浅谈建筑结构设计中控制裂缝的措施

刘海亮

内容摘要 当今，我国建筑工程的发展十分迅速，在建筑工程中，必须保证结构设计的安全性和工程质量，为此应对容易出现的结构裂缝问题进行分析，找到有效的防治措施。文章首先对建筑结构设计出现裂缝的原因进行了深入分析，包括温度、塑性形变、使用结构、应力等方面的影响因素，在此基础上，针对建筑结构设计出现裂缝的问题，提出了几点可行的解决办法，以促进建筑结构设计水平和施工水平的提高。

关键词 建筑结构设计 控制裂缝 预应力

1 引言

为了使建筑工程的质量和安全性得以保证，需要采取一些积极措施。为此，就需要在建筑结构设计中控制好细节上的问题，控制裂缝就是要重点采取的措施。同时，为了更精准地处理这些问题，不得不做出努力，探究建筑结构设计方面的一些特点和原则，深刻地了解从哪些方面入手解决控制裂缝的困难。除此之外，仍需具体地分析控制裂缝的原因、特点及一些作用，以便高效地解决建筑结构设计中控制裂缝的难题，从而提出行之有效的建议[1]。

2 建筑物防止裂缝出现的重要性

社会经济一直处于快速发展的状态，相应地，建筑行业的发展也非常迅速，在这个过程中出现的质量问题已经成为人们比较关注的问题。在工程建设的过程中，经常会出现建筑物裂缝现象。按照具体的危害，可以把裂缝问题主要分为三种类型，即深层、表面及贯穿裂缝等。在这些类型当中，贯穿裂缝属于非常严重的一种，一旦出现这种裂缝，会使建筑物的稳定性及安全性在很大程度上得到降低。如果出现了相应的深层裂缝，那么会使建筑物的质量遭受比较严重的损害。长期不处理这种问题，表面裂缝就很有可能会发展为深层裂缝，那么对建筑物造成的伤害将会更加严重。因此，采取一定的措施防止建筑物出现相应的裂缝是非常重要的一项工作，一定要重视起来。

3 裂缝的具体类型

在建筑结构设计的过程中，经常会出现各种各样的裂缝类型，其中比较常见的有以下三种：

沉降收缩型的裂缝。这种裂缝的出现是由于地基上面的土质不均匀、含水量比较大或者回填的不够结实等而造成的，当然也可能是由于模板本身的刚度不够，或者设置的支撑间距不够合理，尤其在冬季的时候，如果模板设置在冻土层，那么当温度出现上升时，冻土出现解冻，就会造成沉降的不均匀，这些因素都可能导致混凝土结构出现开裂。

塑性收缩型的裂缝。这种裂缝指的是混凝土在凝结之前，表面出现过量的失水现象而造成结构体积急剧收缩的一种情况，如果收缩应力和混凝土抵抗强度相比较大时，那么就会造成结构表面出现开裂的情况。一般来讲，塑性收缩裂缝一般在一些大风天气或者干热的天气才可能会出现。

温度应力型的裂缝。这种裂缝主要在一些体积较大的混凝土或者温差比较大的区域当中出现，如果混凝土产生的相关水化热在结构内部进行积聚又无法进行散发时，将会使内部温度出现急剧上升的现象，表面的结构散热比较快，这样就会造成内外温差比较大的情况，也会使混凝土结构出现不同程度的膨胀现象，如果由此而出现的拉应力超出了其本身所能承受的抗拉强度极限值，就会使混凝土结构出现裂缝现象。

4 具体的原因分析

4.1 水化热的现象

混凝土在现浇的过程中，会由于缓凝剂或者相应的早强剂等添加剂的混入，而造成混凝土在硬化的过程中出现水化热的大量释放，这时的混凝土会非常急速地膨胀及干缩，因此混凝土非常容易出现不规则的裂缝。而且，体积比较大及比较厚的混凝土在浇筑的过程中，由于浇筑的时间具备差异化，而使混凝土内部的水化热释放得不是很均匀，造成内部膨胀及收缩也会出现不一致的现象，进而出现相应的裂缝[2]。

4.2 温度应力因素

混凝土在使用的过程中，由于受到外界环境及温度变化的具体影响而出现热胀冷缩的现象，如果结构变形受到一定约束，那么将会出现应力现象。如果在温度的条件下产生变形受到其他结构的相关约束，就可以称为外约束，如梁变形时遭受柱的具体约束、楼板变形时遭受梁柱的具体约束等。

4.3 结构变形不协调因素

在结构的具体设计中，有时会由于相应的结构设置出现刚度比较大的情况，将会造成相应的协同变形，刚度比较大的结构会对刚度比较小的结构造成拉坏的现象。例如，预应力梁及框支梁等都属于变形比较大的，经常会把侧边楼板拉动变形，进而造成结构裂缝的现象。

5 具体的控制措施

5.1 关于温度裂缝的防范及控制

关于建筑工程结构的具体设计，应该遵循简单及规则的原理，不可以出现较多的凹凸，这样就可以对温度集中所造成的轻体裂缝问题进行规避。具体来讲，温度裂缝主要是由于建筑物的圈梁、面板、砌墙自身的温度变形，以及彼此之间的作用而造成的。因此，关于建筑物表面的保温层效果的设定，以及顶层砖墙裂缝程度之间将会具备比较直接的关系，在建设的过程中一定要保障建筑物的表面温度符合相应的要求。与此同时，保温屋面、材料性能及具体的施工方式一定要严格遵循标准。关于结构层面，需要提升相应的抗剪力，横墙及纵墙顶端都需要配置相应的圈梁，这样才可以使整体性能得到提高[3]。

5.2 钢纤维混凝土的使用

钢筋混凝土的梁底端应该适当地添加一些钢纤维，让其及钢筋之间相结合可以更好地防范相应裂缝的形成，使抗裂性大大提高，保障其及设计标准之间具备一致性。关于钢纤维混凝土梁，其基本的使用性能和钢筋混凝土构件相比较要好很多，这主要是由于钢纤维会借助相应的黏结力给予具体的反向应力场，可以更好地防范相应的裂缝加剧，裂缝开展会受到阻力作用，缩减钢筋的相关应力，限制裂缝的具体形成。

5.3 预应力及结构设计

纵观整体的建筑工程施工情况，在进行预应力结构设计时，应对建筑体几何结构的具体规格、预应力筋的结构及数量等抗裂的相关程度进行具体的研究及讨论。通常，设计时需要取梁长的1/15，在现存设计及施工的技术水平上，大多应取1/20～1/18，这样可以使钢筋的用量得到大量的降低，也可以使建筑自体的结构重量降低。此外，还要严格地按照具体规范及要求严格地对建筑结构的具体长度进行控制，如果超过有关规范设定的具体范围时，需要设置相应的后浇带及膨胀加强带。其中，后浇带大多设置在梁以及楼板的大致1/3宽处，宽度应该大致为800～1000 mm;膨胀加强带的宽度大致为2000 mm，需要把密孔钢丝网在带两端进行设置，这样可以隔离带内外的相关混凝土，同时需要对钢筋完成加固。

5.4 结构尺寸的科学化

温差及材料變形都会使混凝土的结构出现相应的裂缝问题。具体来讲，当结构尺寸超过相应的标准时，结构的应力就会在很大程度上加大，建筑墙体及楼板就非常容易出现水平裂缝问题。实践证明，结构应力及结构长度之间具备非线性关系，因此在开展设计工作时，要保障结构尺寸及设计标准之间相符合，这样就可以很大程度上使结构裂缝的现象得到避免。

6 结语

建筑设计结构控制裂缝的措施会涉及很多专业的问题，专业的问题需要专业的分析才能够解决。一方面，要从建筑结构设计这个整体方向上分析;另一方面，要从具体控制裂缝的局部细节上分析。建筑材料水分蒸发难控制，原材料管控也处处存在问题，施工浇筑工艺等方面的困难都阻碍了裂缝的解决。如果没有具体科学严格的措施，建筑结构裂缝的危害将会威胁到人们的正常生活。

【参考文献】

[1]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（21）：9-10.

[2]刘新建.浅谈高层建筑混凝土产生裂缝的原因[J].绿色环保建材，2019（3）：206.

[3]张凤.建筑结构设计裂缝成因及控制措施探析[J].祖国，2019（6）：139-140.