探討建筑結構設計出現裂縫的原因及對策

宋洋 韓宇 張鳳權

【摘要】隨著社會的發展，建筑工程越來越多，人們對建筑工程結構的要求也越來越高，而裂縫問題是目前建筑工程整體結構的主要影響因素之一。基于此，文章介紹了建筑工程結構出現裂縫的危害，分析了建筑工程結構設計中裂縫問題產生的原因，并重點介紹了建筑工程結構設計中解決裂縫問題的具體辦法。

【關鍵詞】關鍵詞：建筑工程結構；裂縫問題；混凝土澆筑

【中圖分類號】TB482

【文獻標識碼】A

1、引言

隨著建筑行業的不斷發展，人們對建設施工過程中出現的問題也越來越重視，尤其是關于建設施工中結構的裂縫預防問題。建筑結構中所存在的裂縫現象會對使用的安全性以及耐久性等產生不同程度上的影響。在建筑工程中，裂縫問題與結構設計有著很大的相關性。為了有效的控制裂縫問題，在建筑工程結構設計過程中必須要以工程實際的地質條件為依據，據其結構形式，不斷對結構設計進行優化，并且制定完善的裂縫防治措施。另外強化工程施工監管制度，保證施工單位依照規范制度嚴格執行，從而提高建筑物的使用性能，促進建筑業的發展。

2、建筑結構裂縫的危害

裂縫的存在主要會對建筑結構產生下面幾個方面的危害：（1）裂縫的存在會導致建筑結構剛度降低。裂縫的產生會導致裂縫截面位置的中性軸出現上移的情況，特別是在裂縫比較嚴重的情況下，建筑結構的變形也會不斷的增加，從而導致整個建筑結構的剛度下降。另外，隨著剛度的下降，建筑結構在高壓的作用下，其對應的疲勞度也會發生降低的現象。（2）抗剪能力降低。裂縫的產生和存在不但會導致建筑結構剛度降低，還會導致整個建筑結構的抗剪力出現下降，因為裂縫的產生會導致建筑結構各個截面出現嚴重的開裂，建筑結構的整體性被破壞，從而導致支撐抗剪作用的截面面積減少，進而導致整個結構的抗剪力大大的下降。（3）導致強度下降。在建筑結構中，裂縫的產生會成為空氣、水分及其他侵蝕介質侵蝕鋼筋的通道，久而久之使鋼筋產生銹蝕。從而削弱了鋼筋的受力截面積，在有防水的部位還會引起漏水，影響結構安全及使用功能。

3、建筑工程結構設計中裂縫問題產生的原因

3.1 溫度應力影響

在建筑工程中，溫度應力是建筑工程結構設計產生裂縫的主要原因，而溫度應力出現變化主要是由于建筑工程存在自生應力和約束應力。建筑物結構內外溫度不同使得建筑結構自身產生的溫度應力是自生應力，常出現在一些尺寸較大的構件上。當早晚溫差變大或者混凝土表面散熱率不均勻，建筑物就會產生這種自生應力使建筑工程表面出現裂縫縫。例如建筑工程施工中，施工人員按照要求對混凝土澆筑后，水泥內部熱量比混凝土表面溫度散發速度慢，混凝土內部結構和外部結構出現顯著的壓力變化，導致混凝土撕裂變形，出現裂縫。

3.2 地基下沉影響

導致地基沉降不均勻的原因有很多，客觀上講，建筑物地基土層分布不均、土質差別較大等原因都會造成地基沉降不均勻；主觀上講，地基處理及基礎設計不當、地基處理方式過多、平面變化造成樓面荷載不均、建筑物縱墻剛度過低、建筑設計不規范等原因也會使地基沉降不均勻。

3.3 鋼筋腐蝕影響

鋼筋是在建筑工程項目結構設計中確保總體結構穩定的關鍵性材料，其表面會有一層混凝土保護層。因為混凝土保護層的質量不達標，鋼筋會與二氧化碳、氯化物直接接觸發生反應。同時施工人員對鋼筋進行混凝土澆筑，雖然可以提升建筑墻體的結構剛度，但也使混凝土外層的氧化膜受到破壞，使鋼筋被氧氣、水侵蝕。當鋼筋出現銹蝕問題時，鋼筋與混凝土之間的握裹力就會降低，在建筑物整體結構上就會出現其他新的裂縫。

4、建筑結構設計中控制裂縫的措施

4.1 嚴格控制原材料的選材

作為建筑施工最主要材料中的一個，混凝土是不可替代的。因此建筑結構的質量也取決于混凝土的質量。（1）水泥品種的選取。水泥與水相遇時因含硅酸鹽成分以及其它化學物質遇水后反應放熱，應選取合適水泥品種以避免反應溫度過高造成溫度裂縫，所以在大型的施工工程里面大多選用礦渣式水泥或者是火山灰水泥。（2）嚴格控制水泥用量。根據實驗數據可知，每三立方米的混凝土中每增加十千克水泥，其對應的水化溫度就相應升高一攝氏度。為了避免水泥升溫導致溫度裂縫的出現，就應該在滿足工程結構強度和耐久性的同時盡可能減少水泥使用，必須嚴格控制水泥用量。在普通的工程里面每三個立方米混凝土中水泥的使用量不得多余410千克。（3）骨料的質量控制。骨粒應當選擇顆粒徑大，配比好的。這樣的骨粒空隙率小。另外，骨料中的含土量也要嚴格控制，必須選擇強度等級較高的骨料，否則會出現因骨料強度低而造成混凝土開裂的現象。

4.2 對混凝土澆筑的控制

混凝土的質量直接影響建筑工程的質量，所以施工單位要嚴格把控混凝土的設計剛度。對此，首先要在建筑材料方面確保混凝土的結構剛度符合要求，以提升建筑結構的剛度，避免混凝土內部結因收縮問題引起的不均勻沉降導致建筑開裂。同時，在施工前還要按照規定在建筑外墻角的位置放置放射筋，以控制現澆混凝土樓板的裂縫問題。一般情況下，需要在每個外墻角設置5～8根放射筋，放射筋的長度不得小于2m，配筋范圍必須要大于樓板跨度的三分之一，放射筋的間距為0.1m，按照這種方式設置放射筋可以滿足板角應力的需要，提升混凝土的抗剪力。

4.3 施工項目管理方面

在施工過程中應當盡最大的努力降低內外溫度梯度以減小開裂率。混凝土的裂縫是隨機的、不確定的，就算是同一單位，同一項目，甚至開始時審計審核都相同，并且由同一個施工隊伍來完成，但是最終的開裂程度也是完全不同的。所以為了防止裂縫的出現，我們必須嚴格按照規章制度來進行操作，加強施工項目管理制度。

結語：

綜上所述，不同成因產生的裂縫問題一直困擾著我國建筑工程的整體結構設計，阻礙著我國建筑業的發展。由分析可知，設計師通過合理布置建筑物平面，合理安排門窗，對原材料提出精確要求，嚴格把控混凝土的澆筑質量，合理設計建筑結構等方法大大減少了建筑工程結構設計中的裂縫問題的出現，加強了建筑物的剛性和抗剪承載力，提高了建筑物整體強度，也推動了我國建筑行業的進一步發展。

參考文獻：

[1]李興凱.試論建筑結構設計中控制裂縫的措施[J].黑龍江科技信息，2013，11：191.

[2]張爽.探析建筑結構設計中如何控制裂縫[J].黑龍江科技信息，2013，19：229.

[3]皮孝建.試論房屋建筑結構設計中的現澆混凝土裂縫控制策略[J].江西建材，2016，03：51.

[4]楊成辰.超長混凝土框架溫度收縮應力分析及無縫設計對策[D].合肥工業大學，2013.

[5]呂長江，呂向明.多層砌體結構裂縫或變形原因分析及預防對策[J].山西建筑，2012，3831：123-124.