建筑結構設計出現裂縫的原因及對策解析

張立 呂銀

摘要：在建筑工程建設和設計的過程中，結構設計是一項十分重要的工作，優質的建筑物結構類型可以為施工作業奠定堅實的基礎，也可以延長建筑物的使用壽命。目前，我國的建筑工程結構設計的工作已經取得了不錯的發展，但是依然存在著一些困擾施工和后期使用的問題有待解決。尤其是工程中易出現的結構裂縫，對于建筑工程的美觀度、使用、管理、維護等方面都會產生一定的影響，成為制約建筑工程發展的因素之一。

關鍵詞：建筑結構;設計;裂縫;原因;對策

1 建筑結構設計裂縫成因分析

1.1材料因素

混凝土是由水泥、骨料、水及一些氣泡組成的多相非均勻復合材料。由于各種材料的力學性能存在差異，在混凝土硬化過程中，混凝土內部產生粘著細微裂縫，包括骨料與水泥漿粘結面上裂縫、水泥漿裂縫和骨料自身裂縫。這些裂縫呈現不規則分布，一般情況下不貫通。微觀裂縫的存在是材料固有的物理性質，是不可以避免的。鋼筋混凝土構件在使用過程中，鋼筋和混凝土協同工作，二者的彈性模量不同，導致變形不同步。如果混凝土承受的拉應力大于混凝土的抗拉強度，這些細微裂縫會相互貫通，裂縫寬度迅速增大，當裂縫寬度超過 0.05mm 時，便產生了肉眼可以看見的宏觀裂縫。

1.2荷載因素

建筑鋼筋混凝土結構在建設完成之后，由于受到外部荷載的影響，經常會產生不同程度的混凝土結構裂縫。由于外部荷載壓力會對鋼筋混凝土結構形成不同程度的應力作用，如果結構長期處于一種不均勻性應力作用下，隨著使用年限的不斷增長，建筑結構當中會出現不良的混凝土裂縫。由此可以看出，建筑結構裂縫問題和建筑結構的動靜荷載以及應力影響有著密切的關聯。

1.3 溫度因素

依照相關調查數據分析可以看出，當前我國在混凝土材料的使用過程中，線性膨脹系數大小為 1×10-5/℃，當混凝土材料的內外溫差相對較大的情況下，經常會產生外部應力的變化。隨著應力大小的不斷上漲會產生相應的拉應力，當拉應力大小超過混凝土的整體抗拉極限強度的情況下，就會產生裂縫。通過分析混凝土結構構件當中的摩擦系數大小，建筑結構的尺寸大小以及外部環境溫度等相關因素，從中可以看出隨著外部環境溫度的不斷上漲，混凝土結構當中所含有的水分會不斷蒸發，引起混凝土澆筑時坍落度太低，進而混凝土結構會出現不良的收縮裂縫問題，如果在外界沒有補充充分的水分條件下裂縫問題會表現得更加明顯。

2建筑結構設計裂縫控制措施

2.1控制好建筑物的不均勻沉降

設計工作中要結合實際地質狀況和建筑結構施工要求，選用最佳的基礎形式。同一建筑結構不可選用兩種不同的基礎形式。若選用的是天然基礎形式，則必須針對各個基礎的沉降量進行精確的計算，當相鄰的兩個基礎在沉降量上出現偏差，達不到設計及規范要求的標準的情況下，必須及時做出科學調整，并重新驗算，待相鄰基礎的沉降差達到標準要求后再進行后續工作。

2.2溫度變化裂縫控制

溫度變化導致裂縫現象多出現在建筑屋頂結構部分，為對溫度變化裂縫進行有效控制，首先，應對溫差進行有效減少，設計師可以在結構設計中設置架空隔熱層及保溫層，此措施不僅可以讓頂部結構溫差得以降低，還能起到一定的節能效果。值得注意的是，如果使用架空板，設計師可以將其設計為淺色，讓熱量反射效果得以提升。其次，設計師應針對結構類型進行全面分析，如果屋面是剛性細石混凝土屋面，設計師可以將一道柔性防水層增設在剛性層、找平層之間，在起到防水效果的同時，還可以讓基層、剛性層之間自由滑動，進而讓約束溫度應力得以減少。再次，設計師可以將分隔縫設置在屋蓋沿開間位置，在分隔縫中，可以利用彈性油膏進行嵌縫處理，與此同時，應保證分隔縫鋼筋為斷開狀態。最后，設計師可以對頂層圈梁平面布置密度予以提升，利用配筋措施對溫度應力予以抵抗。

2.3濕度變化裂縫控制

在砌塊建筑建設中，溫度變化導致裂縫產生現象較為常見，為對此進行有效控制，首先，建設施工單位應對建筑面層進行有效處理，對干縮裂縫予以有效防治，一方面，可以對砌體抗裂能力予以增強，另一方面，可以遮住砌體灰縫裂縫。與此同時，在選擇面層材料的過程中，應重視其實用性與經濟性。其次，應對砌塊上墻含水率進行有效控制，如出廠時含水率信息等，同時應在施工方案制定中強調避免結構受到雨淋。最后，應明確主體結構全部建設完成后才能進行墻面抹灰操作。

2.4控制工程施工質量

建筑混凝土施工質量控制直接關系到了建筑體的安全性和穩定性。因此，在施工過程中，施工單位需要有效提高混凝土施工技術層次，要求施工人員依照相關施工標準嚴格執行。在混凝土澆筑施工當中，施工人員需要充分考慮到施工環境的影響，當在一些溫度較高的環境下進行施工時，施工人員需要采用分層澆筑施工，通過運用澆筑面自身的散熱功能來有效降低外部環境高溫所形成的不良影響。此外，還可以選擇使用埋設水管的方法來進行物理降溫，通過這種方式，不但保證了混凝土結構的施工溫度，同時還鎖住了混凝土當中的水分，提高了建筑混凝土結構的抗裂能力。在混凝土材料的澆筑過程中，相關施工人員必須要充分考慮到鋼筋混凝土結構的施工位置問題，需要充分保證鋼筋結構不會受到混凝土澆筑施工的擾動，有效保證整個建筑混凝土結構的穩定性。比如，在建筑混凝土結構當中，建筑結構的梁體和樓板之間的混凝土材料強度大小盡量保持相同，當建筑結構的墻、柱混凝土強度等級高于梁、板混凝土強度等級時，節點核心區域的混凝土強度需要和墻、柱混凝土材料保持相同。在建筑的梁、柱和墻的混凝土等級超過底板混凝土強度的情況下，需要將節點核心區域的混凝土強度大小來進行有效的調整，以此來提高建筑體整體結構的承載能力以及抗開裂能力。

3結束語

綜上所述，隨著社會的發展，人們對于建筑物的要求也不斷提升，結構和質量方面的要求都在不斷提升，尤其是當前的外界環境等方面都發生了許多變化，原本的施工技術與當下的施工環境方面產生了較大的差別。裂縫問題在建筑工程結構設計中是最常見的問題之一，而結構設計又是關乎工程質量的重要步驟，直接影響著日后人們居住的生命安全。因此控制好建筑工程中的結構設計步驟，有效地解決裂縫問題的成因，可以從一定程度上保證工程的質量。對于建筑結構設計中出現裂縫的問題，就需要對其原因進行分析工作，從而使得裂縫的問題可以得到針對性的解決，進而提升工作的整體質量，促進建筑工程的發展。

參考文獻：

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（作者單位：浙江鴻翔建設集團股份有限公司1

浙江千業建筑設計有限公司海寧分公司2）