建筑结构设计裂缝成因及控制措施

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摘要：基于建筑结构设计直接影响建筑工程施工质量，而裂缝是工程施工进程中常见质量问题等现状，提出了在建筑结构设计过程中加强对裂缝质量问题加强防控的建议。本文在对建筑结构常见类型概述的基础上，从地质、设计、施工及混凝土变化等方面探究结构裂缝的成因，并提出几点预防裂缝的有效办法。

关键词：工程建筑；结构设计；裂缝成因；控制措施

混凝土是建筑工程施工期间必需材料之一，在城市化脚步不断推进的时代中，混凝土结构在建筑领域有广泛应用。但部分施工单位缺乏对混凝土的深度研究，以致工程施工与投运期间混凝土裂缝问题频频出现，严重影响工程施工整体质量，很可能减缩其寿命。大量的研究与实验发现，混凝土结构裂缝是工程施工中难以规避的问题，这与材料自身的属性及结构的受力变形机制相关[1]。故此为满足建筑的使用需求与结构需求，在结构设计中加强对混凝土结构裂缝控制具有很大现实意义。

1裂缝的类型

1.1塑性沉降裂缝

塑性沉降裂缝特点是“中部宽，两侧窄”，外显梭型，多出现在建筑结构的变截面处、梁板交汇处、梁柱交汇处等，一般情况下裂缝的深度可抵达钢筋表层。减少或规避该种裂缝的方式是控制水灰比、砂率和塌落度；针对截面相差过大的构件，应对较深的位置先浇筑，静放1～1.5h、待沉降稳定后再和上部薄截面同步浇筑，同时要严格管控保护层的厚度。

1.2塑性收缩裂缝

该类结构裂缝多在工程施工期间产生的。塑性收缩裂缝以无规格、多边形样式分布，或大致呈现互相平行状排布。裂缝间距最小可达几厘米，最大为十几厘米。该类结构裂缝在初始阶段均体现出浅显性特征，伴随着时间的推移会逐步发展为连续性裂缝。防控措施以严格控制混凝土的水胶比、水泥用量与粉砂用量等措施为主；并在高温、大风及干燥等相对恶劣等施工气候条件下，应积极运用相关措施，以确保工程施工质量[2]。

1.3温度应力裂缝

温度是影响温度应力裂缝的最直接因素。在混凝土现实施工作业中，多需一个相对较长的施工期，在以上过程中，由于昼夜温差或室内外温差较大及混凝土结构表层散热较迅速，进而对浇筑施工质量产生一定影响。当温差作用下导致混凝土表面拉应力大于其所能承受的拉应力强度时，温度应力裂缝就会随即生成。该类裂缝并不显眼，但其对建筑体安稳性造成的负面影响是不容忽视的。温度应力裂缝外部表现以深度不一的表面裂缝为主，防控措施是严格控制混凝土内外温度差、防止混凝土超冷及防止老混凝土温度过低，进而降低新老混凝土间的束缚程度。

2裂缝成因分析

2.1地质因素

工程正式施工前期的地质勘察工作对工程设计、工程施工质量均产生一定影响，如果对地质的勘探评估缺乏精确性与真实性，将会造成设计人员设计、施工人员施工时对工程地质状况缺乏全面掌握，那么针对地质问题做出相关防裂措施就无从谈起。

2.2设计因素

设计是工程施工的首要流程，也是塑造建筑工程轮廓的时段。若相关人员在设计中未能结合工程要求与地质因素科学进行防裂缝设计，或对建筑材料缺乏整体掌握，没有认识到材料间的相关作用与影响，很可能导致建筑投运期间出现裂缝[3]。

2.3施工因素

安全性是维护建筑工程施工质量的基础条件。在施工作业期间，材料质量与应用数目是否与相关标准相匹配；施工人员在具体施工中，是否按照相关规范进行操作；工程的负责人与监管人在对工程施工质量监督时，是否做到严格、认真、全面等，均会对裂缝是否产生与严重性造成影响。

2.4混凝土变化的因素

（1）混凝土温度变化引起的裂缝：混凝土在硬化期间，内部会生成较大热量，但是混凝土导热性与散热性相对较差，故此混凝土内部的热量难以快速散发，而其外部散热较快速，在混凝土内外部温差较大时，开始膨胀，同时在膨胀的过程中产生较大的应力，此时其表层会承受较大的拉力，该种拉力远远超过混凝土所承受的范畴，进而产生裂缝。（2）混凝土形体的变化会形成裂缝：在钢筋混凝土结构中钢筋直径较大，或混凝土体积较大，均会造成混凝土在塑形过程中，水平方向与竖直方向的收缩速度不一致，此时混凝土上部结构在沉降过程中受到的限制不匀称，进而导致裂缝生成。

3建筑结构裂缝的控制措施

3.1严把设计关

①在工程设计环节中，相关人员要全面分析可能诱发建筑结构裂缝的各种因素。②重点分析建筑体混凝土结构的整体刚度，进而采取相关办法去提升整个建筑体的荷载能力。③要分析建筑体可能出现的不均匀沉降问题，在以上现象出现时，会形成一定压应力和拉应力，并且会造成建筑结构对温度应力的抵制能力降低。故此，为规避工程设计中存在的问题诱发结构裂缝，在实际设计过程中，要精确测算建筑体的荷载能力，同时对突发情况及不可调控因素进行预测与判断，进而不断提升工程设计的科学性与可执行性。

3.2严把选材关

材料是影响建筑工程施工质量、工程造价、工程使用年限的重要因素之一。施工单位在材料选购环节中，应严格对混凝土材料严格把关。通常情况下，对于大体积混凝土最好应用水热化值低的粉煤灰水泥或矿渣水泥。与此同时，为有效优化水泥浆的粘稠性，改善混凝土的拉伸能力，可将适量盐水防裂剂等外加剂添入其中。另外，施工单位也要全面贯彻落实国家相关标准与规范，合理选择与优化处理骨料。相关的管理人员也要对建筑材料质量进行严格核查，并做好防晒、防水、防火等管理工作，进而促使建筑材料质量得到根本保证[4]。

3.3严把施工关

施工过程对建筑工程质量产生的影响是最直接的，也是最大的。故此，应提升施工技术水平，同时对施工人员的施工行为进行规范并严格监督施工质量。在对混凝土浇筑作业中，应全面分析气温、风速等环境因素，在高温环境下，建议施工人员选择分层浇筑法，利用浇筑面自体的散热性能去减缩高温环境对混凝土浇筑质量造成的负面影响。也可以采用埋设水管的办法，实现物理降温的同时，也维持了混凝土结构的湿润度。在具体浇筑作业期间，施工人员也要分析钢筋结构布设的方位问题，需确保钢筋结构安稳性而不受浇筑作业的干扰，进而提升整个建筑结构的安稳性。建筑结构多为大体积混凝土，建筑结构的梁和楼板的混凝土强度应维持统一，最好选择中级。而当建筑结构的墙和柱的混凝土等级高于梁和板时，节点核心区域的混凝土强度等级应和柱和墙维持一致，在梁和柱混凝土强度等级有差异的情况下，节点施工的做法见图1。

3.4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[5]。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。

4结束语

建筑体和人们的日常生产生活密切相关，故此从很大意义上分析提升建筑体施工质量是对个体生命与财产安全性的有效维护。建筑结构的裂缝是严重影响建筑质量与安全性能的主要问题之一，技术人员在实践中应给予其高度重视，重视建筑工程施工的设计环节，不断提升设计的可行性与科学性，对一些标准参数有一个相对较好的估量。另外，在具体施工实践中，应加强管理，重视材料与施工工艺技术的选择。

参考文献

[1]马倩.建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制措施[J].住宅与房地产，2017（09）：107.

[2]黄志彬.建筑结构设计中裂缝形成的原因及控制措施[J].中华建设，2017（02）：108~109.

[3]程鸿超.建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制措施[J].工程建设与设计，2016（18）：23~24+27.

[4]刘璇璇.从建筑结构设计方面加强现浇混凝土裂缝有效控制措施探讨[J].中国房地产业，2015（08）：47.

[5]贾列，刘世铮.对建筑结构设计中裂缝控制措施的分析与研究[J].科技创新与应用，2015（08）：167.

作者:韩文燕 单位:大同市建筑设计研究院