淺談建筑結構設計中控制裂縫的措施

劉海亮

內容摘要 當今，我國建筑工程的發展十分迅速，在建筑工程中，必須保證結構設計的安全性和工程質量，為此應對容易出現的結構裂縫問題進行分析，找到有效的防治措施。文章首先對建筑結構設計出現裂縫的原因進行了深入分析，包括溫度、塑性形變、使用結構、應力等方面的影響因素，在此基礎上，針對建筑結構設計出現裂縫的問題，提出了幾點可行的解決辦法，以促進建筑結構設計水平和施工水平的提高。

關鍵詞 建筑結構設計 控制裂縫 預應力

1 引言

為了使建筑工程的質量和安全性得以保證，需要采取一些積極措施。為此，就需要在建筑結構設計中控制好細節上的問題，控制裂縫就是要重點采取的措施。同時，為了更精準地處理這些問題，不得不做出努力，探究建筑結構設計方面的一些特點和原則，深刻地了解從哪些方面入手解決控制裂縫的困難。除此之外，仍需具體地分析控制裂縫的原因、特點及一些作用，以便高效地解決建筑結構設計中控制裂縫的難題，從而提出行之有效的建議[1]。

2 建筑物防止裂縫出現的重要性

社會經濟一直處于快速發展的狀態，相應地，建筑行業的發展也非常迅速，在這個過程中出現的質量問題已經成為人們比較關注的問題。在工程建設的過程中，經常會出現建筑物裂縫現象。按照具體的危害，可以把裂縫問題主要分為三種類型，即深層、表面及貫穿裂縫等。在這些類型當中，貫穿裂縫屬于非常嚴重的一種，一旦出現這種裂縫，會使建筑物的穩定性及安全性在很大程度上得到降低。如果出現了相應的深層裂縫，那么會使建筑物的質量遭受比較嚴重的損害。長期不處理這種問題，表面裂縫就很有可能會發展為深層裂縫，那么對建筑物造成的傷害將會更加嚴重。因此，采取一定的措施防止建筑物出現相應的裂縫是非常重要的一項工作，一定要重視起來。

3 裂縫的具體類型

在建筑結構設計的過程中，經常會出現各種各樣的裂縫類型，其中比較常見的有以下三種：

沉降收縮型的裂縫。這種裂縫的出現是由于地基上面的土質不均勻、含水量比較大或者回填的不夠結實等而造成的，當然也可能是由于模板本身的剛度不夠，或者設置的支撐間距不夠合理，尤其在冬季的時候，如果模板設置在凍土層，那么當溫度出現上升時，凍土出現解凍，就會造成沉降的不均勻，這些因素都可能導致混凝土結構出現開裂。

塑性收縮型的裂縫。這種裂縫指的是混凝土在凝結之前，表面出現過量的失水現象而造成結構體積急劇收縮的一種情況，如果收縮應力和混凝土抵抗強度相比較大時，那么就會造成結構表面出現開裂的情況。一般來講，塑性收縮裂縫一般在一些大風天氣或者干熱的天氣才可能會出現。

溫度應力型的裂縫。這種裂縫主要在一些體積較大的混凝土或者溫差比較大的區域當中出現，如果混凝土產生的相關水化熱在結構內部進行積聚又無法進行散發時，將會使內部溫度出現急劇上升的現象，表面的結構散熱比較快，這樣就會造成內外溫差比較大的情況，也會使混凝土結構出現不同程度的膨脹現象，如果由此而出現的拉應力超出了其本身所能承受的抗拉強度極限值，就會使混凝土結構出現裂縫現象。

4 具體的原因分析

4.1 水化熱的現象

混凝土在現澆的過程中，會由于緩凝劑或者相應的早強劑等添加劑的混入，而造成混凝土在硬化的過程中出現水化熱的大量釋放，這時的混凝土會非常急速地膨脹及干縮，因此混凝土非常容易出現不規則的裂縫。而且，體積比較大及比較厚的混凝土在澆筑的過程中，由于澆筑的時間具備差異化，而使混凝土內部的水化熱釋放得不是很均勻，造成內部膨脹及收縮也會出現不一致的現象，進而出現相應的裂縫[2]。

4.2 溫度應力因素

混凝土在使用的過程中，由于受到外界環境及溫度變化的具體影響而出現熱脹冷縮的現象，如果結構變形受到一定約束，那么將會出現應力現象。如果在溫度的條件下產生變形受到其他結構的相關約束，就可以稱為外約束，如梁變形時遭受柱的具體約束、樓板變形時遭受梁柱的具體約束等。

4.3 結構變形不協調因素

在結構的具體設計中，有時會由于相應的結構設置出現剛度比較大的情況，將會造成相應的協同變形，剛度比較大的結構會對剛度比較小的結構造成拉壞的現象。例如，預應力梁及框支梁等都屬于變形比較大的，經常會把側邊樓板拉動變形，進而造成結構裂縫的現象。

5 具體的控制措施

5.1 關于溫度裂縫的防范及控制

關于建筑工程結構的具體設計，應該遵循簡單及規則的原理，不可以出現較多的凹凸，這樣就可以對溫度集中所造成的輕體裂縫問題進行規避。具體來講，溫度裂縫主要是由于建筑物的圈梁、面板、砌墻自身的溫度變形，以及彼此之間的作用而造成的。因此，關于建筑物表面的保溫層效果的設定，以及頂層磚墻裂縫程度之間將會具備比較直接的關系，在建設的過程中一定要保障建筑物的表面溫度符合相應的要求。與此同時，保溫屋面、材料性能及具體的施工方式一定要嚴格遵循標準。關于結構層面，需要提升相應的抗剪力，橫墻及縱墻頂端都需要配置相應的圈梁，這樣才可以使整體性能得到提高[3]。

5.2 鋼纖維混凝土的使用

鋼筋混凝土的梁底端應該適當地添加一些鋼纖維，讓其及鋼筋之間相結合可以更好地防范相應裂縫的形成，使抗裂性大大提高，保障其及設計標準之間具備一致性。關于鋼纖維混凝土梁，其基本的使用性能和鋼筋混凝土構件相比較要好很多，這主要是由于鋼纖維會借助相應的黏結力給予具體的反向應力場，可以更好地防范相應的裂縫加劇，裂縫開展會受到阻力作用，縮減鋼筋的相關應力，限制裂縫的具體形成。

5.3 預應力及結構設計

縱觀整體的建筑工程施工情況，在進行預應力結構設計時，應對建筑體幾何結構的具體規格、預應力筋的結構及數量等抗裂的相關程度進行具體的研究及討論。通常，設計時需要取梁長的1/15，在現存設計及施工的技術水平上，大多應取1/20～1/18，這樣可以使鋼筋的用量得到大量的降低，也可以使建筑自體的結構重量降低。此外，還要嚴格地按照具體規范及要求嚴格地對建筑結構的具體長度進行控制，如果超過有關規范設定的具體范圍時，需要設置相應的后澆帶及膨脹加強帶。其中，后澆帶大多設置在梁以及樓板的大致1/3寬處，寬度應該大致為800～1000 mm;膨脹加強帶的寬度大致為2000 mm，需要把密孔鋼絲網在帶兩端進行設置，這樣可以隔離帶內外的相關混凝土，同時需要對鋼筋完成加固。

5.4 結構尺寸的科學化

溫差及材料變形都會使混凝土的結構出現相應的裂縫問題。具體來講，當結構尺寸超過相應的標準時，結構的應力就會在很大程度上加大，建筑墻體及樓板就非常容易出現水平裂縫問題。實踐證明，結構應力及結構長度之間具備非線性關系，因此在開展設計工作時，要保障結構尺寸及設計標準之間相符合，這樣就可以很大程度上使結構裂縫的現象得到避免。

6 結語

建筑設計結構控制裂縫的措施會涉及很多專業的問題，專業的問題需要專業的分析才能夠解決。一方面，要從建筑結構設計這個整體方向上分析;另一方面，要從具體控制裂縫的局部細節上分析。建筑材料水分蒸發難控制，原材料管控也處處存在問題，施工澆筑工藝等方面的困難都阻礙了裂縫的解決。如果沒有具體科學嚴格的措施，建筑結構裂縫的危害將會威脅到人們的正常生活。

【參考文獻】

[1]宓小萌.建筑結構設計裂縫成因及控制措施探析[J].建筑技術開發，2019（21）：9-10.

[2]劉新建.淺談高層建筑混凝土產生裂縫的原因[J].綠色環保建材，2019（3）：206.

[3]張鳳.建筑結構設計裂縫成因及控制措施探析[J].祖國，2019（6）：139-140.