建筑結構設計出現裂縫的原因及對策

馬春萍

摘 要：建筑結構設計中的裂縫直接影響到建筑的質量，對施工安全和居住安全都有著巨大的不利影響。這就要求對建筑結構設計中的裂縫給予高度的重視，深入剖析產生裂縫的原因，在實踐中不斷探索，研究出控制建筑結構裂縫的有效措施，推動我國建筑行業的長遠發展。

關鍵詞：建筑結構；設計；裂縫

1 引言

近年來，隨著我國的經濟建設不斷的發展壯大，這也帶動了建筑業的快速、持續發展。 但隨之而來的建筑質量安全問題越來越嚴重，最為嚴重的問題就是建筑混凝土結構裂縫。因此對于出現的建筑混凝土結構裂縫的問題應在各方面給予重視，避免裂縫的產生，確保整個建筑的質量。

2 建筑結構設計出現裂縫的原因

2.1 結構裂縫

隨著施工技術的不斷完善和發展，在傳統建筑工程中被普遍應用的多孔板，開始逐漸被現澆板代替。這種現澆板由于自身擁有著良好的承載能力、負荷能力和綜合性能，其研發推廣以后就受到建筑行業的廣泛應用。但是，其在實際施工過程中，由于樓板與其他結構構件剛度不同，變形存在不協調性，進而造成結構構件相交處出現裂縫。

2.2 溫度應力裂縫

溫度應力的裂縫主要產生的原因是混凝土澆筑之后聚集在內部的水泥水化熱產生的熱量在水泥里無法得到有效的散發，而在混凝土的表面熱量散的較快，這樣就會致使整個混凝土結構形成較大的內外溫差，從而會使混凝土內部出現壓應力，混凝土的表面出現拉應力。因此，如果在混凝土表面附近出現較大的溫度梯度，就會引起混凝土表面的拉應力，然而這個時期的混凝土形成的時間比較短，抗拉強度很低，一旦因為溫差所產生的表面拉應力超過了混凝土的極限抗拉強度，就會致使混凝土表面出現表面裂縫。

2.3 塑性變形裂縫

塑性變形導致的混凝土裂縫通常發生在其硬化之前，這是由于混凝土結構沒有完全硬化前，一直都保持著塑性的基本狀態，而上層建筑所擁有的均勻沉陷就會在一定程度上受到限制，最終使建筑工程結構出現裂縫問題。另外，在建筑工程混凝土結構當中，若是混凝土自身的表面積、鋼筋直徑、骨料粒徑等超過標準范圍，混凝土結構就會出現水平收縮困難，這時混凝土結構就會出現裂縫，且呈現出一定的不規則形態。這種不規則裂縫之間的距離一般在0.3～1mm，存在形式一般為互相平行，同時這種裂縫的深度也相對較大。

2.4 應力裂縫

這種因素影響造成的裂縫，關鍵原因就是由混凝土結構在進行收縮時所導致的，其主要收縮包含了自身、塑性、碳化和干燥這種四種硬化過程。因為混凝土結構在硬化過程中會蒸發大量的水汽，這樣就導致建筑工程項目原本所擁有的體積在持續縮小，從而出現明顯的收縮。但是，因為底部支座的限制，建筑物所出現的收縮就會受到很大程度上的限制，而隨著收縮力度的持續增加，支座對其的限制和約束能力也會隨之上升。在這個增加和上升的過程中，混凝土板就必然會出現一定程度上的斷裂，而且因為拉鋸力量通常比較集中，這個裂縫出現的位置就經常在混凝土板的中間。另外，還有一種裂縫常常發生在混凝土結構沒有完全凝固時，就在其結構上方放置了超過自身承載能力的物件，這也會造成建筑工程結構出現裂縫。

3 建筑結構設計出現裂縫的控制對策

3.1 選擇優質的原材料

建筑混凝土澆筑的耐久性能與施工材料的質量息息相關， 因此在原材料選擇方面，項目部應嚴把原材料選擇關，盡可能選擇與工程項目相符且質量過關的原材料。例如在原材料的選購方面，對于骨料的選用，必須結合經濟性、價格性與適宜性，根據項目工程的具體需要，盡量選擇較大粒徑與堅固程度良好的砂石，減少砂石攪拌過程的水泥使用量，避免水泥攪拌時熱量快速散發，以提升混凝土的溫度應力。在礫石方面的選取，盡量不購買含有堿性成分的礫石，避免與其他材料攪拌后，產生水化熱現象。并且在攪拌混凝土摻合料時，還需在混凝土摻合料中添加緩凝劑和膨脹劑，減少混凝土收縮或膨脹而產生拉應力。

3.2 科學設計結構尺寸

造成建筑工程出現裂縫問題的因素較多，其不僅包含了建筑材料自身擁有的變形差，還有著溫度差異等諸多方面。尤其在那些尺寸較大的建筑結構在進行設計時，材料、溫度差異對建筑工程結構發生裂縫的作用更加明顯。針對建筑結構裂縫發生的重要因素進行深入分析以后發現，結構自身所承受的應力與裂縫長度呈現出了較為明顯非線性關系。在這種情況下，相關人員在開展建筑工程結構設計工作時，就應該選擇科學合理的結構尺寸與建設方案，進而在是實際施工過程中，可以結合建筑工程的整體性來合理制定結構所需要具備的標準剛度。

3.3 控制混凝土澆筑施工技術

在結構設計階段還要注明混凝土的實際澆筑順序，除此之外，還要注明混凝土的澆筑方案以及在此過程中需要注意的事項，這樣就能夠對于裂縫的產生起到阻礙作用，澆筑施工對于建筑工程來說是相對比較復雜的環節，在澆筑施工的過程中需要考慮很多方而的影響因素，對其最基本的要求就是需要施工相關人員的施工技術要過關，因此，施工相關的企業應該針對澆筑施工的人員進行專業的培訓活動，保障施工相關人員的技術得到一定的提升，這樣也能夠保障建筑工程的實際施工質量。首先，我們必須嚴格控制混凝土澆筑的溫度，一般不能超過35℃，若超過35℃，則應停止澆筑，待溫度降到合理范圍內方可繼續；其次，我們必須選擇合理的澆筑時間，在混凝土溫度上升速度最慢的時間段內進行澆筑；最后，我們還需掌握先進的澆筑工藝，熟練掌握混凝土澆筑順序，最大程度控制混凝土內部的溫度，防止建筑結構出現裂縫。

3.4 嚴格控制混凝土入模的環境

混凝土入模的環境對混凝土內外的溫度也有重要的影響，因此，為了控制建筑結構中裂縫的產生，我們必須對混凝土入模的環境進行嚴格控制。第一，保證入模在無陽光的環境下進行，避免由于陽光的照射而導致混凝土或模型溫度升高；第二，借助一些制冷劑降低入模環境的溫度；第三，保證混凝土入模時環境保持通風，以便模內熱量能及時散發出外；第四，為了避免水化熱量在混凝土內部過于聚集，可以加入一些緩凝劑。總之，混凝土入模是一個重要的環節，稍微不注意就有可能導致混凝土內部溫度升高，使得建筑結構出現裂縫。

3.5 做好混凝土澆筑的養護工作

做好混凝土澆筑的養護工作，有利于控制混凝土水分快速蒸發，保證混凝土的濕度， 避免裂縫的形成。因此在混凝土澆筑結束后，施工單位需要依據設計圖紙規定混凝土保養的時間，安排專人在12h內對混凝土進行保濕、保溫。對于混凝土養護的時間設定，還需依據混凝土摻合料與建筑項目所在的區域來設定，然后使用薄膜來覆蓋混凝土的表面， 并做好定期灑水養護，避免混凝土水分的散發。此外，為了避免裂縫的形成，還需定期做好測量的工作，保證混凝土的濕度與溫度在允許值內，并詳細記錄在冊。

4 結束語

雖然在建筑結構設計的過程中， 混凝土結構出現裂縫問題難以避免，但是在進行建筑施工的過程中，只要施工人員加強對建筑工程設計的質量管控， 根據施工設計圖紙與方案來施工，選擇優質的原材料，嚴把混凝土澆筑關，加強對施工過程的質量管控，做好混凝土澆筑的養護工作，就能有效預防與控制裂縫問題的形成，提高建筑整體結構設計的質量。

參考文獻：

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