建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中控制裂縫的分析

李蕊

摘要：對于建筑項目施工而言，如果在實際施工時，采用的施工工藝與技術(shù)不當(dāng)，或者是質(zhì)量管理力度不足，容易造成建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，影響到建筑使用的安全性與耐久性的同時，給建筑結(jié)構(gòu)的表面美觀帶來負(fù)面影響，加快混凝土鋼筋銹蝕的速度，削弱了建筑結(jié)構(gòu)的防水、抗凍等性能，引起建筑坍塌。因此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，采用何種有效控制措施來預(yù)防與控制裂縫的形成，是值得探討的問題?，F(xiàn)代建筑多是采用混凝土結(jié)構(gòu)，裂縫的存在無法完全避免，如何對裂縫進(jìn)行有效控制和處理，是工程技術(shù)人員需要深入研究的課題。裂縫的存在會對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生威脅，也會影響建筑工程的質(zhì)量，而想要對裂縫問題進(jìn)行解決，必須了解其類型和成因，針對裂縫的性質(zhì)，采取切實可行的應(yīng)對策略。

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

一、建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計體現(xiàn)了建筑的整體設(shè)計質(zhì)量，而建筑出現(xiàn)裂縫不僅會影響建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計的質(zhì)量，還會直接影響建筑的美觀性，同時帶來安全隱患，因此，有必要對建筑結(jié)構(gòu)的裂縫問題進(jìn)行詳細(xì)分析。現(xiàn)代建筑多是采用混凝土結(jié)構(gòu)，裂縫的存在無法完全避免，如何對裂縫進(jìn)行有效控制和處理，是工程技術(shù)人員需要深入研究的課題。裂縫的存在會對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生威脅，也會影響建筑工程的質(zhì)量，而想要對裂縫問題進(jìn)行解決，必須了解其類型和成因，針對裂縫的性質(zhì)，采取切實可行的應(yīng)對策略。本文分析了引起建筑結(jié)構(gòu)裂縫的原因，并提出了具體的控制措施。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫類型

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，比較常見的裂縫類型有幾種：一是沉降收縮裂縫，主要是由于地基土質(zhì)不均、含水量大或者回填不實等因素引發(fā)的不均勻沉降導(dǎo)致，也可能是模板本身剛度不足，支撐間距設(shè)置不合理，尤其是在冬季，如果模板支撐在凍土層，當(dāng)溫度上升，凍土解凍產(chǎn)生不均勻沉降，就可能引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)開裂問題;二是塑性收縮裂縫，指混凝土凝結(jié)前，表面失水過快引發(fā)結(jié)構(gòu)體積的急劇收縮，在收縮應(yīng)力超過混凝土抵抗強(qiáng)度會，就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面開裂。一般情況下，塑性收縮裂縫多出現(xiàn)在大風(fēng)或者干熱天氣;三是溫度應(yīng)力裂縫，通常出現(xiàn)在大體積混凝土或者溫差變化較大的區(qū)域，主要是混凝土產(chǎn)生的水化熱積聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部無法及時散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，結(jié)構(gòu)表面則散熱較快，過于強(qiáng)烈的內(nèi)外溫差導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外膨脹收縮程度不同，由此產(chǎn)生的拉應(yīng)力如果超出了混凝土本身的抗拉強(qiáng)度極限值，就會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

三、引發(fā)建筑裂縫的因素

（一）施工不規(guī)范，施工圖不合理

施工不規(guī)范，施工圖設(shè)計不合理都會引起建筑結(jié)構(gòu)裂縫。首先，如果進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，結(jié)構(gòu)的尺寸、型式等選擇不合理，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力不合理，從而影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，引起建筑結(jié)構(gòu)裂縫;其次，不規(guī)范施工也會引起建筑裂縫。例如，在施工過程中沒有充分?jǐn)嚢杌炷粒驔]有采取有效措施對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，都會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

（二）溫度造成的建筑裂縫

在引發(fā)建筑裂縫的諸多影響因素中，溫度是主要影響因素之一。外部溫度過高或焊接施工以及混凝土產(chǎn)生水化熱時，均會使建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的冷熱交替變化，從而出現(xiàn)局部膨脹，當(dāng)膨脹產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)變大于結(jié)構(gòu)材料能承受的最大應(yīng)變時，就會導(dǎo)致建筑出現(xiàn)裂縫。需要注意的是，不同原因產(chǎn)生的裂縫有不同的特點，例如，熱脹冷縮引發(fā)的裂縫往往會出現(xiàn)在桿件表面;焊接引發(fā)的裂縫通常出現(xiàn)在焊接區(qū)域周圍;較大的水化熱導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫平行于梁板結(jié)構(gòu)的短邊出現(xiàn)裂縫。因此，應(yīng)根據(jù)具體情況對不同類型的建筑裂縫進(jìn)行特殊處理，不能一概而論。

（三）混凝土結(jié)構(gòu)裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫也是一種常見的建筑裂縫，混凝土結(jié)構(gòu)在外界因素的作用下產(chǎn)生的收縮、徐變等都會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。另外，其抗壓強(qiáng)度也是影響建筑混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要因素。

（四）沉降造成的建筑裂縫

沉降裂縫的出現(xiàn)會給整個建筑帶來毀滅性的影響，在所有類型的建筑裂縫中，沉降裂縫的危害程度是最嚴(yán)重的，也非常難以補(bǔ)救。造成建筑沉降的原因是多方面的，例如，建筑地基的壓實度不夠、地基土質(zhì)較差等，均會造成較大的建筑沉降。

四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫控制

（一）優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑工程建設(shè)中，應(yīng)該高度重視結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，要求設(shè)計人員深入到施工現(xiàn)場，做好現(xiàn)場勘察工作，了解現(xiàn)場的實際情況，確保設(shè)計方案能夠真實反映建筑工程的實際情況。對于一些隱蔽性工程或者重點工程，設(shè)計人員需要在設(shè)計圖紙中對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)注，做好相應(yīng)的技術(shù)交底工作，確保施工人員能夠明確設(shè)計意圖，合理組織施工。施工前需要做好設(shè)計圖紙的審核工作，對于可能引發(fā)施工裂縫的關(guān)鍵環(huán)節(jié)更是必須重點審查，保證設(shè)計合理，通過與設(shè)計人員的溝通交流，盡可能避免設(shè)計不當(dāng)導(dǎo)致的施工裂縫。例如，應(yīng)該適當(dāng)加強(qiáng)縱向梁或者墻體的縱向通長鋼筋，確保其不小于支座或者跨中鋼筋面積的1/4，側(cè)向構(gòu)造鋼筋的直徑不能小于16，墻體水平縱向鋼筋最小配筋率不低于0.4%。又如，可以在結(jié)構(gòu)中設(shè)置相應(yīng)的控制縫，引導(dǎo)混凝土收縮裂縫有序出現(xiàn)，避免相鄰區(qū)域開裂的情況?？刂瓶p的間距不能超過12m，通常設(shè)置在柱體或者墻體位置，內(nèi)部鋼筋貫通，因此并不會對結(jié)構(gòu)整體性能產(chǎn)生影響。

（二）控制材料質(zhì)量

可以根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的性能需求，選擇相應(yīng)強(qiáng)度和品種的水泥，配合級配良好的砂石，將砂石含泥量控制在相關(guān)規(guī)范要求的范圍內(nèi)。應(yīng)該盡可能避免使用早強(qiáng)高的水泥，將水泥用量控制在460kg/m3以內(nèi)，減少水化熱。材料進(jìn)場前，需要做好驗收工作，檢驗其出廠合格證明和質(zhì)量驗收證明，配合抽樣檢測來保證材料的質(zhì)量，使用前，需要再次對材料進(jìn)行質(zhì)量檢測，確保其在存儲過程中沒有出現(xiàn)變質(zhì)，具備良好的性能。另外，應(yīng)該做好混凝土配比設(shè)計工作，由專人通過相應(yīng)的配比實驗確定混凝土配比，而且當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生較大變化時，需要重新確定配比，盡可能減少環(huán)境因素對于混凝土質(zhì)量的影響。也可以在混凝土中加入相應(yīng)的抗裂防水劑，使混凝土產(chǎn)生適量膨脹，在鋼筋限制下于內(nèi)部產(chǎn)生0.2-1.0MPa的預(yù)壓應(yīng)力，抵消混凝土收縮環(huán)節(jié)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而有效預(yù)防混凝土開裂。

（三）重視施工管理

在建筑工程混凝土施工中，應(yīng)該安排專人做好施工管理和質(zhì)量控制工作，確保施工人員能夠嚴(yán)格依照相應(yīng)的施工流程進(jìn)行操作，避免操作不當(dāng)引發(fā)的混凝土開裂問題。同時，應(yīng)該重視混凝土養(yǎng)護(hù)工作，將養(yǎng)護(hù)周期控制在14-28d，對于大體積混凝土，需要關(guān)注水化熱問題，采取相應(yīng)的降溫措施?；炷猎跐仓⒄駬v過程中，上涌的泌水和浮漿沿混凝土面排到后澆帶的排水溝，通過溝內(nèi)設(shè)置的集水坑抽出基坑，以提高混凝土質(zhì)量，減少表面裂縫?；炷琳駬v成型后，需要做好蓄水保溫，如在表面覆蓋彩條布、塑料薄膜等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，避免內(nèi)外溫差過大引發(fā)的溫度裂縫。

五、結(jié)語：

總而言之，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是確保建筑工程順利施工的基礎(chǔ)和前提，也是保證建筑質(zhì)量達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，設(shè)計人員應(yīng)該從建筑本身的使用性質(zhì)出發(fā)，結(jié)合施工現(xiàn)場周邊的地質(zhì)水文條件，確定好建筑結(jié)構(gòu)類型以及不同部位需要承受的壓力荷載，對建筑材料等級進(jìn)行規(guī)范，盡可能避免裂縫的產(chǎn)生，在保證結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)性、合理性的同時，保證建筑工程的施工質(zhì)量和使用安全。

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