建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)裂縫的原因及對策解析

張立 呂銀

摘要：在建筑工程建設(shè)和設(shè)計的過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項十分重要的工作，優(yōu)質(zhì)的建筑物結(jié)構(gòu)類型可以為施工作業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)，也可以延長建筑物的使用壽命。目前，我國的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作已經(jīng)取得了不錯的發(fā)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(xiàn)的結(jié)構(gòu)裂縫，對于建筑工程的美觀度、使用、管理、維護等方面都會產(chǎn)生一定的影響，成為制約建筑工程發(fā)展的因素之一。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計;裂縫;原因;對策

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)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(fù)合材料。由于各種材料的力學(xué)性能存在差異，在混凝土硬化過程中，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生粘著細微裂縫，包括骨料與水泥漿粘結(jié)面上裂縫、水泥漿裂縫和骨料自身裂縫。這些裂縫呈現(xiàn)不規(guī)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(zhì)，是不可以避免的。鋼筋混凝土構(gòu)件在使用過程中，鋼筋和混凝土協(xié)同工作，二者的彈性模量不同，導(dǎo)致變形不同步。如果混凝土承受的拉應(yīng)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(dāng)裂縫寬度超過 0.05mm 時，便產(chǎn)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(jié)構(gòu)在建設(shè)完成之后，由于受到外部荷載的影響，經(jīng)常會產(chǎn)生不同程度的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。由于外部荷載壓力會對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形成不同程度的應(yīng)力作用，如果結(jié)構(gòu)長期處于一種不均勻性應(yīng)力作用下，隨著使用年限的不斷增長，建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中會出現(xiàn)不良的混凝土裂縫。由此可以看出，建筑結(jié)構(gòu)裂縫問題和建筑結(jié)構(gòu)的動靜荷載以及應(yīng)力影響有著密切的關(guān)聯(lián)。

1.3 溫度因素

依照相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)分析可以看出，當(dāng)前我國在混凝土材料的使用過程中，線性膨脹系數(shù)大小為 1×10-5/℃，當(dāng)混凝土材料的內(nèi)外溫差相對較大的情況下，經(jīng)常會產(chǎn)生外部應(yīng)力的變化。隨著應(yīng)力大小的不斷上漲會產(chǎn)生相應(yīng)的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大小超過混凝土的整體抗拉極限強度的情況下，就會產(chǎn)生裂縫。通過分析混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件當(dāng)中的摩擦系數(shù)大小，建筑結(jié)構(gòu)的尺寸大小以及外部環(huán)境溫度等相關(guān)因素，從中可以看出隨著外部環(huán)境溫度的不斷上漲，混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中所含有的水分會不斷蒸發(fā)，引起混凝土澆筑時坍落度太低，進而混凝土結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)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(xiàn)得更加明顯。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計裂縫控制措施

2.1控制好建筑物的不均勻沉降

設(shè)計工作中要結(jié)合實際地質(zhì)狀況和建筑結(jié)構(gòu)施工要求，選用最佳的基礎(chǔ)形式。同一建筑結(jié)構(gòu)不可選用兩種不同的基礎(chǔ)形式。若選用的是天然基礎(chǔ)形式，則必須針對各個基礎(chǔ)的沉降量進行精確的計算，當(dāng)相鄰的兩個基礎(chǔ)在沉降量上出現(xiàn)偏差，達不到設(shè)計及規(guī)范要求的標準的情況下，必須及時做出科學(xué)調(diào)整，并重新驗算，待相鄰基礎(chǔ)的沉降差達到標準要求后再進行后續(xù)工作。

2.2溫度變化裂縫控制

溫度變化導(dǎo)致裂縫現(xiàn)象多出現(xiàn)在建筑屋頂結(jié)構(gòu)部分，為對溫度變化裂縫進行有效控制，首先，應(yīng)對溫差進行有效減少，設(shè)計師可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計中設(shè)置架空隔熱層及保溫層，此措施不僅可以讓頂部結(jié)構(gòu)溫差得以降低，還能起到一定的節(jié)能效果。值得注意的是，如果使用架空板，設(shè)計師可以將其設(shè)計為淺色，讓熱量反射效果得以提升。其次，設(shè)計師應(yīng)針對結(jié)構(gòu)類型進行全面分析，如果屋面是剛性細石混凝土屋面，設(shè)計師可以將一道柔性防水層增設(shè)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(yīng)力得以減少。再次，設(shè)計師可以將分隔縫設(shè)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(yīng)保證分隔縫鋼筋為斷開狀態(tài)。最后，設(shè)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(yīng)力予以抵抗。

2.3濕度變化裂縫控制

在砌塊建筑建設(shè)中，溫度變化導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生現(xiàn)象較為常見，為對此進行有效控制，首先，建設(shè)施工單位應(yīng)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(yīng)重視其實用性與經(jīng)濟性。其次，應(yīng)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(yīng)在施工方案制定中強調(diào)避免結(jié)構(gòu)受到雨淋。最后，應(yīng)明確主體結(jié)構(gòu)全部建設(shè)完成后才能進行墻面抹灰操作。

2.4控制工程施工質(zhì)量

建筑混凝土施工質(zhì)量控制直接關(guān)系到了建筑體的安全性和穩(wěn)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(shù)層次，要求施工人員依照相關(guān)施工標準嚴格執(zhí)行。在混凝土澆筑施工當(dāng)中，施工人員需要充分考慮到施工環(huán)境的影響，當(dāng)在一些溫度較高的環(huán)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(huán)境高溫所形成的不良影響。此外，還可以選擇使用埋設(shè)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(jié)構(gòu)的施工溫度，同時還鎖住了混凝土當(dāng)中的水分，提高了建筑混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂能力。在混凝土材料的澆筑過程中，相關(guān)施工人員必須要充分考慮到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工位置問題，需要充分保證鋼筋結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。比如，在建筑混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，建筑結(jié)構(gòu)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(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的墻、柱混凝土強度等級高于梁、板混凝土強度等級時，節(jié)點核心區(qū)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(jié)點核心區(qū)域的混凝土強度大小來進行有效的調(diào)整，以此來提高建筑體整體結(jié)構(gòu)的承載能力以及抗開裂能力。

3結(jié)束語

綜上所述，隨著社會的發(fā)展，人們對于建筑物的要求也不斷提升，結(jié)構(gòu)和質(zhì)量方面的要求都在不斷提升，尤其是當(dāng)前的外界環(huán)境等方面都發(fā)生了許多變化，原本的施工技術(shù)與當(dāng)下的施工環(huán)境方面產(chǎn)生了較大的差別。裂縫問題在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中是最常見的問題之一，而結(jié)構(gòu)設(shè)計又是關(guān)乎工程質(zhì)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(jié)構(gòu)設(shè)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(zhì)量。對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)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(zhì)量，促進建筑工程的發(fā)展。

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（作者單位：浙江鴻翔建設(shè)集團股份有限公司1

浙江千業(yè)建筑設(shè)計有限公司海寧分公司2）