建筑结构设计出现裂缝的原因及对策

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【摘要】随着生活水平的不断提高，人们对建筑的需求越来越多，也越来越关注建筑的安全问题，同时，对建筑的质量要求也不断提高。本文针对建筑结构中出现的裂缝问题，结合建筑结构设计理论与实践，从建筑结构的设计方面对产生裂缝的各种因素进行探讨，并提出控制裂缝的建议和方法。

【关键词】建筑结构；设计；裂缝；原因；对策

1引言

随着建筑行业的不断发展，人们对建设施工过程中出现的问题也越来越重视，尤其是关于建设施工中结构的裂缝预防问题。建筑结构中所存在的裂缝现象会对使用的安全性以及耐久性等产生不同程度上的影响。在建筑工程中，裂缝问题与结构设计有着很大的相关性。为了有效的控制裂缝问题，在建筑工程结构设计过程中必须要以工程实际的地质条件为依据，据其结构形式，不断对结构设计进行优化，并且制定完善的裂缝防治措施。另外强化工程施工监管制度，保证施工单位依照规范制度严格执行，从而提高建筑物的使用性能，促进建筑业的发展。

2建筑结构出现裂缝的原因分析

2.1水泥水化热及用量影响。混凝土中的水泥硬化过程会放出大量的热，这就造成混凝土内部升温。混凝土体积厚水化热聚集在其内部不易扩散，而表面热量可直接散发至大气。这就导致混凝土内外产生温度差，内部受到压应力而外部产生拉应力，当这个力度超过了混凝土抗压的极限时，就会导致混凝土产生裂缝。2.2材料收缩的影响。所有的材料都具有膨胀和收缩的特点，在建筑施工过程中，混凝土的收缩性能较好，因此在受到明显的温度影响时，变化是十分明显的。严重的时候会导致建筑物的变形，使得出现应力。一旦应力超出了混凝土的应力范围，就会导致裂缝出现。在当前建筑施工过程中，由于材料具有收缩性，而导致裂缝的出现是非常常见的，例如：屋顶表面裂缝和大面积的建筑结构裂缝等等。而混凝土出现的裂缝情况比较严重，尤其是在外边的混凝土，由于环境因素的影响相对较大，更容易因为收缩导致裂缝的出现，进一步的导致建筑出现变形。2.3贯穿裂缝产生的原因。贯穿裂缝的产生主要是由于混凝土产生大规模形变而引起的。在水泥跟水融合的反应过程中会产生大量的热，而在塑性的过程中因温度不断升高所以弹性模量小，而变形所引起的应力较小所以温度应力完全可以忽略不计的，但是随着混凝土温度的逐渐降低，硬气的形变以及混凝土中的水分蒸发流失都将造成混凝土体积收缩进而发生形变。建筑结构因为遭到地基以及空间的制约将会引起拉应力的产生，而当这个力度超过了所能承受的极限时就会产生贯穿裂缝。

3裂缝的危害

在建筑工程中，裂缝会对工程结构造成极大的危害，裂缝的产生，将导致裂缝截面处的中性轴上移，特别当裂缝比较严重的时候，结构变形将不断的加大，这就会造成整个结构的刚度降低，与此同时，结构刚度不断地降低，导致工程结构在较高压力下。因高压力的作用，其相应的疲劳度也会降低。其次裂缝不仅会使得工程的刚度下降，还会使整个工程结构的抗剪力大幅度降低。此外裂缝的产生，会使各个截面出现严重的开裂现象，导致工程结构整体性遭到严重的破坏。除此之外裂缝的产生还会在结构的承载能力、抗钢筋的锈蚀性能、抗渗透性能、抗化学侵蚀性能、耐久性能等方面会产生严重的危害，进而影响结构的承载能力和使用的安全性。

4防治裂缝对策

4.1严格控制原材料的选材。作为建筑施工最主要材料中的一个，混凝土是不可替代的。因此建筑结构的质量也取决于混凝土的质量。水泥，砾石骨料，水，和添加料成分是混凝土的组成成分，混凝土受这些成分的影响较大，比如应选择水热化低的水泥；选择聚合间隙较小、含泥量低、无碱性反应的中砂做粗骨料，并以碱水剂等外加剂改造混凝土工作性能。不仅包括混凝土自身的重量，以及成分、配料的混合比例，也可以改变混凝土的重量。在设计时应严格把控水灰比和水泥用量，配料选择水灰比低，耗水量低的。合适的微膨胀混凝土配合比例，施工适当、维护及时能提高结构抗温度裂缝性的能力。（1）水泥品种的选取。水泥与水相遇时因含硅酸盐成分以及其它化学物质遇水后反应放热，应选取合适水泥品种以避免反应温度过高造成温度裂缝，所以在大型的施工工程里面大多选用矿渣式水泥或者是火山灰水泥。（2）严格控制水泥用量。根据实验数据可知，每三立方米的混凝土中每增加十千克水泥，其对应的水化温度就相应升高一摄氏度。为了避免水泥升温导致温度裂缝的出现，就应该在满足工程结构强度和耐久性的同时尽可能减少水泥使用，必须严格控制水泥用量。在普通的工程里面每三个立方米混凝土中水泥的使用量不得多余410千克。（3）骨料的质量控制。骨粒应当选择颗粒径大，配比好的。这样的骨粒空隙率小。另外，骨料中的含土量也要严格控制，必须选择强度等级较高的骨料，否则会出现因骨料强度低而造成混凝土开裂的现象。4.2做好结构设计。在设计中，需要注意的问题比较多，如高、低交叉，浅基础和深基础的位置容易开裂，要综合将由于沉降引起的差异问题考虑在内。在设计时，要优先解决这一问题，同时，设计师也应该将组合方式灵活运用，选择相应的结构方案和材料，注意结构截面突变，考虑一些可能引起的应力集中问题。还得注意钢筋在配置方面的问题，尤其是某楼面或者是墙板之间等，一些薄壁零件，尤其是注重数量和所使用的钢筋的使用位置，混特别是凝土的配合比，必须符合设计要求。此外，施工缝也要尽量设置在硷受压区域或者是变截面位置之，而且要加强分层浇筑具体位置的控制，以及加强一次浇筑厚度的控制。4.3混凝土的浇注。在施工工艺上，需要加强原料搅拌机里温度的控制，在进行浇注混凝土时，为了避免太阳的直射，避免混凝土的冷量损失，要选用中低热的水泥，就像矿渣硅酸盐水泥等，也可以适当添加促凝剂粉和强塑剂。其次，在进行大规模的振捣工作时，混凝土在初凝开始之前，在混凝土上边进行二次抹压。其中需要注意的是对抹压的时间的控制，在进行浇筑作业时，不能随意摆弄已经放置好的钢筋，并且不能随意践踏钢筋，从而避免钢筋错位现象的发生。4.4构造措施。砌筑墙体长度大于4m时的时候需要加设构造柱，墙内需埋管线时，混凝土厚度不能小于110mm。当墙高超过4m时，应采取“抗放结合”的综合措施，可在墙体半高处设置现浇钢筋混凝土压梁。对于外纵墙端的开间窗边应该设置一些防裂构造柱，屋内板内也应该配置抗温度收缩的钢筋，阁楼砌体也应该在其中部设置加强筋。墙体内部的拉接筋应该平直，而和砌筑砂浆应该有效的握裹，这样就会防止因为墙体的收缩而引起粉刷层开裂现象的出现。高层建筑沉降差异大需设置“沉降后浇带”，对调节不均匀的沉降起到一定的帮助作用。4.5加强实际操作过程中的施工管理。在实际操作过程中，工程师仅仅是在实地进行指导管理，而完成工作的都是对专业知识不甚了解的工人，所以不可避免的会出现一些差错。我们应该对进行具体操作的工作人员进行培训，增强他们的职业素养提高他们的职业技能，对施工过程应该注意的事项，应当给予指导，并及时纠正工作人员错误的观念，这些对防止裂缝问题的发生十分重要。4.6施工项目管理方面。在施工过程中应当尽最大的努力降低内外温度梯度以减小开裂率。混凝土的裂缝是随机的、不确定的，就算是同一单位，同一项目，甚至开始时审计审核都相同，并且由同一个施工队伍来完成，但是最终的开裂程度也是完全不同的。所以为了防止裂缝的出现，我们必须严格按照规章制度来进行操作，加强施工项目管理制度。

5结束语

建筑结构中的裂缝问题是一项非常复杂的系统工程，不仅仅在于施工工艺的方面还在于结构设计等众多方面，而且所涉及的问题也比较的复杂，不是轻易就能够解决的，裂缝问题虽然不能绝对的避免，但是却能够得到有效的控制。我们只要充分了解材料的特性并且分析裂缝产生的原因，不断地进行探索实践，采取相应的措施还是可以有效的解决裂缝问题。在实际施工过程中，不断注意细节的调整和管理，提高施工人员的操作能力，以及技术水平，可以有效地保证工程施工质量，保证建设安全稳定的进行。

作者:李波 单位:昆明市建筑设计研究院集团公司

参考文献

[1]冯树合.房建施工中混凝土结构出现裂缝的原因及预防[J].江西建材，2014，03；74.