論建筑工程結構設計中的裂縫問題

文/韓恩考 濰坊市建筑設計研究院有限責任公司 山東濰坊 216000

建筑項目的結構設計是整個項目的重要程序，在實際設計中常常會遇到建筑培體與樓板的裂縫問題，隨著物質文明和建筑技術的推廣，建筑項目對結構設計的要求愈來愈高，建筑裂縫作為廣泛存在的問題，愈來愈受到有關部門的關注。所以，為在建筑項目中盡量減少或防止形成裂縫，一定要對裂縫因素實施探究分析，并在結構設計方面提出針對性的解決方法實施裂縫控制。

1、建筑工程結構裂縫的危害性

1.1 抗剪能力降低

裂縫不但會讓項目的剛度降低，并且還會大大降低整個項目結構的抗剪力，這是因為裂縫的產生，使得工程的各個截面出現嚴重的開裂，工程結構的整體性被嚴重破壞，進而支撐抗剪作用的截面面積減小，從而整個結構的抗剪力就會大大降低。

1.2 降低了剛度

裂縫的形成，會讓裂縫截面處的中性軸出現上移，特別是裂縫相對嚴重時，項目結構的變形也會持續的加大，然后導致整個構造的剛度降低。與此同時，隨著降低的剛度，項目結構在高壓力的作用下，其相關的疲勞度也會有所降低。

1.3 強度降低

在建筑項目中，裂縫的形成還會降低整個項目結構的強度。所以，在項目結構中，裂縫的出現，導致鋼筋外露，這樣，非常容易造成水分與空氣對混凝土的內部結構導致侵蝕，最后導致混凝土出現質變，從而就會大大的降低結構強度，隨著強度的降低，裂縫也會持續變大，然后整個結構的耐久性降低，影響建筑的應用功能。

2、建筑裂縫出現的因素

2.1 溫度

在建筑項目結構中，混凝土在降溫出現冷縮，或者是因為失水作用造成收縮，從而讓項目結構的構件內部在溫度應力的作用下出現裂縫。在這里以平置構件舉例說明，在項目結構中，一旦出現冷縮與干縮，就會出現裂縫，具體能夠通過下面公式實施具體的分析：

A max=0.5μγι，

當中，構件中央最大溫度應力為A；

構件與擱置面之間的摩擦系數為μ；

構件材料的重力密度為γ；

構件的長度為ι

依據上面公式分析，能夠得知，構件越大的長度，溫度應力也會相關變大，那么就會容易出現裂縫，需要設計人員引起足夠的關注。

2.2 沉降

在建筑施工的時候，尤其是澆注混凝土的過程中，因為部分輔助材料的問題，例如模板綁定不實等因素，從而產生部分阻礙情況，導致出現沉降性裂縫，這些裂縫的發生對建筑的質量將會導致非常大的影響。

2.3 收縮

建筑出現收縮性裂縫的因素是幾個方面的，混凝土的質量、施工操作的不標準、天氣等都會導致收縮性裂縫的出現。而其中最關鍵的因素是因為混凝土的表面散熱太快。也就是說在建筑施工中尤其是澆注混凝土之后，因為混凝土表面的水分散熱太快，同時操作不標準，沒有及時有效的覆蓋混凝土的表面，從而導致收縮性裂縫的出現。

3、建筑工程結構設計中的裂縫控制措施

3.1 要合理設計尺寸

在實施結構設計時，尺寸設計也是防止裂縫出現的關鍵程序。結構的尺寸一旦太長，那么其所形成的溫差應力也會增大，最后發生裂縫。所以，在設計時，需要設計人員結合項目實際要求，科學控制結構的尺寸，結構應力和長度的關系要全面考慮，既要滿足設計的標準與要求，也要防止裂縫情況的發生。

3.2 施工選材和混凝土配合比設計

在建筑項目建設過程中要根據項目的需要選取合理的水泥種類，盡量防止使用強度高的水泥。由于混凝土發生的裂縫跟它的調配有非常大的關系，因此在調配的過程中也要注意石、砂等原材料的質量，嚴格依照一定的規范與比例實施，能夠依據要求添加一定的外加劑，掌握混凝土補償收縮技術的準確應用技術。在建筑施工的時候，對混凝土的坍落度設計要合理設計，及時針對現場原材料的狀況實施調整，及時實施養護。

3.3 建筑結構設計樓板配筋方面的要求

除了在建筑結構設計的階段當中，保證建筑項目的整體剛度可以滿足要求以外，建筑項目樓板配筋方面的問題也是一定要引起足夠關注的。當前，中國大多數建筑項目在實施建筑結構設計的時候，因為樓板配筋方面存在著鋼筋直徑太大、鋼筋間距太大等方面的問題，才讓建筑項目在投入應用以后發生了裂縫情況。為了從建筑結構設計當中確保樓板配筋方面的問題不引起建筑項目發生裂縫，有關設計人員在對樓板配筋的時候，一定要遵循下面原則：樓板配筋的直徑除了要滿足有關規范的要求以外，要盡量使用小直徑，同時使鋼筋間距減小。這對預防建筑項目在投入應用以后發生裂縫問題起到了一定的作用。

3.4 溫度裂縫的預防控制措施

在建筑項目的結構設計中，要優先選用建筑平面布置規則、結構受力簡單科學的結構布置，不能設置過多的凹凸，避免出現溫度應力集中然后導致裂縫。建筑的長高比要跟設計標準要求相符。尤其是建筑物的長度不能超過溫度伸縮最大距離的要求，以保證材料的變形在相對小區域內，從而可以有效避免屋面由于溫差相對大產生變形集中導致的墻體裂縫。在砌體構造中建筑縱墻要盡量少設門窗，而且門洞與窗洞不能開設太大，確保磚墻具備足夠的抗剪面積，從而提升其自身的抗剪能力，同時還能使在門窗位置的應力集中情況減少。溫度裂縫的產生關鍵是因為磚墻自身、圈梁、屋面板的溫度變形和互相間的溫差所導致的，其屋面板保溫層的效果優劣會對頂層磚墻的裂縫程度形成直接影響。所以，屋面保溫層的設計必須要滿足熱工要求，特別是其施工工法和保溫材料的功能要和標準符合，并保溫層的厚度能合理加大，確保保溫效果。

從建筑的結構方面考慮，全部的縱墻、橫墻的頂層都要設置圈梁，以加強其整體性和抵抗溫度裂縫的能力。在設計圈梁時，頂層圈梁特別是縱向圈梁的高度要盡量小些，以使磚墻和圈梁之間的互相約束減少，然后使因為屋面板變形對墻體形成的水平推力降低；抵抗溫度裂縫有效而且經濟的方法是提升頂層墻體的砂漿砌筑強度是，頂層砂漿不能小于M5.0的強度，磚體則不能小于MU10的強度，而且磚砌體不能小于240mm的厚度；降低墻體和屋蓋之間的溫差是避免溫度裂縫的重點，因此，能在屋面設計時使用設置架空層等隔熱保溫方法。

3.5 在建筑項目裂縫控制設計中的鋼纖維混凝土運用

在設計建筑項目結構時，計算鋼筋混凝土梁也許會發生的裂縫寬度時，常常會發生其裂縫寬度跟有關規定的要求相符，這些能夠通過很多形式來解決，比如增強混凝土的強度、提升截面的大小、縮短鋼筋直徑、擴大鋼筋截面的大小等等。應用以上這些措施通常就能夠讓裂縫的寬度合乎設計的要求。可是由于部分特殊的情形下，以上這些措施滿足不了需要，尤其是由于之前建筑項目、建筑結構的制約絕對不可以選擇這些形式。

3.6 減小地基的不均勻沉降

這幾年來，很多建筑因為地基的不均勻性沉降造成混凝土裂縫的出現。所以一定要增強對基礎施工質量的控制，一般的方法能夠在獨立基礎上設置好拉梁，土質狀況不好能夠使用筏板基礎箱形基礎。假如是軟土地基，需要依據實際狀況實施有效的處理。對于部分軟硬不一的區段，需要使用土體的局部置換或加大基礎接觸面積等辦法。拉梁設置在柱下獨立基礎、樁承臺處時，由于獨立基礎與承臺的各自的變形量不一樣，會導致拉梁混凝土開裂，一般這種裂縫會特別的嚴重，在解決這種問題時，最好的方法就是后澆帶設置在拉梁的兩端。

3.7 提高建筑結構設計的人員的綜合素質

整個建筑項目而言關鍵的操作對象還是人，對于建筑結構設計人員而言，要實施設計圖紙的時候，指明每一個施工程序和流程以及在施工過程當中的注意事項。重要的時候能夠插入部分圖解，確保建筑施工方案的成功實施，由于建筑施工的方案是由設計人員擬定的，這就說明設計人員綜合水平的高低將直接關系整個建筑項目的質量，想要讓建筑項目的質量獲得提高首先就要提高設計人員的綜合素質和責任意識，而且在施工的時候要隨時對建筑的施工人員實施一定的考核和交流，以便于提高他們的施工水平和有關的想法與建議，假如發現綜合素質不好而且不強的責任意識設計人員或者施工人員要及時實施替換，從始至終都可以保持整個施工隊伍的綜合素質與專業水平和責任意識在一個相對高的水準。

結語：

總之，建筑結構設計是建筑項目中最關鍵的程序之一，只有建筑結構設計的科學合理，才可以從根本上確保建筑項目的質量。裂縫是建筑項目中最常見的問題，然而在一定意義上裂縫也是能夠控制的，這就需要我們在建筑項目結構設計中，想要防止裂縫的出現，杜絕裂縫所帶來的危害，需要設計人員增強對裂縫的重新認識，而且針對裂縫出現的問題實施全面深入的分析，認識裂縫產生機理，從基本上控制裂縫的產生，確保項目質量。

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