淺談建筑結構設計中如何控制裂縫

摘要：混凝土結構的裂縫是不可避免的，但其危害程度卻是可以控制的，而裂縫的產生與發展往往是由多種因素共同影響，所以裂縫控制需要多方面綜合考慮。文章分析了建筑結構裂縫產生的原因，提出了淺談建筑結構設計中控制裂縫的措施，以供參考。

關鍵詞：建筑結構;設計;裂縫

我國經濟的快速發展，使得我國建筑業也發展迅速，但是在不斷的發展過程中，也出現了很多的問題，其中混凝土結構開裂問題較為突出。在進行混凝土結構裂縫的控制時，應首先對混凝土的裂縫產生原因進行分析，并針對性的做出相應的改善措施。本文主要針對混凝土裂縫問題的成因進行了分析，并從設計角度提出了相應的控制措施，希望能夠提供一些參考與借鑒。

1.建筑結構設計中造成裂縫的原因

1.1混凝土配合比設計的問題

混凝土作為一種多組分的混合材料，為了有效保證不同混凝土的使用功能，混凝土配合比設計過程中，所需要考慮的因素非常多。現代社會的發展，使得混凝土設計過程中進入了一個誤區，即認為混凝土的強度越高，其混凝土結構越穩定，耐久性越好。然而事實并非如此，混凝土強度提升的同時，往往是犧牲混凝土的某一項特性來實現，如混凝土脆性的增強等等。混凝土配合比設計主要存在以下問題：第一，水泥用量增加。由于水泥用量的增加，往往會導致混凝土的水化反應變加快，水化熱的產生使得混凝土內部溫度升高，產生內部的溫度應力。由于混凝土初期的抗拉強度較小，混凝土內部的溫度應力大于其抗拉強度時，會導致混凝土裂縫的產生。第二，水的用量。水是混凝土勻質性以及和易性的必要條件，用水量的多少將直接影響到混凝土的坍落度，影響施工過程中的泵送。為此混凝土用水量的選擇也是混凝土配合比設計過程中的一個重要的考慮參數。實際工程中，為了有效提升混凝土的強度，涌水量不斷減小，導致混凝土脆性增加。

1.2結構設計參數不當

我們在進行結構設計時，總是要先對結構的受力體系作出一些假定，而很多結構物的實際工作狀態與常規的設計計算模型有一定的出入與誤差，使得內力計算的結果與實際不符，這些假定的常規計算模型之外的內力往往會引起結構裂縫。在結構設計時如果考慮不周，結構構件截面突變、孔洞處構造處理不當或是結構縫設置不當都會減小混凝土的約束應力導致混凝土開裂。

2.建筑結構設計裂縫的控制措施

2.1配合比的優化設計

進行混凝土配合比設計過程中，首先根據混凝土的設計強度值以及施工過程中的坍落度要求選擇混凝土的用水量。其次為了實現混凝土強度的提升，會減小水的用量，但是為了保證其坍落度與和易性要求，便會使用高性能減水劑，如此便可以保證其抗壓性能。需要注意：（1）粗骨料的級配與細骨料的粗細。砂率為細骨料與單位混凝土骨料的比值，砂率的合理選擇為保證混凝土骨料級配的關鍵，即粗骨料與細骨料的合理分配，使得兩者組合過程中，所形成的孔隙較少。（2）水灰比以及坍落度。通常情況下而言，水灰比越小，其單位混凝土中的水量越少，如此為了保證混凝土的勻質性，其砂率也會相應增大，以確保混凝土中的粗骨料被砂漿覆蓋。從而有效保證混凝土的密實性，確保混凝土的工作性能。

2.2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。

2.3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。

2.4混凝土收縮變形控制

在建筑物中，混凝土受約束的程度和其所在的部位有著莫大的關系，因為混凝土的收縮變形會受到周圍環境因素的影響，應力集中部位很容易造成混凝土收縮變形。因此在設計時要盡量避免或分散可能產生的集中應力，以此來達到防控由于混凝土收縮變形產生裂縫的目的。第一，在施工設計環節，應該盡可能避免較大應力集中的現象出現，比如：開洞、截面突變、刻槽等，如果因個別因素必須按照這樣的操作進行，就需要采取相應的控制措施。第二，做好鋼筋的配置，尤其是對于受力不同的鋼筋，應該高度的重視受力鋼筋和構造鋼筋的確定，構造配筋能夠對裂縫的出現與發展進行有效的控制。第三，對于容易開裂以及結構薄弱之處，應該做好相應的處理。比如：深基礎與淺基礎之間的相互結合之處、高層和底層之間的相互結合之處、高低跨處等區域。第四，在設計中應該做好剛性與柔性關系的處理。在結構當中所有的構件都處于約束和被約束之間。所受到的約束力越強，起可能產生的變形余地就越小，也最容易出現開裂的現象，所以，結構中相連構件的約束關系需要重視。

2.5科學合理設置伸縮縫

對房屋建筑中變形裂縫的控制，就要從混凝土施工的溫度、施工過程、模板的支撐、混凝土溫濕度等進行控制。為了避免收縮和溫度變化應力對混凝土的影響，在混凝土的設計施工中應采用增加構造鋼筋體的數量、控制應力集中裂縫、創造松弛的混凝土澆筑條件、設置伸縮縫等來實現對混凝土裂縫的控制。在一般的混凝土工程中可以設置伸縮縫，當房屋房屋長度超過其限值，如果沒有專門的防護措施，就應該設置伸縮縫。在設置伸縮縫的同時，還要保證混凝土的質量，提高混凝土澆筑的密實度，加強養護，這些都有利的減少了裂縫的出現。

3.結語

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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