建筑結構設計出現裂縫的原因及對策研究

文/宿坤 上海同建強華建筑設計有限公司山東分公司 山東濟南 250000

宋佳 山東建大建筑規劃設計研究院 山東濟南 250012

現代建筑多是采用混凝土結構，裂縫的存在無法完全避免，如何對裂縫進行有效控制和處理是工程技術人員需要深入研究的課題。裂縫的存在會對建筑結構的穩定性和安全性產生威脅，也會影響到建筑工程的質量，而想要對裂縫問題進行解決，必須了解其類型和成因，針對裂縫的性質，采取切實可行的應對策略。

1、建筑物防止裂縫出現重要性

在時代快速進步的基調下，建筑行業也迅猛地發展，人們逐漸把目光集中在在建筑的質量上。而在施工過程中，普遍存在建筑物出現裂縫的現象。我們以產生的危害將建筑物裂縫分為以下三種裂縫，即相對安全的表面裂縫，一般出現該裂縫不會影響建筑物，但是經過時間的流逝，表面裂縫會轉變為較嚴重的深層裂縫，這種裂縫會使建筑物的質量下降。而最為嚴重的裂縫是貫穿裂縫，一旦出現貫穿裂縫，建筑物不再安全。綜上所述，避免建筑物出現裂縫是最好的選擇。

2、建筑結構設計中的裂縫原因分析

2.1 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。

2.2 溫度差異導致裂縫

溫度差異所導致的裂縫通常是在混凝土澆筑結束之后，在混凝土中聚集的水蒸氣揮發，混凝土內部的溫度過高。但是混凝土結構本身就存在散熱性不強的問題。這樣混凝土表面與混凝土內部結構之間的溫差加大。由此混凝土的內部就會產生一種壓應力，表面的壓應力與之不能匹配，很容易超出混凝土本身所能承受的抗拉強度的極限值，混凝土表面也由此產生裂縫問題。

2.3 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。

3、建筑結構設計中出現裂縫的解決對策

3.1 控制溫度裂縫的有效措施

關于控制溫度裂縫，相關的建筑工程結構設計人員需要做到在設計結構布局時使設計相對簡單，不要加入過多的凹凸結構，這樣能夠防止及控制由溫度因素產生的應力所導致的裂縫。根據建設項目所要求的高度及長度保證設計的結構能夠滿足標準，只要降低溫度的變化與建筑物的關系，確保材料在安全的范圍內形變，這樣就能使溫差較大引起的結構變形所產生裂縫的問題得到有效的解決。

3.2 控制施工材料的質量

水泥品種的選擇是防止混凝土裂縫的關鍵。因此，應盡量選擇水化熱低、干縮性小、抗裂性好的水泥作為原材料，如粉煤灰水泥等。同時，也要挑選品質較好的骨料，即選用潔凈、級配良好的砂石骨料；嚴格控制活性骨料和骨料的含泥量；盡量使用中砂或粗砂，不宜使用細砂等。所以設計師可以對照建筑工程結構設計方案，提前審核匹配的材料，及時發現不符合性能標準的材料，聯系廠家進行調換，確保工程材料與結構設計相符，通過控制材料設計保護材料的質量，排除材料對建筑結構的裂縫干擾，處理結構設計中的裂縫問題。

3.3 確保結構尺寸設計的科學合理性

以往在工程實踐活動中，出現結構裂縫問題的主要原因是前期的結構設計不合理。設計人員沒有按照要求，到施工現場進行考察，對使用的材料也不夠了解，單方面的按照相關標準規范要求進行設計。在這種情況下，建筑結構尺寸與現場實際限制條件不符，一方面容易影響施工的正常進行，另一方面也容易因盲目施工而引發結構質量問題。因此，在工程結構設計活動中，需要盡可能詳細的采集現場數據，到實地進行考察和測量，合理建立建筑結構標準剛度體系，根據實際情況設計各部分的尺寸。

3.4 規范結構受力設計

建筑結構設計中，應該加強受力平衡的控制。建筑結構受力設計中，應以建筑整體為原則，維護結構受力的規范性。建筑設計師應熟悉掌握結構的基本受力原理，保持受力分析與受力圖的一致性，明確建筑結構的內外效應。建筑結構受力設計中，需要注重強度、剛度及穩定性，例如：某20 層辦公樓結構設計中，設計師提高了構件抵抗力學破壞和抵御變形的能力，通過構件消除受力不足造成的結構裂縫，促使構件在外力干擾的作用下，保持原有平衡的狀態，由此即可規范建筑結構的受力平衡，預防受力不平衡引起的深度裂縫。

3.5 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。

結語：

在我國市場經濟當中，建筑行業對其有著至關重要的作用。因此必須要嚴格把控其結構設計環節，盡可能的防止結構裂縫的產生，從根本上將建筑工程的整體質量提升上來，在新時代的發展過程當中，不斷促進建筑行業的健康可持續發展。