建筑結構設計中裂縫控制措施的研究

李勛文（山西晉設拓凡建筑設計咨詢有限公司，山西 太原 030000）

建筑工程的結構設計是建筑物的重中之重，關系到工程質量和投入使用后的業主安全問題，而裂縫問題又是結構設計中最常出現的問題之一。因此，可以在工程設計環節進行優化改進從而解決裂縫問題。裂縫產生的原因會因建筑材料的不同而不同，同時也受到氣候環境的影響，這就需要從建筑的結構設計上入手，同時控制好施工的每一階段，最大程度避免裂縫產生，以及連帶產生的其他質量隱患，全面提升建筑的質量和安全性能。對于裂縫問題，找出其關鍵原因和有效解決措施，就可以從根本上改善結構設計質量[1-5]。

1 裂縫的特點

要找到裂縫產生的原因，首先就是分析裂縫產生的原因以及裂縫的特點，才可以更具有針對性。裂縫的特點有以下幾個：第一，裂縫的方向一般為豎向裂縫，其長度受到墻體的高度影響，墻體中間的位置裂縫是最寬的，并以此為中心向兩側逐漸變細而消失；第二，裂縫分布比較集中，數量較多，寬度在0.3mm之內，墻體中間裂縫數量大于兩端且裂縫最大；第三，裂縫一般在拆模后產生，溫差變化對裂縫產生影響很大，裂縫在大氣中暴露后，時間越長裂縫數量越多，但不影響裂縫寬度，同時修補后的裂縫依然有著輕微漏水現象。

2 裂縫的產生原因

應根據裂縫的特點，追根溯源去尋找裂縫的成因。一般裂縫都是在墻體中產生，因此就要從混凝土方面著手去尋找墻體成型后的裂縫原因。

2.1 溫度差異

根據裂縫的特點，不難看出墻體裂縫的產生受到溫度變化的影響較大，同時也是建筑結構設計中裂縫的最常見原因，混凝土具有熱脹冷縮的特性，因此溫度的變化會使混凝土建造而成的墻體產生裂縫。裂縫產生的具體過程為，在建筑工程施工時，采用混凝土等材料構建而成，這些材料都會受到溫濕度的影響，因此整個建筑都會隨著溫濕度變化而出現變形、收縮等，尤其是外墻轉彎等結構薄弱區極易產生墻體裂縫。而且溫度有著應力效應，當混凝土澆筑完成后，表面會隨著水分的蒸發而逐漸變干、變硬，混凝土體積會縮小，導致墻體薄弱區產生裂縫。

2.2 結構設計出現問題

針對溫度變化等由建筑材料本身特性產生的裂縫無法避免，只能對裂縫進行修補。但是因結構設計中的漏洞導致建筑物產生裂縫的，是屬于人為可避免因素。而結構設計產生誤差卻成了裂縫產生的關鍵因素。由于設計者的相關方法過于守舊，設計師完全憑設計經驗設計，對于專業設計理念及素養有所欠缺，在設計中沒有認真切合工程實際的施工情況，像尺寸、荷載設計這一些基本參數與實際信息有所不同，導致裂縫產生。建筑結構設計中最容易產生紕漏之處是對于現澆樓板與預制多孔板同樣施工設計，這兩者對建筑墻體的承載力是不同的，會增加墻體的剛度而削弱樓板剛度，因此會使得墻體結構的薄弱區域產生裂縫。對于建筑結構設計不僅要符合相應規范而且要對具體的建筑施工方法進行研究分析，確保結構設計的合理性與科學性，這樣才能更大程度保障建筑工程的質量。

2.3 施工質量控制不嚴

建筑工程施工中會出現一些預料之外的因素，從而對工程的質量造成影響。例如常見的建筑施工過程中會造成資金計劃落實不到位而產生工期延緩或者工期縮短的現象，這都會影響施工效果和質量。對于施工過程中施工管理松懈等問題，會造成施工人員消極作業，施工效率不高，在材料入場驗收過程中也會因疏于管控致使材料設備品質下降，最終實際施工不符合建筑設計要求，施工質量大幅下降。因此，在施工過程中一定要嚴格執行管理規程，嚴肅施工作風和紀律，不然會使得整個項目的各個環節出現問題，最終導致出現墻體裂縫等狀況發生。

2.4 材料的選擇

根據裂縫產生的相關因素和特點，得知氣候溫濕度、建筑材料質量都可以影響裂縫的產生。因此嚴把材料質量關，選用合適的材料及配比可以從根本上減少裂縫的產生。建筑材料本身具有一定伸縮性和塑性，一定程度上避免裂縫的產生。混凝土塑性發生改變后產生裂縫，其具體原理為：混凝土澆筑完后，在冷卻硬化和均勻沉降的過程中，其塑性發生了狀態，從而改變了混凝土整體結構，同時混凝土中的其他材料增大了混凝土的表面積，同時降低了其水平收縮性能，上述綜合作用下產生了不規則的裂縫。因此對材料進行合理的選擇，能夠增加建筑的抗裂性，對裂縫的產生起到防范的作用。

3 建筑結構設計中控制裂縫的主要方法

3.1 混凝土強度等級選用

大體積混凝土結構已經廣泛應用于建筑施工中，特別是建筑面積較大的工程項目，因此需要對板和梁進行強度保持，同時對梁柱按照不同的強度等級分配節點，在核心區域強度分配應該與強、柱等保持一致，保證建筑結構的強度穩定性。

3.2 建筑物沉降變形控制

建筑結構的基礎是整個建筑工程的重中之重，其設計應該參考地質勘查數據和施工方案，同一種建筑結構不能選用兩種不同的基礎形式。采用天然基礎時，應精確計算各個基礎的沉降量數據，當相鄰基礎的沉降量偏差超過設計規范要求和相關標準時，應及時科學的調整并重新核算，直至相鄰基礎沉降量達標后方可進入后續工作。采用樁基礎時，應結合施工實際需要選擇是否進行沉降基礎驗算。對于形式復雜的建筑建構，例如層數相差較大的高低層連接一體的建筑，在高低層連接處建筑物所受到荷載較大，處理不及時會出現較大的沉降偏差，撕裂建筑結構。因此，一般在兩邊結構沉降完成后，采用后澆帶技術補充澆筑。

3.3 配筋設計

在建筑施工中建筑結構件應進行配筋加固，尤其是建筑結構使用大跨度梁板時應采用鋼筋與混凝土結合，防止裂縫產生。

3.4 優化施工工藝

為了有效控制建筑結構的裂縫，需要對施工工藝和裂縫處理技術進行優化，并及時培訓相關施工人員，提高施工現場裂縫處理和防護技能。常見的裂縫處理技術有以下幾個：①裂縫填充技術，指的是采用性價比更高且質量性能好的填充材料對裂縫進行填充處理，該方法比較適用于大裂縫處理，施工成本低、操作難度小及填充效果較好，且填充技術和材料質量也在不斷進行革新和提升；②灌漿處理技術，指的是對裂縫進行混凝土灌漿操作，該方法技術和材料都比較簡單，具有使用范圍廣、填充效果好的特點，已經成了一種應用較廣泛的裂縫填充方法；③結構補強處理技術，主要原理為通過重新澆筑混凝土對承載力不達標的部位進行加強施工，該方法主要適用于結構性裂縫處理中，建筑結構施工完成后，實際荷載力超過結構設計承載力，此時會產生結構性裂縫，嚴重時影響整個建筑物的穩定性。因此，通過該處理方法，可以修補結構裂縫提高建筑結構穩定性。

3.5 外部溫度控制

在進行混凝土澆筑作業前，首先應對混凝土材料配比進行檢測，確保滿足后續施工的質量要求，降低裂縫產生的概率。因溫度對裂縫產生有較大影響，因此應嚴格控制水泥投料，水泥水化熱是混凝土溫度變化的主要原因，因此，施工人員應嚴格執行施工方案，盡量減少水泥使用頻率，若必須使用水泥施工 ，應選擇低水化熱的水泥來減少制作混凝土時的攪拌散熱，在攪拌混凝土之前使用冷水沖刷碎石從而減少熱量產生。同時，控制溫度還可采用合適的混凝土澆筑方式和時間，混凝土澆筑作業應避開炎熱或嚴寒等極端氣候進行，若必須施工則應采取相關溫度控制措施。若建筑結構施工中使用了大體積混凝土，施工現場應安裝冷卻水管做好混凝土的養護工作，降低混凝土內應力和內外溫差，降低裂縫產生概率。

4 結語

建筑結構的質量高低直接影響到建筑整體的安全性能。本文闡述的建筑結構裂縫問題是建筑結構中最常見的一個問題。通過具體分析裂縫問題的特點和產生原因，并據此采取相關措施進行預防和修補。通過對混凝土結構進行事前和事后的干預，盡量降低裂縫出現概率，同時采用裂縫灌漿和填充等方法對已經產生的裂縫進行修補，從而提高建筑結構的安全可靠性。