談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中控制裂縫的措施

趙曉陽(yáng)　苗春

摘 要：現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)中，建筑業(yè)伴隨著城市化進(jìn)程的加速飛快發(fā)展，隨著施工技術(shù)和水平的不斷提升，工程的質(zhì)量要求也愈加嚴(yán)格。在建筑工程結(jié)構(gòu)中，收設(shè)計(jì)和施工等因素影響，不可避免出現(xiàn)一些問(wèn)題，其中最亟需解決的為裂縫問(wèn)題。本文以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與裂縫形成的相關(guān)性為基礎(chǔ)，提出在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)前期裂縫控制的措施，從而為相關(guān)實(shí)踐工作提供參考。

關(guān)鍵詞：建筑工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；裂縫；控制

中圖分類號(hào)：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）09-0066-02

裂縫的形成與建筑工程中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)有關(guān)，因此對(duì)建筑的裂縫的防控，要考慮建筑工程中的每一環(huán)節(jié)。其中，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中降低裂縫出現(xiàn)的可能性是及其重要的，這能有效提高施工中和完工后建筑的安全性和可靠性。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中裂縫分類

對(duì)裂縫的分類通常有以下兩種方式：（1）按其生成原因分類；（2）按其危害程度分類。當(dāng)根據(jù)裂縫生成原因分類時(shí)，其有以下幾類：收縮裂縫、溫度裂縫、物理原因引發(fā)的裂縫、化學(xué)因素引發(fā)的裂縫、建筑設(shè)計(jì)引法的裂縫、地質(zhì)原因引發(fā)的裂縫，此外還有施工過(guò)程不規(guī)范引發(fā)的裂縫。

按照裂縫對(duì)建筑物的損壞程度，能將其分為三類：表層裂縫，深層裂縫，和貫通裂縫。當(dāng)裂縫造成的損害程度加劇，裂縫在建筑工程產(chǎn)生的危害性也以量級(jí)增加。因此貫穿裂縫在建筑過(guò)程中有很大的危害性，其會(huì)造成施工工程較大程度的影響，使得建筑物在穩(wěn)定性以及安全性方面大打折扣。與之相比，深層裂縫雖然不會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成大范圍的破壞，卻也會(huì)嚴(yán)重?fù)p害建筑物施工質(zhì)量。表面裂紋雖給人們感覺(jué)危害程度小，但若不及時(shí)加以控制，日積月累之下其也會(huì)慢慢演化成深層裂縫，最終可能會(huì)給建筑物帶來(lái)無(wú)法彌補(bǔ)的破壞。

2 建筑結(jié)構(gòu)中裂縫產(chǎn)生的原因

現(xiàn)代建筑業(yè)中常采用的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主體即為混凝土結(jié)構(gòu)，其在自然因素和人為因素的作用下下，易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。

2.1 荷載裂縫

在荷載作用下鋼筋混凝土開(kāi)裂所產(chǎn)生的裂縫為荷載裂縫。針對(duì)荷載作用需要考慮來(lái)自兩個(gè)方面所產(chǎn)生的重力：機(jī)構(gòu)構(gòu)建方面和建筑物本身。所以在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)基于建筑所需的抗裂行進(jìn)行設(shè)計(jì)，它要求設(shè)計(jì)師考慮建筑物自施工開(kāi)始即承受長(zhǎng)期荷載的情況，應(yīng)該行業(yè)內(nèi)出臺(tái)了相應(yīng)的辦公建筑荷載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。與其他國(guó)家相比，我國(guó)荷載設(shè)計(jì)值相對(duì)較低，而同時(shí)混凝土強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值卻相對(duì)較高，綜合上述情況我國(guó)混凝土的荷載能力低，因此我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)較易產(chǎn)生裂紋。

2.2 塑性沉降裂縫

在裂縫類型中，塑性沉降裂縫最易產(chǎn)生。它之所以產(chǎn)生是因?yàn)槭┕と藛T在混凝土澆筑的施工過(guò)程中，沒(méi)能成功地完成骨料沉降，致使骨料的沉降程度低于其要求標(biāo)準(zhǔn)，這一情況不利于在施工過(guò)程中對(duì)混凝土的使用，最終出現(xiàn)裂縫。在施工過(guò)程中，塑性沉降裂縫最后可能發(fā)生在的時(shí)間范圍為混凝土澆筑結(jié)束后的30分鐘到180分鐘，該時(shí)間段內(nèi)混凝土未完全的凝固，表現(xiàn)為塑性狀態(tài)，若此時(shí)進(jìn)行灑水作業(yè)，由于混凝土塌落過(guò)大，沉降度過(guò)高會(huì)在表層完全干涸后呈現(xiàn)出不同走向的裂縫痕跡。

因此為了在施工過(guò)程中降低塑性沉降裂縫的產(chǎn)生，可以采取以下措施：（1）優(yōu)化混凝土配合比；（2）對(duì)混凝土進(jìn)行充分振搗和二次振搗；（3）完善混凝土面層質(zhì)量，從而合理設(shè)置體系沉降縫來(lái)控防墻體產(chǎn)生裂縫；（4）合理設(shè)置建筑物的長(zhǎng)高比，針對(duì)地基為軟弱土質(zhì)的情況，長(zhǎng)高比設(shè)定為小于或等于2.5較為合理，從而實(shí)現(xiàn)建筑整體剛度的提升。

2.3 塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫闡釋的時(shí)候一般為建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行混凝土澆筑后，其產(chǎn)生原因?yàn)樗苄誀顟B(tài)下的混凝土表層沒(méi)有得到妥善的覆蓋，從而在一系列自然因素包括氣溫、風(fēng)沙等作用下，使得混凝土表面未能保持一定的濕度，模板的含水量上升過(guò)快，致使混凝土強(qiáng)度下降，造成的一系列后果即為其產(chǎn)生裂縫的可能性變大，最終導(dǎo)致裂縫生成。

2.4 溫度應(yīng)力裂縫

通過(guò)分析裂縫產(chǎn)生的原因，可以發(fā)現(xiàn)塑性收縮裂縫和溫度應(yīng)力裂縫產(chǎn)生的原因息息相關(guān)，都由于混凝土收縮而產(chǎn)生并發(fā)生于施工的過(guò)程之中，這說(shuō)明為避免裂縫產(chǎn)生，在施工中應(yīng)該重視對(duì)混凝土水分的保持，即在混凝土澆筑施工過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)注意水分蒸發(fā)，同時(shí)要注意混凝土中水分和石灰的不同比例受外界因素的影響的大小。在澆注的混凝土后的三到四個(gè)小時(shí)內(nèi)避免因強(qiáng)風(fēng)天氣和高溫環(huán)境所造成混凝土表面含水量的迅速下降。因此我們?cè)谕瓿蓾仓笾校梢圆捎迷诨炷两Y(jié)構(gòu)表層添加保濕對(duì)象的方法來(lái)保持表面的含水量維持在一定程度，該保濕對(duì)象可采用編織袋袋以及塑料膜等，盡量避免產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫，規(guī)避建筑結(jié)構(gòu)表面的開(kāi)裂現(xiàn)象。同時(shí)也需要考慮著構(gòu)件的長(zhǎng)寬，因?yàn)闃?gòu)件越長(zhǎng)，溫度應(yīng)力相應(yīng)增大，因此構(gòu)件越長(zhǎng)越可能出現(xiàn)裂縫，這要求設(shè)計(jì)師們?cè)谠O(shè)計(jì)建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的長(zhǎng)度需要更為慎重，提高對(duì)它的重視程度。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控防裂縫的措施

針對(duì)上述所提到的裂縫及其所生成原因，一般可通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)裂縫的控防：

（1）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量使平面為規(guī)則設(shè)計(jì)，這樣能有效避免由不規(guī)則平面引起的異常變化。若平面存在不規(guī)則的凹口時(shí)，應(yīng)該在凹口的兩側(cè)架設(shè)拉梁，同時(shí)對(duì)凹口周邊的樓板進(jìn)行增厚，并增加一定比例的配筋。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還需要注意房屋尺寸是否合理，若特殊情況下房屋尺寸不在所給定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，分以下兩種情況：1）所設(shè)計(jì)尺寸與標(biāo)準(zhǔn)相差少，則可在梁和樓板的1/3跨處合理設(shè)置寬度為1.9m的收縮后澆帶，并且后澆帶之間的距離為30m；2）所設(shè)計(jì)尺寸與標(biāo)準(zhǔn)相差大，則需要添設(shè)變形縫。若建筑物主樓和建筑物裙房的高度差距較大，這時(shí)應(yīng)該設(shè)置后澆帶或沉降縫。

（2）增加建筑物構(gòu)件配筋率能起到控防裂縫的作用。在考慮配筋率的時(shí)候由于梁、板有不同的規(guī)格，針對(duì)不同的規(guī)格配置板的受力鋼筋時(shí)要滿足間隔距離小、直徑小的要求，可以減小構(gòu)件的裂縫。與此同時(shí)，建筑屋面的熱傳導(dǎo)系數(shù)不應(yīng)超過(guò)1.0W/（m2·K），屋面板的結(jié)構(gòu)配筋最應(yīng)該設(shè)計(jì)為雙向雙層配筋，對(duì)于板面不存在負(fù)筋的結(jié)構(gòu)，可拉通板的支座負(fù)筋，也可以在該區(qū)域架設(shè)與版面負(fù)筋搭建相接的雙向的鋼筋網(wǎng)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。若建筑結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)澆鋼板出現(xiàn)了四邊嵌固的設(shè)計(jì)，這該現(xiàn)澆鋼板由于受到兩個(gè)方向的力而難以收縮，這可能會(huì)造成板的中部出現(xiàn)貫通板的裂縫，同時(shí)鋼板的四角可能也會(huì)出現(xiàn)45°裂縫。針對(duì)這一情況，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)在建筑屋面板陰陽(yáng)角變形應(yīng)力集中的區(qū)域增設(shè)雙向雙層間距為100mm的配筋，配筋存在的范圍設(shè)計(jì)為板跨度的1/4，與此同時(shí)也可以考慮適當(dāng)增設(shè)放射鋼筋，通過(guò)這兩個(gè)措施來(lái)減少裂縫出現(xiàn)的可能性。

（3）對(duì)于建筑中出現(xiàn)的砌體結(jié)構(gòu)，需要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮與混凝土具有一樣結(jié)構(gòu)的混凝土板和承重磚墻，在這兩個(gè)部分都可能出現(xiàn)砌體裂縫。為了控防砌體裂縫，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)除了要控制建筑物大小適中，并在應(yīng)力集中、砌體最容易產(chǎn)生裂縫的區(qū)域預(yù)留伸縮縫。同時(shí)應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮增設(shè)圈梁、構(gòu)造柱，讓這兩個(gè)部分可以聯(lián)合承重，起到骨架作用來(lái)保障建筑整體性。對(duì)于屋面處設(shè)計(jì)時(shí)加入設(shè)置保溫、隔熱層等措施。最后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)把對(duì)地基進(jìn)行整片處理，地基巖土性質(zhì)為濕陷性黃土的區(qū)域進(jìn)行整體處理，使得處理后的區(qū)域滿足要求的濕陷量，并能保證地基周圍及建筑本身不發(fā)生漏水、滲水等現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)裂縫的成因和危害程度，其相應(yīng)解決方案會(huì)綜合體現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)里，并且各方案的針對(duì)性和運(yùn)用效果也各有千秋，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們應(yīng)根據(jù)現(xiàn)不同建筑不同施工現(xiàn)場(chǎng)的情況來(lái)考慮可能會(huì)產(chǎn)生的建筑結(jié)構(gòu)裂縫，從而進(jìn)行相應(yīng)合理設(shè)立，并在合理設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上保證施工過(guò)程的規(guī)范，同時(shí)也要注重建筑體后期的定期維護(hù)，裂縫控防不是單一環(huán)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)，需要在建筑施工的各個(gè)方面注意，從而降低建筑出現(xiàn)裂縫的可能性。

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