論建筑結構設計中控制裂縫的措施

嚴春虎

摘 要：伴同建筑行業的持續進步，民眾生活條件的大幅改善，其愈加關注建設施工過程中的問題，特別是建筑結構設計中的裂縫控制問題，更是變為了民眾關注的焦點。此現象的形成會對建筑工程整體安全性、持久性、質量構成較大危害，故而必須對其形成原因細致分析，并介于建筑工程結構設計期間依照工程實際情況給予相應控制措施，從而對結構設計予以優化、改進，方可規避、防范裂縫問題，確保工程質量。

關鍵詞：建筑結構設計;裂縫;控制措施

引 言

混凝土是建筑工程施工期間必需材料之一，在城市化腳步不斷推進的時代中，混凝土結構在建筑領域有廣泛應用。但部分施工單位缺乏對混凝土的深度研究，以致工程施工與投運期間混凝土裂縫問題頻頻出現，嚴重影響工程施工整體質量，很可能減縮其壽命。大量的研究與實驗發現，混凝土結構裂縫是工程施工中難以規避的問題，這與材料自身的屬性及結構的受力變形機制相關。故此為滿足建筑的使用需求與結構需求，在結構設計中加強對混凝土結構裂縫控制具有很大現實意義。

1建筑結構設計出現裂縫的原因

1.1地基不勻產生裂縫。基礎的作用主要是可以將建筑的荷載以及自身的重量都傳遞到地基當中。由于上部荷載的關系，在某一角度方面，地基的用力情況會進行不斷的擴散，從而加大其深度，增強其擴散范圍。如果深度相同的話，應力在中間位置的時候最大，同時慢慢向兩邊減小。再者地基土體本身不夠均勻，從而導致建筑地基的應力分布也缺乏一定的均勻性，從而導致建筑地基或許會面臨不均勻沉降的現象，造成裂縫的產生，如果后期的加固處理工作沒有做好，就會在一定程度上加重墻體裂縫的出現，嚴重時還會導致縱墻傾斜的情況。

1.2溫度因素。由于地理原因，我國受溫帶大陸性氣候影響的區域較多，其主要表現是在夏季的時候往往比較潮濕且較為炎熱，而在冬季的時候則往往比較干燥且十分寒冷;由于溫差的影響較大，所以具有十分明顯的熱脹冷縮的情況。在建造混凝土結構的時候，因為氣候和溫度的原因，對于具體的參數很難做到有效把控。在混凝土進行凝固的時候，由于水分的流失會導致建筑裂縫的產生。假如內外部的濕度以及溫度具有較大的差異的話，首先出現凝結現象的是混凝土結構的表層，內部凝結相對較為緩慢，該現象也會導致裂縫的產生，同時還會沿著結構線進行延伸。

1.3荷載因素。鋼筋混凝土結構在建成后，需要考慮到來自機構構建和整個建筑系統的荷載。這些外荷載會對鋼筋混凝土結構帶來壓力，如果長期處在一個高于設計標準的荷載值，就會隨著時間的積累產生荷載裂縫，這主要和動、靜荷載和次應力息息相關。

2建筑結構設計中控制裂縫的措施

2.1溫度裂縫的防范、控制。由建筑工程結構設計層面而言，建筑平面布置應簡單、規則，不容許存在較多凹凸，從而對溫度應力集中所致的輕體裂縫形成予以防范。具體而言，溫度裂縫是因建筑物面板、圈梁、砌墻自身溫度變形與彼此作用所致，故建筑物表面保溫層效果如何會對頂層磚墻裂縫程度構成直接影響，因而建筑物表面保溫層需與熱工標準相符。同時，保溫屋面，材料性能與施工方式必須與標準契合。同時，由結構層面而言，需極大頂層墻體砂漿砌筑強度，從而提升其抗剪力，全部橫墻、縱墻頂端都要配置圈梁，從而提升其整體性。其間需要注意的一點即頂端圈梁無需做的太大，確保圈梁和砌墻不會彼此約束，以縮減屋面板變形對磚墻形成水平推力，且需清華頂層構造柱，確保頂端墻體剛度、整體性等，以增強砌墻抗剪力。

2.2結構設計時運用鋼釬維混凝土對裂縫加以控制。位于鋼筋混凝土梁底端添加適量鋼纖維，讓其和鋼筋混凝土梁里面的腰筋一起防范裂縫形成，能有效加大抗裂性，讓其和設計標準達成一致，且與《混凝土結構設計規范》所提出的抗裂度要求相符。就鋼筋鋼纖維混凝土梁來講，摻人鋼纖維提及率在1%-1.5%時，其具備較強的防裂縫性能。并且，鋼纖維混凝土構件的基本使用性能較之鋼筋混凝土構件而言更好，這是由于鋼纖維借助粘結力為混凝土基體裂縫尖端應力場給予了反向應力場，防范了裂縫加劇，導致荷載作用下的裂縫開展受阻，且其和未裂混凝土一同擔負裂縫截面拉力，會縮減鋼筋應力，限制裂縫形成。

2.3預應力與結構設計。回顧最近幾年的建筑工程施工情況，發現在設計預應力結構時，應綜合分析建筑體的幾何結構的規格、預應力筋的數量及預應力結構抗裂程度要求。通常情況下，設計時取梁長的1/15，在現存設計與施工技術水平基礎上，多會應用1/18～1/20，一方面能降低鋼筋用量，另一方面也能降低建筑自體結構重量。比如，在對建筑結構進行平面設計，保證建筑結構平面布置的規律性是基礎，規避平面布置形狀意外發生變化的狀況;若設計的平面有凹口，應將拉梁設置在凹口處的邊界，適量增加凹口周圍樓板的厚度，同時對配筋加強處理。除此之外，也要依照相關規范與要求嚴格管控建筑結構的長度，若出現建筑體結構超過有關規范設定的額定值時，需在地下部位與地上部位分別設置后澆帶與膨脹加強帶。前者多被設置在梁與樓板的1/3寬處，寬度應在800～1000mm區間內取值。而后者寬度多為2000mm，將密孔鋼絲網布設在帶兩端，借此方式隔離帶內外的混凝土，鋼絲網應與上下層（或內外層）垂直分布，同時對鋼筋進行加固。膨脹加強帶帶中需加設15%水平溫度鋼筋，水平溫度鋼筋應勻稱的排布在上下層，其內摻有12%的膨脹混凝土，能夠促使混凝土強度等級提升一級。

2.4構造配筋控制裂縫的舉措。利用構造配筋的方法將裂縫問題進行控制，就是將鋼筋混凝土之間的粘性增強的基本方法。由于影響鋼筋混凝土結構以及導致其產生裂縫變大的因素是來自于鋼筋應力、鋼筋混凝土保護層、鋼筋與混凝土本身的粘性等方面。施工建造期間需要考慮的是，鋼筋應力由于構件的截面與外荷載控制，為了盡可能的避免裂縫寬度加大，在建筑結構設計期間，需要將配筋面積增加進而降低鋼筋應力，這樣就能在建材應用中，達到裂縫控制的基本要求。但是從經濟層面上來看，這種成本投入較高，而且高強度的鋼筋未能在建造中被有效的利用。所以考慮到鋼筋材料對建筑物的壽命影響，需要使用較薄的保護層進行施工建造。這樣經過寬度計算值的基礎，也能將裂縫限制的要求達標。所以使用配筋構造來改變鋼筋與混凝土的粘性，是一種可行的裂縫問題控制辦法，需要施工建造企業單位加強實踐與研究分析。

2.5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。如果發現裂縫問題，需要對其及時進行處理，分析產生問題的原因，不斷積累經驗，促進混凝土結構設計水平的提升。

結束語

伴同社會經濟進程的持續推進，建筑業獲取了更進一步的發展，這就促使建筑工程數量大幅增加，使得民眾對建筑工程交付應用后的穩定性、安全性出具了更為嚴苛的要求。故而，必須對建筑結構設計中出現裂縫的原因展開全面、細致的分析，并依據實際給予有效措施對其控制，從而確保建筑結構整體性與質量。

參考文獻

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