照有关要求和规定进行布置和设计，以进一步减弱因温度变化引起的墙体变形。

（2）在施工过程中，除了要进行较长的凝固时间外，在选择水泥时应该存在较低程度的水化热。将水泥施加到其温度时应小心。且在混凝土搅拌过程中，在炎热的夏季天气应使用低温水混合。一旦混凝土达到初始强度，应严格控制水分和温度固化条件，以确保充分保证混凝土表面的温度和湿度，并完全避免表面裂缝的形成。当加入混合物时，应合理控制剂量。

2.2科学设计配合比

通过科学设计混凝土的配合比能够对建筑结构裂缝起到有效的预防作用。在对混凝土配合比进行设计的过程中，应根据结构形式、建筑工程的设计要求以及施工条件对各种原材料的比例关系进行合理确定。要确保混凝土具有良好的和易性，并且应达到设计强度的要求。首先应根据我国现行混凝土配合比设计规程的规定，对混凝土的配合比进行初步计算，然后按照计算结果对混凝土进行试配，并对其中的参数进行优化调整，最后确定施工配合比，并严格依据该配合比对混凝土进行配制。需要注意的是，由于设计混凝土配合比时，是以干燥材料作为基准，但存放现场的砂石等材料中均含有一定的水分，因此需要测定砂石的含水率，并对配合比进行修正后，方可作为施工配合比。此外，在混凝土配制中加入适量的粉煤灰能够改善混凝土的性能，降低温度升高的情况，有利于避免干缩裂缝的产生。

2.3预应力与结构设计

回顾最近几年的建筑工程施工情况，发现在设计预应力结构时，应综合分析建筑体的几何结构的规格、预应力筋的数量及预应力结构抗裂程度要求。通常情况下，设计时取梁长的1/15，在现存设计与施工技术水平基础上，多会应用1/18～1/20，一方面能降低钢筋用量，另一方面也能降低建筑自体结构重量。比如，在对建筑结构进行平面设计，保证建筑结构平面布置的规律性是基础，规避平面布置形状意外发生变化的状况;若设计的平面有凹口，应将拉梁设置在凹口处的边界，适量增加凹口周围楼板的厚度，同时对配筋加强处理。除此之外，也要依照相关规范与要求严格管控建筑结构的长度，若出现建筑体结构超过有关规范设定的额定值时，需在地下部位与地上部位分别设置后浇带与膨胀加强带。前者多被设置在梁与楼板的1/3宽处，宽度应在800～1000mm区间内取值。而后者宽度多为2000mm，将密孔钢丝网布设在带两端，借此方式隔离带内外的混凝土，钢丝网应与上下层（或内外层）垂直分布，同时对钢筋进行加固。膨胀加强带带中需加设15%水平温度钢筋，水平温度钢筋应匀称的排布在上下层，其内掺有12%的膨胀混凝土，能够促使混凝土强度等级提升一级。

2.4构造配筋控制裂缝的举措

利用构造配筋的方法将裂缝问题进行控制，就是将钢筋混凝土之间的粘性增强的基本方法。由于影响钢筋混凝土结构以及导致其产生裂缝变大的因素是来自于钢筋应力、钢筋混凝土保护层、钢筋与混凝土本身的粘性等方面。施工建造期间需要考虑的是，钢筋应力由于构件的截面与外荷载控制，为了尽可能的避免裂缝宽度加大，在建筑结构设计期间，需要将配筋面积增加进而降低钢筋应力，这样就能在建材应用中，达到裂缝控制的基本要求。但是从经济层面上来看，这种成本投入较高，而且高强度的钢筋未能在建造中被有效的利用。所以考虑到钢筋材料对建筑物的寿命影响，需要使用较薄的保护层进行施工建造。这样经过宽度计算值的基础，也能将裂缝限制的要求达标。所以使用配筋构造来改变钢筋与混凝土的粘性，是一种可行的裂缝问题控制办法，需要施工建造企业单位加强实践与研究分析。

结束语

作为我国重要的支柱产业，建筑业必须严格控制结构设计，避免和减少裂缝的发生，提高施工质量，使建筑业在新时代的发展中越来越好，从而有效提高人们的生活质量。

参考文献：

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（作者身份证号码：130283199212160412）