建筑結構設計裂縫成因及控制措施探析

【摘要】隨著我國經濟的迅速發展，建筑行業也在不斷的發展。同時人們對建筑物的質量問題提出了更高的要求。在建筑物的建造和使用過程中還存在著一些問題，其中最普遍的就是建筑物整體的裂縫問題。本文針對建筑結構設計裂縫的原因以及帶來的危害進行了分析，并提出相應的解決措施。

【關鍵詞】建筑結構設計 裂縫原因 危害 解決措施

建筑物整體出現裂縫問題與建筑結構設計有很大的關系，因此對建筑結構設計中裂縫產生的原因進行分析是非常必要的。在建筑過程中建筑結構設計是非常重要的，設計的合理性是保證建筑質量的前提，直接關系到后期建筑物的使用效果。然而建筑物出現裂縫是常見的問題，但是對建筑物的使用性能有很大的影響，還威脅到人們的人身安全和財產安全，因此在建筑結構設計中必須重視裂縫的問題，采取有效的控制裂縫措施，減少安全隱患是建筑結構設計必不可少的一部分。

1裂縫的危害性

減少安全隱患，重視裂縫問題。裂縫的形成對建筑結構的危害是極大的，以下對裂縫產生危害的具體表現進行分析：①剛性降低。在建筑過程中出現裂縫會致使裂縫截面處的中軸發生變化，不同程度的上移，尤其是裂縫越嚴重給工程結構帶來的危害越大，工程結構的變形隨著裂縫的嚴重不斷的加大，從而降低了整個結構的剛度。同時剛度的降低致使在高壓力的作用下工程結構的疲勞度也會不斷下降。②抗剪能力下降。裂縫在降低整個工程結構剛度的同時，抗剪能力也會隨之降低。主要原因是因為截面出現嚴重的裂縫以后，工程結構整體遭到破壞，而抗剪能力又需要得到截面的支撐，截面面積一旦減小抗剪作用勢必受到影響，造成了工程結構的整體抗剪能力減弱。③強度降低。工程結構整體強度降低的原因取決于裂縫的產生。由于工程產生裂縫勢必將造成鋼筋外露的現象，這樣一來混凝土內部就會遭到水和空氣的侵蝕，時間久了混凝土就會變質，然而就會大大的降低工程結構整體的強度，在強度降低的同時，裂縫也會越來越大，這樣的情況無疑降低了工程整體的耐久，嚴重的影響到工程的后期使用性能，還可能對工程埋下了安全隱患。

2裂縫產生的原因

首先，溫度因素。目前溫度裂縫產生原因主要是由于混凝土澆筑后，聚積在內部的水泥水化熱不易散發，造成混凝土的內部溫度升高，而混凝土表面散熱較快。這樣形成較大的內外溫差，使混凝土表面附近存在較大的溫度梯度，就會引起較大的表面拉應力。此時混凝土的齡期很短，抗拉強度很低，如果溫差產生的表面拉應力。超過此時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土表面產生表面裂縫。而且，最高溫度降至到最低溫度的時間越短，混凝土出現裂縫的情況就會越嚴重。在這里以平置構件舉例說明，在工程結構中，一旦發生冷縮和干縮，就會產生裂縫，具體可以通過下公式進行詳細分析：Amax=0.5μγι，其中，A--構件中央最大溫度應力；μ—構件與擱置面之間的摩擦系數；γ—構件材料的重力密度；ι—構件的長度。從以上公式可以看出，溫度應力變大的前提是構件長度越大的情況下溫度應力相應變大，產生裂縫的可能性就越高，為了解決這一問題，就需要設計人員在設計時針對這一環節有足夠的重視，避免這種錯誤的發生，降低工程結構裂縫的出現。

其次，受力影響。受力作用超出極限時也會使建筑工程產生裂縫。一般而言，對于受力所引起的裂縫的受力構件有偏心受壓、偏心受拉、軸心受拉等等。事實證明，構件的應變值是有極限的，一旦超出極限，構件就會開裂，造成建筑工程裂縫問題。

第三，碳化銹蝕。除了以上因素會引起建筑工程裂縫以外，碳化對工程結構的銹蝕，從而造成裂縫，這一因素也必須得到足夠的重視。主要原因是因為碳化的深度在不斷的加大，時間久了鋼筋表面也會出現碳化的現象，同時碳化致使混凝土的堿性降低，失去了對鋼筋的保護作用，長此下去銹蝕的范圍越來越大，銹蝕物也越來越多，工程結構內部不斷的受到拉力作用，拉力值超過極限時，就會產生裂縫。

3控制裂縫產生的有效措施

針對以上提出裂縫產生的原因及影響因素，提出了以下工程結構設計方面的解決性對策，具體如下：①簡化結構體系，建筑結構設計是建筑工程的重要環節，因此設計標準必須要根據工程的要求和實際情況進行設計，要盡量簡化結構設計，利用現代化最先進的設計理念，通過對工程結構復雜體系的分析，研發出適合工程結構并且科學，合理的設計方法，降低產生裂縫的幾率。同時對于受力作用產生的裂縫要進行綜合考慮，進行有效的控制，其中合理計算配筋是非常重要的，尤其是對于比較容易產生裂縫的環節，必須做好防范，加強對工程結構體系的控制，做好裂縫的預防工作。②結構形狀要規則。在布置結構的形狀時，要盡量做到規則，確保整個結構應有的剛度，如果在設計中，結構布置不規則，那么其上下結構所承受的剛度不會統一，從而造成不同程度的變形，尤其是以剛度控制薄弱的環節，極易發生開裂的現象，為此，在進行結構設計時，結構的形狀一定要保證其規則性，從而避免裂縫的產生。③尺寸設計要合理。在進行結構設計時，尺寸設計也是預防裂縫產生的主要環節。正如上文中我們提到，一旦結構的尺寸過長，那么其所產生的溫差應力也會增大，最終出現裂縫。因此，需要設計人員在設計中，結合工程實際要求，合理控制結構的尺寸，全面考慮結構應力與長度的關系，既要滿足設計的規范和要求，也要避免裂縫現象的產生。④材料運用要規范。首先，工程結構設計中，所選用的混凝土，既要滿足防水要求，也要滿足工程的承載力要求，其強度不可以過高，一般情況下，最好采用C25-C35混凝土。其次，在結構設計中，可以采用粉煤灰，使得混凝土的和易性得到改善，同時，還可以減少水泥用量。第三，對于水泥品種的選擇，最好采用收縮性小的水泥材料，并且可以適當地摻加一些外加劑，使得水灰比降低，嚴格控制內外溫度，加強對整個結構的保溫和保水養護。另外，對于板類構件而言，其裂縫的控制主要是采用預應力混凝土，加強對樓面鋼砼構件以及層面構件的分析，尤其是在樓面板預埋管線時，必須要用支架固定管線，而且，對于管線交叉部分，運用專門設計的接線盒，強化混凝土板剛度。

總之，在建筑工程中做好建筑結構設計是減少工程裂縫的主要環節。這就需要設計人員根據自己的工作經驗，仔細分析裂縫產生的原因，在結構設計時綜合考慮，利用現代化設計理念，有效的控制結構設計對裂縫的預防，從而保證工程質量。

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