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

韩蕾

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摘要：建筑结构设计裂缝是工程建设中常见的质量问题之一，如果建筑结构出现了裂缝，将会大大降低建筑整体的结构稳定性和抗震性。从建筑设计到施工，如果操作规范性不强，不重视细节的控制，很可能导致不利因素影响建筑结构，出现裂缝现象。加强对裂缝问题的防治，可提高工程项目的建设质量，也能保障工程建设的效率和安全性。

关键词：建筑结构设计；裂缝

1 裂缝在建筑结构设计中产生的原因

1.1 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。

1.2 环境温度发生变化

建筑所在地区的温度以及环境变化，可能会导致建筑的结构产生裂缝，如果气候发生变化，会导致建筑内部出现不稳定情况。尤其是温度急剧上升的时候，建筑材料会因失水而干裂，很有可能导致裂缝出现。如果建筑外部与建筑内部之间的温度出现较大差异，那么裂缝会由于温度应力而出现。

2 建筑裂缝对于建筑的影响

1)影响建筑的使用。

如果建筑的结构外墙、顶板、底板等出现贯通性裂缝，通常会导致建筑漏水、渗水等情况发生，导致建筑的室内出现大量积水，或者出现墙体发霉等问题，直接对建筑的日常使用以及维护产生不利影响，而且上述情况在实际的建筑之中时有出现，也没有对其进行彻底处理。

2)影响建筑的整体耐久性。

如果建筑出现结构裂缝，尤其在建筑与水土直接进行接触的位置出现裂缝，会导致建筑混凝土内部的钢筋上锈，进而出现锈蚀情况，导致钢筋与混凝土之间的握裹性变弱，钢筋的截面也会因为生锈而缩短，导致建筑的钢筋与混凝土的使用寿命缩短。

3)影响建筑的整体强度以及安全性。

建筑结构之中的裂缝会随着时间的不断推移，尤其是在出现深度裂缝或者穿透性裂缝之后，建筑结构的整体刚度以及抗拉、抗剪强度都会大幅降低。不仅如此，裂缝的产生会导致建筑的应力将重新分布，原有的建筑设计结构受力以及传输模式会被改变，导致建筑的结构受力以及安全性受到不利影响，甚至可能导致建筑变成“豆腐渣工程”,威胁到建筑使用人员的安全。

3 建筑设计结构裂缝的主要类型

3.1 塑性沉降产生的裂缝

因塑性沉降而产生的裂缝特点为两头狭窄、中间宽阔，呈现出梭子形状，经常出现于建筑的变截面、梁板交汇以及梁柱交汇的位置，且此类裂缝的深度通常可以到达钢筋的表面。要想避免建筑结构出现塑性沉降产生的裂缝，在设计建筑的时候，需要科学控制建筑墙体的水灰比、砂率以及坍落程度。如果需要运用不同截面且截面差距较大的构件，在建造过程中必须先浇筑较深的位置，然后静置1～1.5 h, 保证浇筑部分出现稳定沉降之后，再浇筑位于上部的截面，合理设计保护层的厚度。

3.2 塑性收缩产生的裂缝

如果建筑出现由于塑性收缩而产生的结构裂缝，其原因通常为建筑施工的过程中没有进行规范操作。塑性收缩裂缝通常没有固定的规格，其形状为多边形，不同裂缝之间的距离最小的为几厘米，最大可以达到十几厘米。

3.3 温度应力产生的裂缝

温度应力裂缝产生的主要原因是建筑所处的温度。在浇筑混凝土的过程中，必然需要耗费一定的时间作为施工周期，但是建筑所在地的白天和夜晚温度通常会产生较大的温差，会导致建筑的混凝土浇筑不可避免地受到影响。如果建筑混凝土自身能够承载的拉应力小于温差产生的拉应力，就会由于温度应力而在建筑表面产生裂缝。温度应力裂缝看上去虽然并不明显，但是会对建筑的功能产生较大影响。温度应力裂缝通常出现于建筑表面，而且其深度大小不一，要想避免温度应力产生的裂缝，就必须在设计过程中重视温差对于建筑的影响。

4 对建筑结构裂缝进行有效控制的策略

4.1 加强建筑荷载承受能力

1)重视对结构尺寸的设计。

在设计建筑工程的结构过程中，相关负责单位必须亲自前往建筑地点进行勘察，对所有建筑的相关数据进行全面采集，尤其是在设计建筑结构受力的时候，必须保证建筑的整体性，提高建筑的结构受力性能，而且在实践过程中也需要保证受力图与受力分析之间的一致性。例如，在设计高层建筑结构的时候，设计人员必须考虑到抵抗力学，以及建筑结构抵御变形的能力，设计出更为合理的建筑尺寸，使建筑整体结构的平衡性得到保障，有效解决裂缝问题。

2)重视对混凝土的设计。

通常情况下，建筑结构产生的裂缝属于混凝土裂缝，要想有效控制裂缝的产生，需要优化设计建筑施工所用的混凝土。在实际建设过程中，施工单位可以选择更高强度的钢筋构件，保证混凝土不会开裂，与此同时，还应当考虑到建筑地基可能出现的沉降情况，避免钢筋混凝土裂缝现象发生，因此，设计人员必须按照相关施工标准，对建筑的钢筋进行合理设计，提升建筑的质量，避免开裂问题产生。

3)重视对预应力的设计。

在设计建筑结构预应力的时候，必须全面考虑到钢筋及其几何结构等多种类型的因素，同时运用不同类型的优化设计，使施工环节用于钢筋的成本降低，减少建筑结构自身的重力。而且在实际建造过程中，施工单位也需要关注建筑的整体长度，保证建筑的长度位于规定范围内，同时需要在地下部位设置相应的后浇带，或者运用密孔钢丝网加固建筑所用的钢筋，在某些情况下，建筑长度会明显超出规定的范围，应当对沉降缝隙或者后浇带进行设计，否则建筑可能出现裂缝。

4.2 严格控制施工全过程

建筑结构出现裂缝的原因，很大程度上源自施工过程并未严格把关。建筑工程在施工过程中会涉及大量内容，如果施工过程中的监督工作没有发挥出应有的作用，在操作层面出现不规范现象，或者没有使用正确的工艺，那么裂缝必然会出现。混凝土施工的质量控制过程会对建筑整体的结构安全性和稳定性产生直接影响，因此，施工单位需要重点研究混凝土相关的施工技术，在开展实际施工时对施工人员进行指导，保证所有施工人员都能够正确操作，顺利完成整个施工环节。

4.3 有效控制温度荷载裂缝

建筑结构所产生的裂缝通常为温度裂缝以及荷载裂缝，施工单位必须针对上述两种裂缝进行科学防治。在控制温度裂缝的时候，施工单位需要提前关注、规划并选择控制方法，从而使水化热现象发生的概率降低，待混凝土达到初始强度之后，相关操作人员必须严格控制温度以及水分的固化条件，保证混凝土表面的温度以及湿度，防止建筑结构表面产生裂缝。

5 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

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[3] 宓小萌.建筑结构设计裂缝成因及控制措施探析[J].建筑技术开发，2019,46(21):9-10.