建筑工程结构设计中如何避免裂缝问题连宏刚

建筑工程结构设计中如何避免裂缝问题连宏刚

连宏刚

甘肃省轻纺工业设计院有限责任公司甘肃730000

摘要：建筑工程中一个关键的步骤就是结构设计，但在现实生活中有许多因为混凝土结构出现裂缝的情况而使建筑质量下滑，这就需要设计建筑结构的人员付出更多努力来避免这一问题。由此，本文就建筑工程结构设计中的裂缝问题产生的原因进行分析，其后探讨了建筑工程设计中的裂缝控制措施。

关键词：建筑工程；结构设计；裂缝问题；控制措施

现代建筑多是采用混凝土结构，裂缝的存在无法完全避免，如何对裂缝进行有效控制和处理是工程技术人员需要深入研究的课题。裂缝的存在会对建筑结构的稳定性和安全性产生威胁，也会影响到建筑工程的质量，而想要对裂缝问题进行解决，必须了解其类型和成因，针对裂缝的性质，采取切实可行的应对策略。

一、建筑结构设计中裂缝的类型

建筑结构设计中，比较常见的裂缝类型有几种：①沉降收缩裂缝，主要是由于地基土质不均、含水量大或者回填不实等因素引发的不均匀沉降导致，也可能是模板本身刚度不足，支撑间距设置不合理，尤其是在冬季，如果模板支撑在冻土层，当温度上升时，冻土解冻就会产生不均匀沉降，这就可能会引发混凝土结构开裂问题；②塑性收缩裂缝，是指在混凝土凝结前，表面失水过快引发结构体积的急剧收缩，在收缩应力超过混凝土抵抗强度时，就会导致结构表面开裂。一般情况下，塑性收缩裂缝多出现在大风或者干热天气；③温度应力裂缝，通常出现在大体积混凝土或者温差变化较大的区域，主要是因为混凝土产生的水化热积聚在结构内部无法及时散发，导致内部温度急剧上升，结构表面则散热较快，过于强烈的内外温差导致混凝土结构内外膨胀收缩程度不同，由此产生的拉应力如果超出了混凝土本身的抗拉强度极限值，就会导致混凝土结构裂缝的产生；④荷载作用产生的裂缝，由于自重以及外荷载作用，混凝土受力构件受拉区会有不同程度裂缝的出现。

二、建筑结构设计出现裂缝的原因

（一）地基不匀产生裂缝

基础的作用主要是可以将建筑的荷载以及自身的重量都传递到地基当中。由于上部荷载的关系，在某一角度方面，地基的用力情况会进行不断的扩散，从而加大其深度，增强其扩散范围。如果深度相同的话，应力在中间位置的时候最大，同时慢慢向两边减小。再者地基土体本身不够均匀，从而导致建筑地基的应力分布也缺乏一定的均匀性，从而导致建筑地基或许会面临不均匀沉降的现象，造成裂缝的产生，如果后期的加固处理工作没有做好，就会在一定程度上加重墙体裂缝的出现，严重时还会导致纵墙倾斜的情况。

（二）温度因素

由于地理原因，我国受温带大陆性气候影响的区域较多，其主要表现是在夏季的时候往往比较潮湿且较为炎热，而在冬季的时候则往往比较干燥且十分寒冷；由于温差的影响较大，所以具有十分明显的热胀冷缩的情况。在建造混凝土结构的时候，因为气候和温度的原因，对于具体的参数很难做到有效把控。在混凝土凝固的过程中，由于水分的流失会导致建筑裂缝的产生。假如内外部的湿度以及温度具有较大的差异的话，首先出现凝结现象的是混凝土结构的表层，内部凝结相对较为缓慢，该现象也会导致裂缝的产生，同时还会沿着结构线进行延伸。

（三）荷载因素

1.混凝土浇筑完成，经凝结硬化以后逐渐产生强度，但早期混凝土的强度是很低的，不应受到荷载的作用；模板的各种支撑也需要保持在原来的位置，这是十分重要的。早期混凝土强度还没有充分发展起来，如果受到荷载的作用或是拆模过早，必然引起开裂。

2.建筑在其长期使用过程中，受其自重以及外荷载对承重结构构件的长期作用，经过岁月的洗礼，其积累的应力使建筑的混凝土结构逐渐出现了裂缝，这种裂缝就是长期荷载裂缝。长期荷载裂缝控制在建筑中结构设计中也应给予重视。目前结构设计中，为节约成本个别结构设计人员在建筑荷载取值都偏小，加之个别混凝土结构的使用频率又相对较高，其反差导致了结构设计与实际建筑使用功能不对应，最终导致了荷载裂缝的存在。

三、建筑工程结构设计中避免裂缝的对策

（一）控制收缩裂缝、温度裂缝的有效措施

结构设计应与建筑师密切合作优化建筑设计和结构布置，采取必要的结构和施工措施，结构的平、立面宜规则，各部分的质量和刚度宜均匀、连续，结构水平构件和竖向构件布置宜简捷、明确，不要加入过多的凹凸结构，这样能够防止及控制由收缩因素产生的应力所导致的裂缝。

根据相关规范标准的规定控制建筑物的尺寸，大体积混凝土采用低热水泥，设计中增加施工工艺的要求（例如采用跳仓法施工、留置后浇带、加强养护）。

另外也可降低温度的变化与建筑物的关系，确保材料在安全的范围内形变，这样就能使温差较大引起的结构变形所产生裂缝的问题得到有效的解决。

（二）荷载裂缝防治措施

措施如以下：（1）之所以有荷载裂缝，建筑物的施工质量占很大因素。因此，在工程建设时，需要加强对施工人员的监管，并增大检查的力度，防止偷工减料的行为，如果水泥的质量及稳定性与细沙的含沙量没有达到要求，混凝土也无法达到要求的强度，就无法避免产生裂缝了。另外，也需要严格把控入模坍落度，在保证混凝土能够安全达标地运输及存放后，需要做到尽量使入模坍落度降低。等到混凝土入模后，需要立刻进行振捣，并在一些特殊的位置进行二次振捣。其次，应严格控制拆模时间，带混凝土强度达到相应标准后组织拆模。（2）结构设计荷载取值时，应与建设方充分了解，综合考虑使用过程中的各种可能发生的荷载。

（三）及时治理裂缝

在对裂缝的防治过程中，提前做好预防准备固然很重要，但是大部分都是已发生的裂缝，最重要的是如何使其修复。在已经开始使用的建筑里，产生了裂缝无疑是对人们造成威胁，为使人们的生命财产不受到侵害，相关的建筑产业就需要有一套相应的，有所成效的处理方案。而在混凝体墙体的裂缝处理中，一般的治理措施是施工人员对墙体裂缝的周围做好清理，之后对裂缝进行填充，正常情况下是使用增补法以及加固法进行填充建筑材料是比较省时有用的方案。且在之后的建设过程中不会有太多的消耗在该裂缝问题上，但是当裂缝处于承重结构中，应当更加小心谨慎地处理该情况，处理人员应进行现场勘测，在不对其它结构造成影响的情况下对结构构件采用符合实际的分析计算。并加固和修复该结构，以保证该建筑的安全性。

（四）提升混凝土的浇筑的养护工作

在施工过程中，经常会没有考虑到混凝土的养护工作。一般来说，在现场进行施工需要依照混凝土养护时间的硬性指标，且需要采取符合混凝土的条件的维护措施，该措施必须在浇筑后的12小时内施行，这样混凝土的质量才不会有所缩减。而正常情况下采用保温及湿气固化能够较好地对混凝土进行养护，考虑到现实施工中混凝土的养护会被材料及现实施工的环境等因素影响，故而施工方应当对混凝土采取相应的保护措施，即在施工过程里控制好温度以及湿度。

结构裂缝预防设计作为建筑工程结构技术的重要组成部分，需要得到高度的重视，基于安全、经济和使用的建筑工程设计理念，建筑工程结构裂缝设计完美地体现了上述要求，建筑工程的基础是建筑工程结构设计工作，能够在一定程度上反映建筑工程的整体风格并为建筑工程质量提供保障。结构裂缝预防设计工作开展情况如何直接决定建筑工程质量的好坏，故建筑工程的结构裂缝预防设计已经成为建筑工程结构设计的重要组成部分。因此必须要严格把控其结构设计环节，尽可能的防止结构裂缝的产生，从根本上将建筑工程的整体质量提升上来，在新时代的发展过程当中，不断促进建筑行业的健康可持续发展。

参考文献

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