建筑結構設計裂縫成因及控制措施探析

李楊

摘要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和進步，建筑業(yè)也發(fā)展迅速，建筑工程質(zhì)量成為人們關注的焦點，建筑物的裂縫在建筑項目中很常見。根據(jù)不同的危害，裂縫分為三種類型，即深裂縫、表面裂縫和破裂。通常裂縫是最厲害的損傷，一旦裂縫發(fā)生，建筑物的穩(wěn)定性和安全性將大大降低。如果長時間不進行處理，即使是表面裂縫也會發(fā)展成深裂縫，這將對建筑造成無法估量的損害。研究表明，防止建筑物裂縫對建筑物安全穩(wěn)定起著至關重要的作用，必須給予高度重視。

關鍵詞：建筑結構;設計;裂縫;控制措施

中圖分類號：TU312?文獻標識碼：A

引言

現(xiàn)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(wěn)定性和安全性產(chǎn)生威脅，也會影響到建筑工程的質(zhì)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(zhì)，采取切實可行的應對策略。

1建筑結構設計中的裂縫原因分析

1.1溫度應力的影響

在建筑工程之中，溫度應力則是影響建筑工程結構出現(xiàn)裂縫的關鍵因素，但是引發(fā)溫度應力出現(xiàn)變化的原因，主要集中在建筑工程的約束應力與自生應力之上。建筑結構內(nèi)外溫度之間的差異，會導致建筑結構物出現(xiàn)自生應力，經(jīng)常性的會發(fā)生在部分尺寸相對較大的構件之上。在早晚溫差過大或混凝土表面受熱不均，那么建筑物的自生應力就會逐步的引發(fā)裂縫的出現(xiàn)。另外在實際設計方案中，既沒有設計相應的保護措施，也沒有注明預防溫度裂縫的內(nèi)容，只是按照施工人員自身的實踐經(jīng)驗控制溫度裂縫。

1.2貫穿裂縫的影響

貫穿裂縫的出現(xiàn)主要是因為混凝土發(fā)生大范圍的形變，再將水泥和水混合在一起會出現(xiàn)大量的熱，但是在塑性的階段之中，由于溫度的慢慢變高，所以彈性模量相應的就會變小，但是變形而引發(fā)的應力相對較小，因此可以直接忽略不計，但是，在混凝土溫度降低的過程之中，混凝土會出現(xiàn)形變，水分蒸發(fā)會導致混凝土體積出現(xiàn)收縮而發(fā)生形變。建筑結構由于受到地基和空間因素的限制，從而導致應力的出現(xiàn)，但是大于自身可以承受力度的情況之下，就會出現(xiàn)貫穿裂縫。

1.3鋼筋腐蝕的影響

對于鋼筋而言，其是保障整個建筑工程項目結構穩(wěn)定的重要材料，表面會有一層混凝土的保護層。由于混凝土保護層的質(zhì)量和相應的標準不一致，那么鋼筋就會和氯化物以及二氧化碳產(chǎn)生反應。另外針對建筑結構設計中，需要分配結構材料的使用，材料屬于結構設計的基礎部分，容易影響建筑結構的基礎穩(wěn)定性。例如：建筑結構中的鋼筋材料，如果設計不合格、不規(guī)范就會引起碳化銹蝕的問題，鋼筋碳化直接影響周圍的密實環(huán)境，破壞了混凝土的完整性，混凝土開裂后暴露了內(nèi)部的鋼筋，促使工程裂縫處于惡性環(huán)境中，嚴重時可能引起安全事故。

2建筑結構設計裂縫控制措施

2.1防止溫度應力裂縫的措施

在溫度應力裂縫中，建筑物頂部和底部的內(nèi)外縱壁上的斜裂縫是相對頻繁且具有代表性的。預防措施主要包括以下內(nèi)容：

（1）在治理裂縫工作的實施中，預防應該是主要方面：規(guī)劃和選材。施工應根據(jù)實際情況進行，并進行全面規(guī)劃。應根據(jù)施工項目所在的區(qū)域選擇屋面保溫層，以充分保證保溫層的施工質(zhì)量，以減少屋頂與屋面之間的溫差。進行砌筑并避免溫差過大，防止結構擴張和收縮的出現(xiàn)。同時，伸縮縫應按照有關要求和規(guī)定進行布置和設計，以進一步減弱因溫度變化引起的墻體變形。

（2）在施工過程中，除了要進行較長的凝固時間外，在選擇水泥時應該存在較低程度的水化熱。將水泥施加到其溫度時應小心。且在混凝土攪拌過程中，在炎熱的夏季天氣應使用低溫水混合。一旦混凝土達到初始強度，應嚴格控制水分和溫度固化條件，以確保充分保證混凝土表面的溫度和濕度，并完全避免表面裂縫的形成。當加入混合物時，應合理控制劑量。

2.2科學設計配合比

通過科學設計混凝土的配合比能夠?qū)ㄖY構裂縫起到有效的預防作用。在對混凝土配合比進行設計的過程中，應根據(jù)結構形式、建筑工程的設計要求以及施工條件對各種原材料的比例關系進行合理確定。要確?；炷辆哂辛己玫暮鸵仔裕⑶覒_到設計強度的要求。首先應根據(jù)我國現(xiàn)行混凝土配合比設計規(guī)程的規(guī)定，對混凝土的配合比進行初步計算，然后按照計算結果對混凝土進行試配，并對其中的參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整，最后確定施工配合比，并嚴格依據(jù)該配合比對混凝土進行配制。需要注意的是，由于設計混凝土配合比時，是以干燥材料作為基準，但存放現(xiàn)場的砂石等材料中均含有一定的水分，因此需要測定砂石的含水率，并對配合比進行修正后，方可作為施工配合比。此外，在混凝土配制中加入適量的粉煤灰能夠改善混凝土的性能，降低溫度升高的情況，有利于避免干縮裂縫的產(chǎn)生。

2.3預應力與結構設計

回顧最近幾年的建筑工程施工情況，發(fā)現(xiàn)在設計預應力結構時，應綜合分析建筑體的幾何結構的規(guī)格、預應力筋的數(shù)量及預應力結構抗裂程度要求。通常情況下，設計時取梁長的1/15，在現(xiàn)存設計與施工技術水平基礎上，多會應用1/18～1/20，一方面能降低鋼筋用量，另一方面也能降低建筑自體結構重量。比如，在對建筑結構進行平面設計，保證建筑結構平面布置的規(guī)律性是基礎，規(guī)避平面布置形狀意外發(fā)生變化的狀況;若設計的平面有凹口，應將拉梁設置在凹口處的邊界，適量增加凹口周圍樓板的厚度，同時對配筋加強處理。除此之外，也要依照相關規(guī)范與要求嚴格管控建筑結構的長度，若出現(xiàn)建筑體結構超過有關規(guī)范設定的額定值時，需在地下部位與地上部位分別設置后澆帶與膨脹加強帶。前者多被設置在梁與樓板的1/3寬處，寬度應在800～1000mm區(qū)間內(nèi)取值。而后者寬度多為2000mm，將密孔鋼絲網(wǎng)布設在帶兩端，借此方式隔離帶內(nèi)外的混凝土，鋼絲網(wǎng)應與上下層（或內(nèi)外層）垂直分布，同時對鋼筋進行加固。膨脹加強帶帶中需加設15%水平溫度鋼筋，水平溫度鋼筋應勻稱的排布在上下層，其內(nèi)摻有12%的膨脹混凝土，能夠促使混凝土強度等級提升一級。

2.4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(chǎn)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(jīng)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(jīng)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(yè)單位加強實踐與研究分析。

結束語

作為我國重要的支柱產(chǎn)業(yè)，建筑業(yè)必須嚴格控制結構設計，避免和減少裂縫的發(fā)生，提高施工質(zhì)量，使建筑業(yè)在新時代的發(fā)展中越來越好，從而有效提高人們的生活質(zhì)量。

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（作者身份證號碼：130225198701285912）