对建筑结构设计裂缝原因及措施的探讨陈健

对建筑结构设计裂缝原因及措施的探讨陈健

陈健

淮安市建筑设计研究院有限公司江苏淮安223001

摘要：随着我国经济技术的发展，大大促进了我国建筑行业的兴隆，我国建筑数量越来越多，城市化进程加快。但随之而来的则是建筑工程的质量问题，特别是建筑结构当中的裂缝问题非常普遍，而且裂缝的类型有很多种，其形成原因也不尽相同，但都会对建筑本身的安全性、稳定性以及耐久性造成巨大的影响，本文围绕建筑结构当中的裂缝问题进行讨论，了解建筑结构当中裂缝的产生原因，并对相关的防治措施加以探讨，希望建筑结构的质量能够得到有效的提升，从而推动建筑行业的稳定发展。

关键词：建筑结构；裂缝原因；防治措施

1.裂缝形成的机理

作为一种多相非均匀脆性材料，水泥、骨料等是构成混凝土的主要材料。相关研究分析表明，如环境温度、湿度等产生相应改变，混凝土体积也会随之改变，且其内部极易发生变形现象。因混凝土内材料较多，且性能各不相同，因此变形呈现出不均匀性。其中水泥石与骨料之间的收缩成相反趋势发展，也就是说当水泥石具有较大收缩时，则骨料具有较小收缩。根据裂缝产生情况，一般可将裂缝产生机理归结为以下2点：（1）素混凝土构件裂缝产生机理。以混凝土自身来讲，往往认为裂缝产生的机理在于混凝土材料变形受约束所产生的内应力在材料抗拉强度以上。在拉应力作用下，混凝土裂缝的宽度、长度等都有所增加。相比混凝土自身抗拉强度，当拉应力过大时，此类裂缝则会出现贯通现象，且宽度快速增加。（2）钢筋混凝土构件裂缝产生机理。如混凝土构件内配置了相应的钢筋材料，两者材料共同受力，且相互制约，此时可通过“粘结-滑动”原理理解混凝土裂缝产生机理。换言之，此类裂缝的出现，主要原因在于两者间变形不再协调，进而产生相对滑动现象。

2.混凝土建筑结构裂缝产生原因

2.1?材料问题

（1）干燥收缩。据大量实践表明，将水添加到水泥内后，极易形成水泥硬化体，此时将降低其绝对体积。水由毛细孔缝内渗出，形成毛细压力促使混凝土出现毛细收缩现象。这种情况下，0.1%~0.2%则为水泥砂浆的干缩值，0.04%~0.06%则为混凝土的干缩值，0.06%~8%则为泵送流态混凝土的干缩值，此时，0.01%~0.02%为混凝土极限拉伸值，因此极易产生干缩裂缝。（2）温差收缩。一般情况下165~250J/g为水泥水化热的范围，在不断增加混凝土内水泥量的情况下，其绝热温升将不断增加，最高可达到80℃左右。通过分析可见，如10℃为混凝土内部与外部之间的温差值，则0.01%为其冷缩值；如20~30℃之间为温差范围，则0.02%~0.03%为其冷缩值范围，此时，相比混凝土极限拉伸值，其冷缩值较大，则易产生混凝土裂缝。

2.2设计问题

混凝土与钢筋是钢筋混凝土结构内极限状态承载力的主要承担者，按照地基条件、环境因素等结构设计时可进行荷载裂缝的有效控制。针对结构变形作用产生的裂缝，目前存在两种看法，其一，设计规范规定不明确，具有一定灵活性，导致裂缝计算时缺乏相应的规范规定，设计方式选择极为随意；其二，设计规范规定较为明确，存在计算荷载裂缝的相应公式，但有允许宽度限制，如无法全面考虑结构变形裂缝，则同样会导致裂缝产生，或数量增加。

2.3施工管理问题

在混凝土质量影响因素中，如混凝土配合比设计不准确、砂石级配不正确、浇筑及振捣混凝土不到位、施工缝设置不合理等，都是后期裂缝产生的直接因素。除此之外，如施工人员质低，施工时不认真、马马虎虎等这些人为因素也会引发混凝土结构开裂。

3.防止建筑结构出现裂缝问题的具体措施

3.1对建筑结构的设计加以优化

在对建筑结构进行设计的过程中，一定要做好建筑的拟建工作，确保各项设计参数的准确计算，使荷载计算以及力学参数的准确性得到保证，为了使建筑结构的稳定性及安全性得到保证，需要对圈梁设计进行加强，设计不但要考虑机构的承载性能，更要对其中的变形问题加以考虑，可以通过对基础结构深度的调整，对结构的不均匀沉降问题加以控制，而这需要设计人员对设计图纸的合理性进行不断的增强，通过实地的考察以及相关数据的收集和分析，实现设计的有效优化，同时还可以结合裂缝的产生原因，通过科学的方法，对结构各部分的受力进行调整，使荷载分布的均匀性得到保证，避免受力太过集中造成裂缝问题。

3.2加强对施工质量的控制

在施工阶段，应该对混凝土模板进行合理的构造，提升模板和支架的刚度，避免模板构件无法承受荷载压力出现变形引发裂缝问题，在对模板加以使用以前，应该对其进行细致的检查和维护，避免存在变形问题，影响浇筑质量，同时还要对拆模的时间进行合理的控制，不能为了施工的速度而过早的拆除模板，要对早龄期的混凝土质量加以保证，避免出现裂缝或损坏的现象，当然，模板拆除的时间太晚也是不科学的，如果拆除太晚会使混凝土水热化反应的峰值被错过，从而错过最佳的养护时间，影响混凝土的性能发挥。在对混凝土进行浇筑的过程中，需要与振捣工作同步进行，确保振捣的均匀性，避免出现离析现象，要对早期的混凝土加强养护，结合工程的实际情况对养护的时间加以控制，如果在风速较大、气温较高或温度偏低等环境下进行施工，则要保证喷水的及时性，可以采用保鲜膜进行覆盖处理，避免建筑结构出现裂缝问题。

3.3施工人员的综合素质

在建筑结构施工中，施工人员的综合素质是其质量的重要保证，建筑单位应尽量选用一些具有较高资质的施工单位，确保施工队伍的专业性，要对相关的施工人员进行专业的培训，使其专业能力不断的提升，从而保证各项施工流程及工艺使用的规范性及科学性，同时，还要做好质量宣传工作，使所有参与人员能够理解施工质量对于建筑安全的重要性，使其质量控制意识得到不断的增强，保证各项工作能够保质保量的完成，从而使建筑结构当中的裂缝问题得到有效的控制，推动建筑工程质量的提升。

3.4原材料质量控制

建筑当中的原材料质量会直接影响到建筑结构的质量，因此一定要做好建筑原材料的质量控制工作，在材料采购时，尽量选择生产规模大、市场信誉高的材料生产商，在原材料进场以后，需要进行严格的质量检验，包括砂石骨料以及成品砖等原材料都要进行细致的检查，同时还要将检验的记录工作做好，一旦发现有质量不过关的材料，应坚决排除在外，应该严格按照设计当中的要求，选用低水化热水泥，并保证粗骨料当中的石料表面粗糙且质地坚硬，具有较小的孔隙率，粗细骨料要保证含沙量在1%以下，并加入适量的塑化剂和减水剂，降低混凝土的坍落度，使混凝土的各项性能得到有效的提升，在材料配置的过程中，应该确保混凝土配比的科学性，对优质的石子材料加以选择，对混凝土的抗裂性能进行增强，如果在施工的过程中需要对高强度的混凝土加以使用，可以使用中热膨胀水泥，并通过相关实验对掺入外加剂的剂量进行测定。

4.结束语

混凝土建筑结构裂缝的控制，可以从混凝土材料质量控制、混凝土构件结构设计与混凝土施工三个层面入手进行讨论，并且在实际的混凝土建筑设计中，严格遵循科学的设计理念与设计方法，保证结构设计的合理性；在混凝土工程施工中，也需要基于建筑工程的实际情况，按照技术应用规程进行施工作业，做好混凝土养护工作。

参考文献

[1]黄德樟.浅述房屋建筑现浇混凝土施工与防裂缝控制技术[J].福建建材，2013（1）：66~69.

[2]田志翔.建筑结构混凝土控制裂缝技术探究[J].产业与科技论坛，2016（4）：51~52.