建筑結構設計出現裂縫的原因及對策解析

程成

摘要：伴隨著社會經濟突飛猛進的發展與進步，建筑行業也取得迅速發展，建筑工程質量問題也已成為人們關注的熱點。在建筑工程中，建筑物裂縫這一現象普遍存在。根據所產生的危害不同，將裂縫分為3種類型，即深層裂縫、表面裂縫與貫穿裂縫。通常情況下，貫穿裂縫是最為嚴重的裂縫，一旦出現該裂縫，會顯著減少建筑物的穩定性與安全性。

關鍵詞：建筑結構;設計;裂縫;原因;對策;分析

一、建筑行業作為我國重要的支柱產業，需要對其結構設計予以嚴格把控，避免并減少裂縫的產生，提升建筑施工質量，讓建筑行業在新時代的發展中越來越好，使其真正起到推動時代發展的作用，讓建筑行業為改善百姓生活質量服務。

二、建筑結構設計出現裂縫的原因

（一）荷載較大產生裂縫

伴隨著時間的推移，在荷載的作用下，鋼筋混凝土會生成裂縫，該現象被稱為荷載裂縫。該現象的產生，除了有機構構建的重量影響之外，還與建筑物之間的重量存在一定關聯。針對抗裂性這一性能，在開展結構設計工作的過程中，應當對建筑物需要長時間承受荷載的因素進行考量。例如，辦公建筑的荷載設計標準中，我國的荷載設計值相比其他國家的荷載設計值低，然而與其他國家混凝土強度的設計值相比較，我國混凝土強度設計值又比較高。因此，其他國家混凝土的荷載能力明顯高于我國，我國普遍存在著建筑結構出現裂縫的情況。

（二）溫差較大產生裂縫

在開展建筑物施工工作的過程中，由于大體積混凝土生成的大量水化熱、大氣溫度變化、附近環境溫度過高等因素，都會導致溫度裂縫的出現。大部分房屋建筑都是由砌體與混凝土構成。在結束澆筑的硬化過程中，受到水化熱作用的影響，在短時間內混凝土溫度會出現升高的情況，而砌體溫度則未發生變化，致使混凝土與砌體間存在著溫差情況。由于房屋結構與結構之間存在著一定的約束作用，混凝土與砌體屬于兩種不同的材料，二者的線膨脹系數也就有所不同，一旦出現溫度變化，屋面與墻體之間就會生成溫度內應力，溫度與內應力之間成正比關系。一旦建筑物某部位的溫度應力高出其抗拉或抗剪極限強度，溫差裂縫就會出現。

（三）地基不勻產生裂縫

利用基礎能夠將房屋本身的自重及其所承受的荷載傳遞至地基，在上部荷載作用下，依據某一角度，地基用力會不斷地進行擴散，深度越大，其擴散范圍就越大。在相同的深度中，中間位置應力最大，并不斷向兩邊逐漸減小。加之地基土體自身就具備非均質性，房屋地基應力分布，自然而然也就缺乏均勻性，致使房屋地基很有可能出現不均勻沉降的情況，致使建筑物墻體產生開裂狀況，倘若不注重開展加固處理工作，墻體裂縫會變得更加嚴重，極有可能引發縱墻傾斜。

（四）使用結構影響

在混凝土結構施工過程中，由于施工工藝和技術的不斷進步，目前施工形式越來越多，傳統多孔板施工方式逐漸被現澆施工所代替。現澆結構的優勢是承載力高、綜合性強，因此已經在建筑功能過程中得到了較為廣泛的應用。但是在實際施工過程中，可能因現澆結構的剛性增加問題，導致現澆板與建筑墻體結構無法保持一致，在這種情況下，混凝土裂縫容易出現在墻體剛度薄弱環節。因此，在混凝土結構設計過程中，還要充分考慮工藝選擇以及可能產生的影響。

（五）應力影響

應力也是混凝土結構裂縫的主要影響因素之一，比如混凝土結構如果出現異常收縮，包括因塑性、干燥、碳化等硬化過程引發的應力不均勻分布，容易造成局部開裂現象。在混凝土結構硬化過程中，水汽會不斷蒸發，導致澆筑完成時的體積出現收縮，在基座底部限制下，隨著結構收縮的增加，支座約束力也會增加，最終高導致混凝土板發生斷裂。在拉鋸力量過于集中的情況下，混凝土板會從中間位置出現開裂，而且混凝土結構中還有未完全凝固的部分，也會導致裂縫的出現。因此，應力變化對混凝土結構裂縫的影響較大。

三、建筑結構設計出現裂縫的解決方法

（一）使用有效的溫度裂縫控制方法

針對上述建筑結構設計可能出現的裂縫問題，首先要對混凝土結構進行合理選擇，根據工程實際情況及相關標準要求，確定工藝形式，做好細節控制。在此基礎上，需要全面考慮各方面影響因素，提前采取有效的應對措施。首先對于對結構裂縫影響較大的溫度裂縫問題，在結構規劃布局過程中，設計人員應遵循簡單實用的原則，避免出現較多的不規則結構，包括結構凹凸變化等。如果存在不規則結構，在溫度影響下，更容易出現裂縫。同時應合理設計混凝土結構每部分的尺寸，在保證滿足設計規范要求的基礎上，盡可能減小溫度伸縮和建筑結構長度的差距，使材料變形控制在一定范圍內，避免因溫差引起的拉應力導致材料變形過大，產生結構裂縫。

（二）控制施工材料的質量

在建筑結構設計過程中，必須對混凝土原材料進行合理選擇，并對原材料質量進行嚴格控制。但是從工程實踐情況來看，原材料質量往往是一個容易出現問題的環節。在結構設計過程中，需要對原材料質量作出明確規定，并將設計要求落實到實際施工過程中的材料管理環節。嚴禁施工企業為降低施工成本，選擇廉價、劣質的材料。不僅要在現場管理過程中加強材料質量檢查，在設計階段，也應明確其搭配品種和規格。特別是對于混凝土性能有直接影響的水泥、砂石骨料等原材料，必須經過嚴格審核，并盡可能使用優質的材料，比如低水化熱水泥，降低材料自身可能引發的裂縫問題幾率。通過做好材料質量控制，能夠有效控制因塑性形變引發的結構裂縫。

（三）確保結構尺寸設計的科學合理性

以往在工程實踐活動中，出現結構裂縫問題的主要原因是前期的結構設計不合理。設計人員沒有按照要求，到施工現場進行考察，對使用的材料也不夠了解，單方面的按照相關標準規范要求進行設計。在這種情況下，建筑結構尺寸與現場實際限制條件不符，一方面容易影響施工的正常進行，另一方面也容易因盲目施工而引發結構質量問題。因此，在工程結構設計活動中，需要盡可能詳細的采集現場數據，到實地進行考察和測量，合理建立筑結構標準剛度體系，根據實際情況設計各部分的尺寸。在外，在實際施工過程中，也需要按照設計要求，控制好混凝土澆筑順序。

（四）加強對混凝土澆筑后的養護

在完成混凝土澆筑施工后，應及時做好養護工作，這是減少混凝土結構應力變化的主要途徑。在正常情況下，需要在混凝土澆筑后12h內采取相應的養護措施，控制混凝土表面的溫濕度條件。具體養護措施的選擇，則要充分考慮環境影響因素，在保溫和保濕的同時，也應根據施工地區的氣候特點，做好防雨、防凍等方面的措施，并設計具體的養護時間。在養護過程中，需要安排專門人員到現場進行看管和記錄，避免因人員方面的破壞，導致養護措施失效。

四、結語：

綜上所述，建筑結構設計對其使用安全有直接影響，通過對建筑結構裂縫問題的產生原因進行分析，可以為結構設計提供參考，通過提前制定應對措施，降低建筑結構裂縫的發生幾率。在此基礎上，通過嚴格按照設計要求進行施工，并采取有效的養護措施，可以提高建筑結構施工質量，對可能引發裂縫問題的因素進行有效控制，從而提高建筑結構承載力，滿足其功能和性能需求。

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