建筑工程中裂缝的成因及设计中的防范措施探讨

建筑工程中裂缝的成因及设计中的防范措施探讨

罗克

罗克

（贵州，贵阳，550000）

【摘要】在建筑业发展中，混凝土裂缝问题一直是困扰建筑企业的一个难题。导致混凝土裂缝的原因除了施工方面，结构设计不合理也是一个重要原因。本文主要从建筑结构设计的角度分析裂缝类型和产生的主要原因，并提出应对措施。

【关键词】建筑结构；结构设计；混凝土裂缝

1建筑结构设计中裂缝问题概述

建筑结构设计在整个工程项目占据重要地位，以造价和投资为例，据资料统计，在工程初步设计的这个阶段，有70%-90%可能性会影响到项目的投资；在项目技术设计的阶段，有40%-70%可能性影响到工程的投资；在工程施工图的设计阶段，会有10%-40%的可能性影响工程的投资；而在工程项目竣工决算的阶段，则会有0%-10%的可能性影响着项目的投资。可以看出，对于项目投资的控制工作，最关键的阶段就是在施工之前，投资决策与设计阶段这两个阶段。在工程项目做出投资决策之后，工程项目设计阶段，造价的控制则最为重要的。然而，目前我国在这一方面还存在很多不足，其结构设计缺乏合理性，导致裂缝问题的产生，这里所指的裂缝一般是指混凝土裂缝。

2裂缝的主要类型和原因分析

2.1裂缝类型

2.1.1塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝一般出现在建筑物的表面，主要是因为混凝土浇筑后没有及时在表面覆盖草席等遮挡物，以至于混凝土表层水份被大量蒸发，从而造成混凝土的急剧收缩，最终导致开裂现象的产生。尤其是在大风或高热的气候条件下，这种开裂现象更易发生。

2.1.2温度应力裂缝

温度应力裂缝一般产生于混凝土浇筑后，主要是由于混凝土的内外层温差过大而造成的。混凝土浇筑后，蕴含在混凝土内部的热量难以散发出去，而混凝土外部散热快热量低，混凝土内外温差大，导致拉应力和压应力的产生。此时的混凝土还未完全凝固成形，抗拉力极低，一旦拉应力超出承受范围就极易产生开裂现象。

2.1.3塑性沉降裂缝

此类裂缝主要产生于混凝土沉降时，如果混凝土骨料在沉降过程中遇到模板钢筋等的阻碍，就容易产生开裂现象。此外，施工中模板绑扎的好坏以及模板的移动沉陷等都会对混凝土产生极其不利影响，造成建筑开裂现象的产生。

2.2从建筑结构设计的角度分析裂缝产生的原因

2.2.1保温设计方面

外界温度的变化，使建筑物内外产生明显的温差，尤其是夏季，室外温度相差大，而结构外墙则极易因高温天气影响发生膨胀，如果不能及时采取积极的保温措施，楼板则会受到纵横两外墙的变形而产生的牵拉作用的影响，产生裂缝。对于屋内来说，如果没有设置保温层，顶层楼板则也会因受热胀冷缩的影响，而产生裂缝。

2.2.2细节设计方面

据调查和分析，混凝土裂缝容易发生在楼板、屋面层阳角等处，因此，应特别注意细节设计，使其设计合理、规范。以住宅长度和楼板设计为例，如果住宅平面超长，受温度与材料变形的影响，墙体和楼板将在水平方向上发生裂缝。就住宅长度来说，结构长度与应力之间表现为非线性关系，如果结构长度比规范中所要求的长度小，则会使得结构内力的影响也相应下降。在楼板设计方面，由于楼板的刚度不一致，当住宅卧室的尺寸的长度与宽带出现变化时，会在不同程度上发生形变，而薄弱位置则极易开裂。

2.2.3受力分析方面

在建筑结构设计中明确指出，使用极限状态和承载力极限状态是建筑结构必须满足的两种状态要求。具体来说，正常使用极限状态，要求保证结构不产生超过正常使用状态的变形裂缝以及耐久性等其他对使用的极限状态产生影响的情况。承载力极限状态指的是保证结构不产生破坏，不失去平衡，不失去稳定。现阶段，人们已经认识到第二极限状态的重要性，并在设计中能够严格执行，而第一种极限状态则难以引起人们的重视。从钢筋混凝土现浇楼板各种受力体系来看，针对受力状况，首先要考虑的是局限于楼板平面的应力变化、板平面的受剪变形，但是却不能充分考虑现浇结构构件之间在三维空间中如何对内力进行分配、协调变形等问题。

3减少混凝土裂缝的措施

3.1优化结构设计

3.1.1保温设计

在建筑物的保温设计中，应注意提高建筑物墙体的性能，以减少裂缝问题，在具体操作中，一般增设圈梁，圈梁应尽量围绕着墙体设置，在施工中应严格按照建筑结构设计。在建筑结构设计选择过程中，设计人员应当首先选择那些平面规则且受力结构简单的布局形式，不应过多的使用凸凹性的设计结构，以防止温度应力过于集中而造成裂缝的出现。在规划建筑的长和高时，应当确保设计符合规范的要求，避免建筑物的长度超过温度伸缩的最大间距，以确保材料的变形在较小的范围之内，从而有效防治温差过大而形成的变形集中裂缝。应当在砌墙结构中的纵墙中少设置门窗，如果设置门窗，门窗和门洞也不应开得过大，保障砖墙具有足够的抗剪面积，从而提高自身的抗剪能力，同时能够降低门窗部位的应力集中现象。温度裂缝主要是由于建筑的墙体以及面板的温度而产生的温差所引起的，而屋面面板的保温效果的好坏会之间影响裂缝的程度，因此，在结构设计的过程中，应当做好屋面面板的保温设计。

3.1.2细节设计

加强建筑结构设计的科学性合理性，优化细节设计，可从以下几个方面出发：

（1）在进行结构设计时应将屋面的标高与楼房高度保持一致。在设计建筑平面时，应当保持平面的规则状态，以防止出现异常问题。当平面有凹口时，应当在边缘位置拉梁，并对周边楼板的厚度予以加厚，并添加配筋。另外，对房屋长度的控制必须严格依照标准进行，当长度超出部分不是很多时，可在其中间部位设置收缩后浇带间距保持在30米，以在墙梁板之间形成良好的搭配；而如果超出部分稍长，则需要添加变形缝。当主楼与周围其他建筑的高差较大时，应当在建筑之间设置后浇带或沉降缝，以对因基础沉降而产生的裂缝形成有效控制。（2）在进行建筑结构设计时，要求能够准确掌握钢筋锚固及其耐久性，并严格控制现浇构件的最小厚度，一般来说要控制在L30～L35，L是板的计算跨度，在民用建筑中要求将该数值不超过10cm。

3.1.3受力分析

以轴心受拉构件的承载力分析为例，轴心受拉构件在破坏时所能承受的拉力可以由上式计算求得，而在进行结构构件设计时，为了确保结构构件的可靠度，必须按照规定的设计原则，采用分项系数表达式，使荷载在构件中产生的内力（即荷载效应的基本组合设计值）不超过构件的承载力设计值（即结构构件的抗力设计值）。对轴心受拉构件：

式中，N—轴向拉力设计值；fy—钢筋抗拉强度设计值；As—纵向受拉钢筋截面面积。轴心受拉构件除了进行承载力计算外，还应进行裂缝宽度验算，对此。不作具体赘述

结束语

综上所述，建筑结构设计中控制裂缝会影响到建筑的安全，为了能够有效地确保人民群众的生命与财产的安全，就必须对建筑结构的设计高度重视。对于在建筑结构的设计，应主要抓住保温设计、细节设计等方面，不断对设计方案进行优化，同时注意施工和养护符合规范，以控制裂缝的产生。

参考文献：

[1]李国龙.高层混凝土结构中受力部位的裂缝分析及控制[J].山西建筑.2008,(20)：155-156.

作者简介：

罗克，男，出生年月：1980.10.22，贵州省贵阳市人；职称：工程师，主要从事建筑结构设计工作。