建筑結構設計裂縫成因及控制策略分析(1)

王廷

摘要：在建筑結構中，鋼筋混凝土材料是使用最多的材料，其使用情況會直接影響到建筑結構的安全性和穩定性。但是在當前一些建筑結構施工和后期使用中，經常會出現不同程度的混凝土裂縫問題，對整個建筑結構的安全性和穩定性形成了不良的影響。本文重點針對建筑結構裂縫的具體成因展開的分析，并且提出了有效的控制策略，對提高整個建筑結構的安全性和穩定性打下了良好基礎。

關鍵詞：建筑結構; 裂縫成因; 裂縫控制措施;

現階段，建筑行業的整體發展趨勢越來越明朗，在城市化建設發展過程中，大量的建筑工程被不斷新建起來，為提高人們的生活質量和生活水平提供了重要的保障。在建筑工程結構當中，混凝土材料是比較常見的施工材料，混凝土施工質量直接關系到了整個工程結構的安全性和穩定性。由于建筑結構在設計工作的相關特性，如果在設計工作中存在誤差問題，很有可能會造成建筑結構出現不同程度的裂縫，對建筑體的整體安全性和穩定性形成了嚴重的影響，同時在后續的使用和居住過程中，對人們的人身安全也形成了重大的威脅。基于此，相關建筑工程單位針對建筑結構設計裂縫產生的具體原因進行了分析和探索，并且提出了針對性的建筑裂縫控制策略，有效提高建筑結構的安全性，對推動我國建筑產業的高質量發展打下了良好的基礎。

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。

1.4 施工質量因素

在建筑工程的施工過程中，施工質量影響也會造成結構開裂，混凝土施工環節是一個重點的裂縫控制環節。施工管理不當，施工人員踩塌已經綁扎好的上層鋼筋，澆筑時混凝土的保護層加大，構件橫截面的有效高度減小，容易形成沿構件支承邊緣并垂直于構件受力鋼筋方向的裂縫;在混凝土澆筑施工當中，相關施工單位必須要充分考慮到外部環境因素的影響，做好養護;另外，需根據設計圖紙中所規定的最大荷載量，針對混凝土的澆筑量進行嚴格的控制，以此來有效提高建筑混凝土結構的穩定性。再有，針對混凝土支模固定、拆模時間必須要做到規范合理，如果混凝土模板固定不牢靠、不穩定或者過早拆模也會造成混凝土裂縫的擴展。

2 建筑結構設計裂縫控制措施

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。

2.1 做好設計工作質量

在結構設計過程中，設計人員必須要充分考慮到影響混凝土裂縫開展的諸多因素，提高建筑結構的整體剛度，以及整體承載能力。此外，相關設計工作人員尚應考慮建筑物可能產生的不均勻沉降，引起建筑物裂縫擴展。因此，設計時，必須要對整體結構進行準確的計算和分析，對建筑結構當中存在的各種不可控性因素進行有效的判斷，并采取相應的加強措施，以此來提高建筑設計的科學性與合理性。

2.2 控制施工材料質量

在混凝土材料選擇時，需要嚴格控制混凝土的質量，通常情況下，較大的混凝土材料，應選擇水化熱較低的粉煤灰水泥或者是礦渣水泥材料，嚴格控制水泥、骨料中有害物質的含量，也可以在混凝土材料當中適當的添加外加劑，有效提高水泥漿的粘稠程度，做好對鋼筋的銹蝕保護，提高混凝土材料的整體抗裂能力。此外，施工單位需要嚴格依照國家建筑工程的施工標準，合理控制混凝土材料的含沙率以及骨料類型，施工管理人員需要對所選擇的材料進行有效的質量檢查。

2.3 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。必要的情況下，需通過驗算，加大節點區域的配筋，或者增配抗裂鋼筋，以避免交接部位出現裂縫。

3 結束語

在建筑結構的設計工作當中，相關設計工作人員必須要充分考慮到建筑裂縫問題，通過對建筑結構裂縫產生的具體原因分析和總結，有效提出了相應的預防控制策略，提高了建筑結構整體的抗裂能力。通過多年的實踐工作和總結，相關單位積累了大量的防裂縫工程經驗，并且仍然處于進一步的探索和研究過程中，在后續的建筑工程發展過程中，將會不斷提高建筑結構整體的抗裂能力。

參考文獻

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