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

杜俞泽王伟

北京中环世纪工程设计有限责任公司青岛分公司，山东 青岛 266000   杜俞泽身份证号： 152827198906183339     王伟身份证号：370783198803023353

摘要：建筑工程数量日益增多，施工规模大、工期长、工艺复杂，工程质量问题愈发突出，其中结构裂缝问题在建筑工程中较为常见，直接影响建筑物的安全与稳定。因此，在建设项目中，必须重视混凝土的施工过程，并结合实际情况，采取相应的防治措施，确保施工作业循序渐进，以达到控制目标。基于此,相关从业者应当在明确建筑结构设计出现裂缝的原因之后,运用多种策略进行有效控制,从而建设出质量更高的建筑,满足我国广大人民群众的需求。

关键词：建筑结构；设计；裂缝；策略

引言

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。

1建筑结构设计要求

房屋建筑结构设计应遵循GB55008—2021《混凝土结构通用规范》中的相关要求，从混凝土结构构件设计、钢筋混凝土结构构件设计、预应力混凝土楼板结构构件设计、混凝土最低强度等级设计等方面入手，优化房屋结构设计，使设计方案中的各项参数符合规范要求。比如，当房屋结构为高度小于10m且不超过3层的混凝土剪力墙结构时，建筑结构设计中剪力墙中钢筋的配筋率应适当降低，但需要大于0.15%。需要注意的是，基于现浇混凝土施工工艺，房屋在后期使用过程中可能存在混凝土裂缝风险，所以，为有效控制现浇混凝土裂缝，设计方应从房屋结构设计入手，尝试通过基础结构设计防范混凝土裂缝风险。

2建筑结构设计中裂缝产生的原因

2.1受温度应力的影响

在施工过程中产生裂缝的原因有很多，其中温度应力是主要原因之一。由于温度应力发生了改变，建筑物内与外界之间温度存在较大差异，从而导致建筑自身的温度应力变化，在结构面积较大的构件上更易出现。如果某个区域的早晚温度变化较大，使混凝土表层受热不均匀，就有可能发生这种情况，从而导致混凝土开裂。

2.2荷载产生裂缝

钢筋混凝土结构长期受压会产生荷载裂缝，这就与大楼之间的重量有关。按照目前的建筑技术标准，我国的办公楼绿色建筑设计值与发达国家相比较小，而按照设计标准，我国的水泥硬度较高，在这些状态下容易产生裂缝。

2.3设计考虑不充分

设计环节直接决定了整体建筑的过程和目标，对建筑材料等也有直接的影响，因此，更需要仔细思考各个方面的内容，确保每个环节都符合相关标准，也适应项目本身的情况。如果设计人员没有结合工程和地质要求进行裂缝防治设计，或对建筑材料掌握不够全面，就很容易导致建筑裂缝的出现。

3对建筑结构裂缝进行有效控制的策略

3.1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。

3.2严格控制施工全过程

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。在浇筑混凝土的施工环节中,不仅要考虑施工环境可能造成的影响,而且要在合理范围内优化创新施工工艺,在实践过程中可以选择分层浇筑施工的方法,降低外部环境对浇筑质量产生的不良影响,如果出现温度过高的情况,可以选择在施工地点埋设水管,保证混凝土内部与外部的温度一致,提高混凝土结构的抗裂性能,同时对钢筋混凝土结构的施工位置进行科学设置,不仅要避免钢筋结构受到混凝土施工的影响,而且要运用建筑结构梁体、楼板之间混凝土材料强度等级保持相同、节点核心区域混凝土强度等级与墙柱混凝土材料保持相同等措施,保证整个建筑结构的安全稳定。

3.3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。与此同时,还应当紧密结合施工相关要求,建设地下室预应力筋抵抗温度应力。缓粘结预应力技术施工难度不高,可有效节约工期,同时提升建筑结构的耐久性与安全性,建设单位应加大缓粘结预应力技术的应用范围,提升对温度应力裂缝的控制力。当施工地区昼夜温差较大的时候,地下室顶板的温度应力影响较为显著,降温的温差越大时,顶板的温度应力便越大。为解决这一问题,施工单位应适当延长后浇带的闭合时间,从而控制温度应力对混凝土收缩的影响效果。在应对荷载裂缝的过程中,应在建筑物的顶层设置隔热层或者保温层,避免建筑物外部墙体与内部环境产生较大的温度差异,从而导致裂缝问题出现。同时,应控制模板的周转情况,保证拆除所有模板的时候能够存在荷载能力,在这一过程中即使产生裂缝也能够及时被发觉,在操作过程中必须严格遵守相关施工规范,防止裂缝问题发生之后带来更多、更严重的不良影响。

结束语

混凝土建筑的整体重量由建筑内部的钢筋和混凝土共同承载，因此，为了保证建设质量，建设之前应先勘察现场，根据施工环境设计合理的建筑结构，规划建筑材料的性质要求，结合当地的自然环境制定混凝土的浇筑流程，将结构裂缝出现的可能性降到最低。但是，施工现场的环境变化仍然会导致建筑结构裂缝的发生，因此，必须严格按照各个阶段的施工规定进行施工，同时对混凝土结构进行合理地后期维护，降低裂缝发生的概率。

参考文献

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