建筑结构设计中裂缝控制措施的研究

李勋文（山西晋设拓凡建筑设计咨询有限公司，山西 太原 030000）

建筑工程的结构设计是建筑物的重中之重，关系到工程质量和投入使用后的业主安全问题，而裂缝问题又是结构设计中最常出现的问题之一。因此，可以在工程设计环节进行优化改进从而解决裂缝问题。裂缝产生的原因会因建筑材料的不同而不同，同时也受到气候环境的影响，这就需要从建筑的结构设计上入手，同时控制好施工的每一阶段，最大程度避免裂缝产生，以及连带产生的其他质量隐患，全面提升建筑的质量和安全性能。对于裂缝问题，找出其关键原因和有效解决措施，就可以从根本上改善结构设计质量[1-5]。

1 裂缝的特点

要找到裂缝产生的原因，首先就是分析裂缝产生的原因以及裂缝的特点，才可以更具有针对性。裂缝的特点有以下几个：第一，裂缝的方向一般为竖向裂缝，其长度受到墙体的高度影响，墙体中间的位置裂缝是最宽的，并以此为中心向两侧逐渐变细而消失；第二，裂缝分布比较集中，数量较多，宽度在0.3mm之内，墙体中间裂缝数量大于两端且裂缝最大；第三，裂缝一般在拆模后产生，温差变化对裂缝产生影响很大，裂缝在大气中暴露后，时间越长裂缝数量越多，但不影响裂缝宽度，同时修补后的裂缝依然有着轻微漏水现象。

2 裂缝的产生原因

应根据裂缝的特点，追根溯源去寻找裂缝的成因。一般裂缝都是在墙体中产生，因此就要从混凝土方面着手去寻找墙体成型后的裂缝原因。

2.1 温度差异

根据裂缝的特点，不难看出墙体裂缝的产生受到温度变化的影响较大，同时也是建筑结构设计中裂缝的最常见原因，混凝土具有热胀冷缩的特性，因此温度的变化会使混凝土建造而成的墙体产生裂缝。裂缝产生的具体过程为，在建筑工程施工时，采用混凝土等材料构建而成，这些材料都会受到温湿度的影响，因此整个建筑都会随着温湿度变化而出现变形、收缩等，尤其是外墙转弯等结构薄弱区极易产生墙体裂缝。而且温度有着应力效应，当混凝土浇筑完成后，表面会随着水分的蒸发而逐渐变干、变硬，混凝土体积会缩小，导致墙体薄弱区产生裂缝。

2.2 结构设计出现问题

针对温度变化等由建筑材料本身特性产生的裂缝无法避免，只能对裂缝进行修补。但是因结构设计中的漏洞导致建筑物产生裂缝的，是属于人为可避免因素。而结构设计产生误差却成了裂缝产生的关键因素。由于设计者的相关方法过于守旧，设计师完全凭设计经验设计，对于专业设计理念及素养有所欠缺，在设计中没有认真切合工程实际的施工情况，像尺寸、荷载设计这一些基本参数与实际信息有所不同，导致裂缝产生。建筑结构设计中最容易产生纰漏之处是对于现浇楼板与预制多孔板同样施工设计，这两者对建筑墙体的承载力是不同的，会增加墙体的刚度而削弱楼板刚度，因此会使得墙体结构的薄弱区域产生裂缝。对于建筑结构设计不仅要符合相应规范而且要对具体的建筑施工方法进行研究分析，确保结构设计的合理性与科学性，这样才能更大程度保障建筑工程的质量。

2.3 施工质量控制不严

建筑工程施工中会出现一些预料之外的因素，从而对工程的质量造成影响。例如常见的建筑施工过程中会造成资金计划落实不到位而产生工期延缓或者工期缩短的现象，这都会影响施工效果和质量。对于施工过程中施工管理松懈等问题，会造成施工人员消极作业，施工效率不高，在材料入场验收过程中也会因疏于管控致使材料设备品质下降，最终实际施工不符合建筑设计要求，施工质量大幅下降。因此，在施工过程中一定要严格执行管理规程，严肃施工作风和纪律，不然会使得整个项目的各个环节出现问题，最终导致出现墙体裂缝等状况发生。

2.4 材料的选择

根据裂缝产生的相关因素和特点，得知气候温湿度、建筑材料质量都可以影响裂缝的产生。因此严把材料质量关，选用合适的材料及配比可以从根本上减少裂缝的产生。建筑材料本身具有一定伸缩性和塑性，一定程度上避免裂缝的产生。混凝土塑性发生改变后产生裂缝，其具体原理为：混凝土浇筑完后，在冷却硬化和均匀沉降的过程中，其塑性发生了状态，从而改变了混凝土整体结构，同时混凝土中的其他材料增大了混凝土的表面积，同时降低了其水平收缩性能，上述综合作用下产生了不规则的裂缝。因此对材料进行合理的选择，能够增加建筑的抗裂性，对裂缝的产生起到防范的作用。

3 建筑结构设计中控制裂缝的主要方法

3.1 混凝土强度等级选用

大体积混凝土结构已经广泛应用于建筑施工中，特别是建筑面积较大的工程项目，因此需要对板和梁进行强度保持，同时对梁柱按照不同的强度等级分配节点，在核心区域强度分配应该与强、柱等保持一致，保证建筑结构的强度稳定性。

3.2 建筑物沉降变形控制

建筑结构的基础是整个建筑工程的重中之重，其设计应该参考地质勘查数据和施工方案，同一种建筑结构不能选用两种不同的基础形式。采用天然基础时，应精确计算各个基础的沉降量数据，当相邻基础的沉降量偏差超过设计规范要求和相关标准时，应及时科学的调整并重新核算，直至相邻基础沉降量达标后方可进入后续工作。采用桩基础时，应结合施工实际需要选择是否进行沉降基础验算。对于形式复杂的建筑建构，例如层数相差较大的高低层连接一体的建筑，在高低层连接处建筑物所受到荷载较大，处理不及时会出现较大的沉降偏差，撕裂建筑结构。因此，一般在两边结构沉降完成后，采用后浇带技术补充浇筑。

3.3 配筋设计

在建筑施工中建筑结构件应进行配筋加固，尤其是建筑结构使用大跨度梁板时应采用钢筋与混凝土结合，防止裂缝产生。

3.4 优化施工工艺

为了有效控制建筑结构的裂缝，需要对施工工艺和裂缝处理技术进行优化，并及时培训相关施工人员，提高施工现场裂缝处理和防护技能。常见的裂缝处理技术有以下几个：①裂缝填充技术，指的是采用性价比更高且质量性能好的填充材料对裂缝进行填充处理，该方法比较适用于大裂缝处理，施工成本低、操作难度小及填充效果较好，且填充技术和材料质量也在不断进行革新和提升；②灌浆处理技术，指的是对裂缝进行混凝土灌浆操作，该方法技术和材料都比较简单，具有使用范围广、填充效果好的特点，已经成了一种应用较广泛的裂缝填充方法；③结构补强处理技术，主要原理为通过重新浇筑混凝土对承载力不达标的部位进行加强施工，该方法主要适用于结构性裂缝处理中，建筑结构施工完成后，实际荷载力超过结构设计承载力，此时会产生结构性裂缝，严重时影响整个建筑物的稳定性。因此，通过该处理方法，可以修补结构裂缝提高建筑结构稳定性。

3.5 外部温度控制

在进行混凝土浇筑作业前，首先应对混凝土材料配比进行检测，确保满足后续施工的质量要求，降低裂缝产生的概率。因温度对裂缝产生有较大影响，因此应严格控制水泥投料，水泥水化热是混凝土温度变化的主要原因，因此，施工人员应严格执行施工方案，尽量减少水泥使用频率，若必须使用水泥施工 ，应选择低水化热的水泥来减少制作混凝土时的搅拌散热，在搅拌混凝土之前使用冷水冲刷碎石从而减少热量产生。同时，控制温度还可采用合适的混凝土浇筑方式和时间，混凝土浇筑作业应避开炎热或严寒等极端气候进行，若必须施工则应采取相关温度控制措施。若建筑结构施工中使用了大体积混凝土，施工现场应安装冷却水管做好混凝土的养护工作，降低混凝土内应力和内外温差，降低裂缝产生概率。

4 结语

建筑结构的质量高低直接影响到建筑整体的安全性能。本文阐述的建筑结构裂缝问题是建筑结构中最常见的一个问题。通过具体分析裂缝问题的特点和产生原因，并据此采取相关措施进行预防和修补。通过对混凝土结构进行事前和事后的干预，尽量降低裂缝出现概率，同时采用裂缝灌浆和填充等方法对已经产生的裂缝进行修补，从而提高建筑结构的安全可靠性。