建筑結構設計裂縫原因及措施研究

劉 威（唐山市規劃建筑設計研究院，河北 唐山 063000）

1 前言

在建筑工程項目中，結構裂縫為一種常見現象，一旦建筑結構出現裂縫，不僅易對建筑整體結構性能造成影響，同時還會對人們的生活與生產造成影響，嚴重時，還會威脅到人們的人身安全。鑒于此，為有效規避這些問題的發生，文章就建筑結構設計裂縫原因以及措施進行詳細地探討。

2 建筑結構設計裂縫原因

2.1 混凝土樓板裂縫

第一，結構設計。由于結構自身的體型和未設置相應的伸縮縫位置，其應力相對較為集中，對此，當混凝土自身的收縮應力超過混凝土抗拉強度的時候，裂縫就會沿著該處不斷的發展。就裂縫的位置來看，這種干縮裂縫一般最早出現于核心筒周圍四角，緊接著向板中央發展，而該位置也正是現澆混凝土樓板內應力最薄弱、最集中以及最復雜的位置，因核心筒與墻肢剛度受到相應的約束作用，在此時，混凝土自身的收縮應力就會比混凝土抗拉強度大，最終使裂縫沿著這一位置發展。

第二，環境與施工工藝。在建筑施工過程中，氣候的變化也易造成混凝土的水分過快失去，或者使混凝土的溫度發展變化，繼而使其收縮增大，最終造成混凝土干縮而出現裂縫。通過大量建筑工程項目實踐證明，造成混凝土現澆樓板產生干縮裂縫的一個重要原因就是天氣環境因素。此外，在施工中，如施工工藝的不合理與科學，也很容易造成建筑支座位置的負筋不斷下陷，且保護層增大，在此時，固定支座就會變成為一種塑性鉸支座，最終使樓板的上部沿著梁指支座發生裂縫。

第三，材料。在建筑項目施工過程中，所用水泥量的增加容易導致混凝土的抗拉強度離散程度不斷增大，易使混凝土因抗變形能力以及抗拉能力的不足而產生裂縫。如在荷載不是很大且跨度相對較小的一些民用建筑工程項目中，低配筋率的墻板、樓板以及屋面板所采用的這種混凝土結構，因混凝土收縮與溫度變化會引起相應的應力作用，因此免不了會產生裂縫。

2.2 墻體溫度裂縫

第一，目前在墻體結構設計上，因缺乏相應的規范要求與相應的技術指標，再加上設計人員自身專業技能水平有限，在設計中所考慮的內容也就會存在著一定的缺陷，同時在明確隔熱層時存在較大的隨意性，對于頂層砌塊的強度與砂漿標號不夠重視，未針對墻體溫度裂縫實施相應構造措施，從而為這種裂縫的產生創造了相應的條件。

第二，在夏季時陽光的直射下，建筑屋頂的表面溫度就會升高，相對于砌磚體而言，混凝土屋蓋所受到的直射面積要大很多，且受陽光直射的時間也相對較長，但是其阻熱性能卻低于磚砌體。在屋面板和墻體間，所用材料的不同，則線膨脹系數也會存在較大的差異，在兩者以同樣溫差升降的時候，因各自線膨脹系數的不同，此時在二者的接觸位置就會出現相對位移，當這種位移受到約束和限制時，就會出現剪應力，因屋面受陽光照射，一般情況下，建筑屋面板溫度比墻體溫度高，因此，所產生的這種剪應力也就更大。在其膨脹所產生的這種應力比砌體抗拉強度大時，墻體就會出現斜向溫度裂縫，若溫度應力比墻體抗剪強度大時，墻體就會出現水平溫度裂縫。此外，若應力集中，則易在建筑門窗洞口周圍出現斜向裂縫或者豎向裂縫。

第三，施工工藝。在施工過程中，砌體組砌不夠合理、豎縫不夠飽滿、未按照要求進行留槎、頂層大量采用碎磚或者斷磚、未按照設計規范需求留設相應的通風口、建筑內架空隔熱層和女兒墻之間直接頂死等，這些都會使隔熱層所具備的隔熱作用得不到發揮。此外，在施工過程中，現場管理、施工人員、施工工藝以及材料等也是引起溫度裂縫產生的重要因素。

3 建筑結構設計裂縫的控制措施

鑒于上述這兩種常見裂縫原因的分析，下面文章就綜合闡述關于建筑結構設計裂縫的控制措施。

3.1 混凝土樓板裂縫控制

第一，在設計時，應加強構件易出現裂縫位置處的配筋，使鋼筋不僅符合建筑剛度需求，同時還可減輕混凝土特性以及溫度變化等對于構件所造成的影響。同時，為使混凝土性能得到有效改善，使其符合應用需求，可結合建筑結構的實際情況與具體需求，在混凝土中添加適量的外加劑或者摻合料。

第二，在混凝土樓板裂縫控制過程中，首先必須要確保混凝土結構剛度以及硬度滿足建筑要求，避免因建筑不均勻下沉而造成內部應力產生。其次，在選用鋼筋時，盡量選擇直徑相對比較細的鋼筋，其中對易出現裂縫的位置，應優先采用熱軋帶肋鋼筋，而樓板中構造筋以及分布筋則應采用變形鋼筋。除此之外，在建筑外墻角處還應設置相應的放射筋，且配筋長度超過2.1m以上，所用放射筋的數量最多為八根，各放射筋之間的距離應控制在105mm以下。

3.2 溫度裂縫控制措施

第一，在建筑設計過程中，不僅要嚴格按照建筑相關設計規范要求來進行設計，同時還應縮短建筑溫度伸縮縫之間的距離，在頂層端部位置兩開間的內橫墻和外縱墻交接位置、內縱墻和山墻交接位置都應設置相應的構造柱，且頂層墻體砌筑所采用的砂漿，其強度等級不可低于M7.5。在鋼筋混凝土墻體和梁板柱相交位置加釘相應的鋼絲網，鋼絲網的寬度應為200mm，從而有效避免溫度裂縫發生。除此之外，還應加強建筑屋面的保溫隔熱設計，在設計時，可綠化屋面，將其綠化成為一種屋頂花園，或者采用一種雙層屋面，這樣不僅可有效避免溫度裂縫的產生，同時還可使建筑隔熱條件與保溫條件得到一定的改善，繼而達到綠化與美化的目的。

第二，在設計中，應注意樓高與屋面高度的調整，盡量使二者保持一致，同時還應合理且科學地進行圈梁的設置，使其能夠有效抵抗因溫差所發生的裂變，盡量降低墻體與屋面之間的溫差。此外，在設計過程中，可在建筑屋面進行多個縱橫向分倉縫的設置，把屋面分割成為不同獨立單元，若屋面縱向深度為12m，可在屋脊位置設置一道相應的分倉縫，且倉縫的寬度應控制在22mm左右，盡量用油膏或者瀝青麻絲來設置。

4 結束語

綜上所述，在建筑結構中，裂縫為一種常見現象，盡管在工程中避免不了，但是卻可有效地控制。因此，在建筑結構的設計與施工過程中，設計人員與施工人員應綜合考慮多方面的因素，嚴格按照設計要求與施工規范標準來作業，同時還應加大建筑工程項目的管理，深入分析造成裂縫出現的各種原因，采取具有針對性的措施來解決這一問題，從而降低建筑結構出現裂縫的概率，繼而使建筑結構的功能得到保障。

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