建筑结构设计裂缝成因及控制策略分析

建筑结构设计裂缝成因及控制策略分析

张明玥

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

摘要：伴随着时代的进步，人们生活水平得以不断提升，而在这一过程中推动建筑事业发展也更加迅猛。而在这样的形势下对其工程质量也更加严格，这无形当中增加了竞争压力，设计、施工等企业想要在复杂的环境中脱颖而出，需要不断提升建筑结构的质量。结构设计是建筑工程中最为重要的一环，必须做好这项工作，避免后续麻烦。然而受多种因素的影响，结构设计成果往往不尽如人意，建筑物内裂缝过多，严重威胁建筑物的耐久性和安全性。鉴于此，本文首先论述了裂缝的类型以及建筑结构开裂的风险，研究分析了建筑结构开裂的具体原因，然后提出了有效的裂缝控制措施，希望能对建筑结构设计水平的进步和发展有所帮助。

关键词：建筑结构设计；建筑裂缝；裂缝成因；控制策略

引言

近年来，在我国建筑领域迅猛发展环境下，对建筑结构设计的安全度提出了更高要求。由于建筑结构的安全设计与工程成本管理、质量控制息息相关，通过总体层面来看，建筑结构安全设计的科学化、合理化，在一定程度可以快速推进建筑领域的持续发展。与此同时，倘若建筑工程在实际施工阶段，因建筑结构设计存在问题而出现安全风险事故，会造成十分严重的生命财产损失，这则对建筑企业的长久发展极为不利。因此，设计人员在设计建筑结构时，应全面考量安全度这一问题，确保建筑结构设计的合理性。

1建筑筑工程结构裂缝类型

现有的结构裂缝类型主要分为两种：结构性的裂缝和非结构性的裂缝。在这两种结构裂缝当中，结构性裂缝会给建筑结构带来非常大的破坏力。最重要的原因是结构缺乏足够的强度与刚度，如果结构受到巨大的荷载作用，会使整体的结构产生裂缝，随着裂缝宽度的增大，破坏程度也会不断增大。针对非结构性裂缝，结构强度和刚度要求不高，在建筑施工中受到施工技术、使用材料以及环境变化等多种因素的影响，其破坏程度低于结构性裂缝。

2建筑结构设计中裂缝产生的原因

2.1受贯穿裂缝的影响

混凝土变形范围较大时，也会产生贯穿裂缝。混凝土遇水后会形成较高的工作温度，由于塑形阶段工作温度是逐渐升高的，形成的弹性应力模量较小，而内部应力也相对较小，因此，产生变形的可能性较小。一旦气温下降，混凝土就会发生变形。混凝土的体积会在水分挥发的影响下减小，建筑构件在地面、空气等原因的影响下也会产生应力变形。尽管有些建筑构件能够承受，可一旦超过承受范围，就会出现贯穿裂缝。在实际勘测中，必须根据勘测成果优化设计方案。

2.2建筑承担过大荷载且截面面积不够

如果建筑结构荷载过大且截面面积不够,那么建筑出现裂缝的概率也随之而变大,而且建筑在承受过大的荷载之后,建筑结构的质量以及重量也会受到影响,如果在使用建筑材料的过程中,选择了重量较大但是质量欠佳的材料,建筑自身的抗裂缝能力会大大降低,而且建筑在设计层面可能与建筑材料之间存在不符合的情况,建筑工程的整体质量将大打折扣,随着时间的推移,极有可能出现裂缝,降低建筑结构的稳定性。

2.3结构抗震性较弱

若是发生地震灾害安全事故，则有极大概率导致大面积房屋坍塌情况，并引发十分严峻的人员死伤，如图2所示。通过近几年以来，我国发生的部分地震灾害情况来看，现阶段，我国建筑物本身的抗震水平相对较为薄弱，这则为建筑使用者的人身财产安全带来极大威胁。唯有建筑物本身具有优良的抗震性能，才可保证建筑结构的可靠性、稳定性，确保在发生各类较为严重的自然灾害事故时，人员死伤及经济损失情况可以得到大大降低。由此可见，对建筑物进行抗震性能的设计极为关键，因此，相关施工单位应当高度重视建筑物的抗震性能，要求设计工作人员严格依照《建筑抗震设计规范》来进行建筑抗震的设计，从而显著提升建筑物的抗震性能，为人民群众的人身安全提供一定保障。

3裂缝的预防措施

3.1合理选择原材料

为了减少建筑工程结构裂缝产生概率，提高建筑工程施工质量，要控制好建筑结构材料质量。在建筑工程中，混凝土属于比较常见的一种材料，混凝土的强度等级与建筑工程施工质量有着紧密的联系。所以，在建筑工程中选择材料时，要控制好材料质量。施工人员要考虑材料具体性能、运输价格等，提高材料质量，可以提高建筑工程施工质量水平，还能降低施工成本。另外，在配比混凝土当中，施工人员要综合考虑建筑工程荷载、施工环境、温湿度情况，保证混凝土水分蒸发之后，控制建筑工程结构尺寸变化维持在一定范围内。施工人员要加大使用外加剂的量，降低混凝土产生伸缩问题的概率。

3.2建筑结构设计中的减震措施

不同于格政策是减震措施，主要就是在建筑物的外围进行加固建设，通过在外部增加一些零件让建筑物本身的阻力，能够得到有效地增加，从而达到减震的效果。在利用减震措施来进行建筑结构设计的时候，通常会采用阻尼和消能器两种装置，来提高建筑的抗震能力。我们所熟知的大兴机场就是建在了震动强烈的轨道交通之上的，那么他本身是如何去做到减少这种震动带来的影响的，其实就是利用了有效的减震措施，将整个地下1层做成了一个隔震层，在这一层用了1320个减震柱，再加上144个抗震阻尼，用这些减震装置把整个地下一层做成一个隔震的楼层，机场1-5层包含的结构都是建在这个由一千多根柱子所组成，搭建起来的一个大的平板上，也就是说机场的下部结构和上部结构通过隔震层分开，中间是软柱进行支撑，当底下产生震动的时候，是传达不到机场楼本身的。甚至于在未来如果发生地震的时候，他的整个整板都是活的，所以他的抗震系数就更强。在自然灾害频发的今天，人们对建筑的安全性抗震性，抗灾害性都格外的关注，这也就是得更多的新型建筑理念不断涌现，也给减震技术带来了全新的发展，减震装置的有效应用能够防范地震所带来的极大危害，增加了建筑本身的牢固性和抗干扰性。同时减震装置已经成为了建筑物的抗震加固措施，通常在开始进行建设之前，就需要设计出相应的减震装置和减震方案，以确保减震措施能够满足实际的抗震需求，确保建筑物的性能得到大幅度的提升。

3.3做好配筋设置

为了解决裂缝问题，对配筋进行合理控制，尤其是在一些大跨度梁板中，要做好对屋面板的配筋设置，考虑楼板在阴阳角变形应力的集中部位增设钢筋，控制钢筋材料的间距和直径，使钢筋结构的设计能更具稳定性，从而有效遏制建筑结构裂缝的发生。混凝土材料一般由水泥、水、砂石等材料组成，这些材料容易随着混合物的反应和环境的变化逐渐硬化，从而形成一种复合型的材料。而温度是这个过程中的重要影响因素，因此，可根据钢筋混凝土施工要求进行温度控制。在混凝土混合料的构建过程中，为了避免凝固后的材料与钢筋材料之间存在不适配性，应对钢筋的质量进行控制。考虑到钢筋与混凝土材料之间的相互作用，要对设计内容及施工工艺进行充分考量，有效避免由于配筋不当或钢筋材料的质量问题而产生结构缺损，影响混凝土材料的质量，从而出现裂缝等情况。

结语

在建筑工程开展实际建设的过程中,由于温度、材料、施工等因素影响而导致的裂缝问题,使得建筑结构稳定性遭受严重威胁,并且极大地影响了建筑工程的整体质量以及建筑的使用效能。因此,人们必须对频繁出现的裂缝问题进行归纳总结,在明确出现裂缝问题的真正原因之后,运用多种针对性较强的控制策略,将裂缝问题“扼杀在摇篮之中”,保证建筑结构的稳定性,促进我国的建筑领域在谋求发展的同时不断取得进步。

参考文献

[1]　李国安.建筑结构设计裂缝成因及解决办法探讨[J].中国建筑金属结构,2021,20(1):70-71.

[2]廖家梁.建筑结构设计中控制裂缝的措施[J].居舍，2021（10）：94-95+143.

[3]金辉.建筑结构设计中控制裂缝的措施探究[J].中国住宅设施，2019（8）：36-37.