解析建筑结构设计中裂缝产生的原因及控制

1、解析建筑结构设计中裂缝产生的原因及控制【摘要】在建筑工程设计和使用过程中，混凝土裂缝是普遍存在也是容易出现的问题。混凝土裂缝的出现不仅会影响房屋结构的适用性和耐久性，同时也会影响结构的安全性。裂缝问题一直困扰着广大设计人员，文章就混凝土结构裂缝产生的原因进行分析，并针对裂缝的不同成因提出相应的控制措施，以提高建筑工程结构的使用寿命。【关键词】建筑工程；结构设计；裂缝；控制伴随着人们生活水平的日益提高，对建筑行业的要求也在日益增加。混凝土结构作为建筑工程中的重要环节更加受到重视。混凝土的使用虽然给建筑行业带来了巨大的发展，但是混凝土结构裂缝问题的出现，无疑是建筑工程使用中的巨大阻碍。结构裂缝问题

2、使得建筑工程的质量得不到有效的保障，所以，解决混凝土结构裂缝问题迫在眉睫。1、建筑混凝土结构裂缝产生的原因分析1.1 混凝土塑性变形引起的裂缝混凝土塑性变形通常是指混凝土凝结硬化前，由于构件表面失去水分较快而产生的收缩变形，从而导致结构构件产生裂缝。一般塑性变形裂缝形状比较规则，裂缝深度较浅，裂缝长短不一，互不相连。1.2 混凝土干缩变形引起的裂缝混凝土干缩变形是指混凝土在硬化时失水干燥引起混凝土体积减小，当混凝土内部拉应力超过其约束力时，就会产生干缩裂缝。这种裂缝通常出现在混凝土构件表面，裂缝图案纵横交错，没有一定规律。1.3 温度裂缝当外界环境温差较大时，会造成混凝土内部与外部热胀冷缩差异

3、而开裂。对于大体积混凝土，由于水泥的水化热而形成混凝土内部温度高，导致其内部温度与构件表面温度相差较大。同时混凝土构件受外力约束，使得构件内部产生压应力，在混凝土表面产生拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。1.4 地基变形影响房屋是建设在地基基础上的，地基对房屋的安全和稳定会产生严重的影响。裂缝的出现与地基基础的不均匀沉降有密切的关系。如果地基开挖深度不足，当上部荷载超过地基的极限承载力时，下部地基土就会发生下沉，从而导致上部结构发生变形，墙体就会出现裂缝。1.5 其它因素影响房屋建筑在设计过程中，混凝土材料配比不均衡或者水泥标号不对，常常会导致混凝土发生离析；混凝

4、土震捣不密实，构件在拆模后会出现蜂窝麻面现象；钢筋锈蚀会导致钢筋与混凝土之间的粘结力降低，从而使混凝土开裂。2、建筑结构设计中裂缝的控制措施根据建筑混凝土结构裂缝产生的原因分析，为了更合理地控制好建筑结构裂缝，至少应采取以下几方面的措施。2.1 合理设置建筑变形缝在混凝土结构裂缝控制过程中，可以通过设置伸缩缝、沉降缝，将结构划分为几个自由独立变形结构单体，可以有效地解决结构温度应力和收缩应力过大、以及基础不均匀沉降的问题。然而，设置变形缝会受到建筑使用功能的限制，例如，在伸缩缝设置时，由于建筑使用功能的不可分割性而不能设置。而且，变形缝的防水防潮问题一直没得到很好的解决。2.2 设置混凝土后浇

5、带后浇带，是解决不能设置伸缩缝时的一种解决方式。后浇带一般设计为，在楼层结构剪力较小处留置1 米左右宽度的梁板混凝土，在相邻混凝土完成浇筑一段时间以后，才采用微膨胀混凝土进行浇筑。设置后浇带能够有效地解决不适宜设置伸缩缝的结构混凝土，浇筑和固化过程的伸缩变形而产生裂缝问题。甚至，后浇带能解决建筑前期固结敏感土质上的沉降差问题。但是，后浇带无法解决后期使用过程中，混凝土温度变形和结构不均匀沉降变形产生裂缝的问题。2.3 设置混凝土加强带因为后浇带的施工周期较长，有时会影响工期或后续工序的施工，所以为缩短混凝土施工工期，经常采用加强带代替后浇带来进行施工。具体做法是：将适量的膨胀剂添加到混凝土中，

6、使混凝土发生膨胀产生内部的预压力，这种预压力可以抵消温度应力的作用，防止混凝土结构出现裂缝。加强带能解决一次成型的超长结构的施工问题。但是，加强带中膨胀剂的掺量控制不好，产生的预压力过大或过小也会造成混凝土开裂。其次，由于加强带需要整层楼板混凝土掺入膨胀剂，导致施工成本有所增加。2.4 完善结构设计，增加抗裂构造措施在混凝土结构设计中，采用量多的小直径配筋比量少的大直径配筋更有利于抗裂。此外，在一些容易受到温度影响的楼板中，要采用双层双向配筋或配置抗温度变形钢筋网片；在水电等其它专业开洞、穿线管等减弱结构受力的地方，增设构造配筋或增加结构厚度；在容易产生变形集中的板角加设加强筋；预应力梁及大梁

7、侧边板厚度适当增加且双层配筋等等。增加构造性配筋，虽然会增加建设成本，但对于控制建筑结构开裂会有明显的效益。2.5 采用保温隔热措施为避免混凝土结构因温度应力产生裂缝，除了混凝土养护时通过覆盖及浇水来保持混凝土均匀散热外，建筑设计中还设计屋面保温层、外墙隔热层等保温隔热措施，来避免日常使用中温度应力对混凝土结构的影响。2.6 采用预应力技术无粘结预应力技术作为一种抗裂技术，在混凝土结构裂缝控制发挥着重要的作用。在钢筋混凝土应用中，通过预应力钢筋张拉而产生较大的预压力，可以抵消混凝土收缩时产生的拉应力，防止混凝土结构出现裂缝。结语：通过对建筑工程中混凝土结构裂缝的多种成因进行分析，可以发现，引起混凝土出现裂缝的原因主要来自材料和施工环节。混凝土裂缝的产生对结构的安全性、适用性和耐久性都有较大影响，必须全面了解裂缝产生的机理，对裂缝采取积极有效的预防与控制措施，才能保证建筑结构的质量。文章提出的几点措施和建议，加以施工技术人员的协调和配合，同时在科技水平不断进步和发展的情况下，相信在不久的将来，混凝土结构的防裂问题会得到很好的解决。参考文献：【1】 高杰媚. 在建