浅析建筑裂缝结构中复合材料的策略研究

纪冬岭 （中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院，黑龙江 哈尔滨 150006）

社会经济的日新月异发展带动着建筑行业的逐渐壮大，随着时代的变迁与发展，人们对建筑物提出了更为严格的要求。随着使用时间的增加，许多建筑物产生了裂缝，为建筑安全埋下了众多隐患。为了避免裂缝产生，需要分析裂缝成因，对其进行及时有效的修补，做好结构设计工作，保证建筑工程质量。

1 建筑结构裂缝成因分析

1.1 温度因素

在施工过程中因为体积较大的混凝土产生许多水化热，环境温度高及大气温度变化，极易出现裂缝。许多建筑物是由混凝土和砖石组成，固化时，因为水化作用，在短时间内混凝土温度上升，加上砖石温度保持不变，使得混凝土与砖石间存在温差[1]。受到房屋结构限制，砖石及混凝土为两种不同材料，有不同的线膨胀系数，随着温度变化，墙壁及屋顶产生的内部压力以及温度变化成正比。如果部件温度负荷比剪切强度和拉伸强度高，就会有裂缝问题出现。除此之外，建筑物长期暴露在室外，当日照时间比较长时，将会降低建筑耐热性，使地板和墙壁间有间隙出现，从而出现裂缝。

1.2 材料因素

水泥、骨料、水等是组成混凝土的主要材料，作为一种复合材料，不同材料的力学性能不同，在硬化过程中极易出现裂缝，这些裂缝不规则分布，一般不贯通，且是不可避免的，称这些裂缝为微观裂缝。钢筋、混凝土会相互影响，出现不同程度的变形，如果拉应力过大，则会出现裂缝，若细微裂缝汇聚，会导致整体变成更大的裂缝。

1.3 基础不均匀沉降，引起建筑主体的开裂

建筑下部带多层裙房的建筑在现在设计中经常遇到，主楼处的荷载较裙房处的荷载大很多，基础设计时尽管按荷载大小设计了大小不同的基础，但是由于主楼基础荷载远大于裙楼基础荷载，主楼基础的沉降也远大于裙房基础的沉降，沉降差超过建筑材料的变形限值，构件就会产生裂缝。面积较大的建筑，地基持力层厚度变化很大的情况也很常见，在基础荷载相差不大的情况下，相邻基础持力层厚度相差较大，相邻基础的沉降差也可能导致建筑产生较大裂缝。

2 建筑结构裂缝的控制策略

2.1 全面考虑荷载

荷载的分类如下：按照时间变化分为永久荷载和可变荷载，永久荷载指的是随着时间推移不容易产生变化的荷载，例如结构自重。可变荷载是随着时间的变化而产生变化的荷载，如建筑物中的人和可移动的物体;按照作用方式分为动荷载与静荷载，以火车为例，当火车运行时，轨道承受火车开动产生的荷载为动荷载，火车停止运行时，对轨道只产生了火车本身的自重，这种荷载为静荷载; 按照频率分为偶然荷载和正常作用荷载，偶然荷载是指受自然灾害所产生荷载，对建筑物的影响巨大，例如地震、超强台风和洪涝;其他情况下的荷载均为正常作用荷载。《建筑结构可靠度设计统一标准》中明确规定了建筑荷载规范，从业者要仔细研读荷载规范，了解各种情况下的荷载，并进行市场考察，正确选用荷载。

2.2 控制温度变化裂缝

通常是在屋顶结构部分存在温度变化造成的裂缝问题，为有效控制温度变化裂缝，应减少温差，设计人员在结构中设置保温层或者架空隔热层，以此降低顶部结构温差，并且可发挥良好节能作用。如果应用架空板应选择浅色，以此达到良好的热量反射效果。同时应全面分析结构类型，屋面施工应用材料为刚性细石混凝土，可在找平层和刚性层间设置柔性防水层，不仅有良好防水效果，也可使刚性层、基层间自由滑动，减少对温度应力的约束。在屋盖沿开间位置可设置分隔缝，并使用弹性油膏实行嵌缝处理。此外，需确保分隔缝钢筋是断开状态。还可提升布置顶层圈梁平面的密度，通过配筋措施抵抗温度应力。

2.3 严格控制建筑结构设计

在进行建筑结构设计时，设计人员必须调查清楚且充分考虑到影响混凝土裂缝的诸多因素，将建筑结构的整体刚度和整体承载能力提高。要充分考虑到建筑可能出现的不均匀沉降问题。为了防止建筑结构设计中出现裂缝问题，在建筑工程设计中，要对建筑体的荷载能力进行计算，并且对突发和不可调控因素进行预测，以提高工程设计的科学性和实用性。此外，在建筑结构长度超过相关规定的长度时，应在地下部位设置后浇带，一般设置在梁和楼板1/3 处，宽度为800mm～1000mm，同时地上部位设置膨胀加强带，其宽度一般为2000m，内增15%水平钢筋，内掺12%的膨胀混凝土，这样能有效减少因沉降而产生的裂缝。不均匀沉降会破坏建筑物结构，严重时可引发建筑塌陷。引起沉降的因素包括地质、勘察、设计、施工以及其他因素。从设计方面出发，除了要保证材料质量外，还要合理计算建筑的体积配比，横墙之间的距离控制在建筑物宽度的1.5倍左右，布置纵横墙时以连贯为主，直线布置，保证整体性。受重力和时间的影响，建筑物会向地基产生压迫力，地基中的水分不断被向上挤压，形成地基沉降。在结构设计时，选用合适材料减少自重应力，在主楼与副楼之间设置后浇带。当主楼自重达到最大时，地基沉降完成70%以上，此时浇筑后浇带，能提高建筑强度和整体性。

2.4 复核地基沉降计算设置后浇带减小不均匀沉降

2.5 选用合适的材料和适当添加外加剂

建筑材料是保证工程质量的根本，材料的成分和性能对工程质量的影响不可小觑，因此建筑施工必须全程严格把关。不同类型的建筑工程对材料的选择标准不同，水利工程适合中低热硅酸盐水泥，大大减少水化热总和，内外温差小，避免因为散热不均匀引起的温度裂缝。为提高混凝土的质量，在保证水泥强度的前提下，加入一定量的减水剂和减胶剂，减少水泥用量和水灰比；在道路施工工作中，选择承载力大、抗折强度高、抗开裂、收缩性低的硅酸盐水泥，在水泥路面中设置伸缩缝，灌入沥青保证水泥在热胀冷缩时有空间。

2.6 预防裂缝处理

通过结构设计预防裂缝工作非常重要，但在裂缝问题出现时，为防止裂缝影响扩大，也应做好修复处理工作，比如处理混凝土墙体裂缝时，通常施工人员要清理干净裂缝周围碎石、砂土等物质，在裂缝中填充其他建筑材料，该方法具有很强的实用性，且只需要投入较少的时间与成本，从而确保建筑结构的稳定性与安全性。

3 结束语

综上所述，建筑结构产生裂缝既会对建筑物美观造成影响，也会威胁人身与财产安全。建筑行业是国民经济的重要产业，为了确保建筑工程质量，务必结合施工现场的地质、环境等，对其进行充分考虑，使用优质的材料，对施工工艺进行严格把关，避免人为因素造成的裂缝，进而提高建筑工程质量，使建筑行业的发展上升到一个新的台阶。