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建筑结构设计裂缝成因及控制措施探析王羽

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：王羽

[导读] 摘要：混凝土是建设工程施工中不可缺少的材料之一。在城市化时代，混凝土结构被广泛应用于建筑领域。

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        摘要：混凝土是建设工程施工中不可缺少的材料之一。在城市化时代，混凝土结构被广泛应用于建筑领域。但是，一些施工单位对混凝土缺乏深入研究，导致工程施工和运行中混凝土裂缝频发，严重影响工程建设的整体质量，有可能降低其使用寿命。大量研究和试验发现，混凝土结构裂缝是工程建设中不可避免的问题，它与材料本身的性能以及结构的受力和变形机理有关。因此，为了满足建筑使用和结构的需要，在结构设计中加强混凝土结构的裂缝控制具有重要的现实意义。
        关键词：建筑结构；设计裂缝成因；控制措施；分析
        1裂缝类型
        1.1塑性沉降裂缝
        塑性沉降裂缝具有“中宽两侧窄”和梭形的特点，多出现在建筑结构的变截面、梁板相交、梁柱相交等部位，裂缝深度一般可达钢筋表面。减少或避免此类裂缝的方法是控制水灰比、砂率和坍落度；对于截面差异较大的构件，应先在较深位置浇筑，然后浇筑1~1.5h，待沉降稳定后，浇筑应与上部薄壁段同时进行。同时，要严格控制保护层的厚度。
        1.2塑性收缩裂缝
        这种结构裂缝大多是在施工期产生的。塑性收缩裂缝呈非标准多边形分布，或大致平行分布。裂纹间距最小可达几厘米，最大可达十几厘米。在初始阶段，这类结构裂缝表现出浅层为主的特征，并随着时间的推移逐渐发展为连续裂缝。防治措施主要是严格控制混凝土水胶比、水泥用量和粉土用量；在高温、大风、干燥等较为恶劣的施工气候条件下，应积极采取相关措施，确保工程施工质量。
        1.3温度应力裂纹
        温度是影响温度应力裂纹的最直接因素。在混凝土的实际施工中，需要较长的工期。在上述过程中，由于昼夜温差大、室内外温差大、混凝土结构表面散热快，影响了浇筑施工质量。当混凝土表面的拉应力大于其在温差作用下所能承受的拉应力时，就会立即产生温度应力裂缝。这种裂缝并不明显，但其对建筑物稳定性的负面影响却不容忽视。温度应力裂纹的外在表现主要是不同深度的表面裂纹。防治措施是严格控制混凝土内外温差，防止混凝土过冷，防止旧混凝土温度过低，以降低新老混凝土之间的粘结度。
        某建筑结构设计裂缝原因分析
        1.4物质因素
        混凝土是由水泥、骨料、水和一些气泡组成的非均质复合材料。由于各种材料力学性能的差异，在混凝土硬化过程中，混凝土中存在粘结性微裂缝，包括集料与水泥浆结合面裂缝、水泥浆裂缝和集料本身裂缝。这些裂缝分布不规则，一般不贯穿。微裂纹的存在是材料固有的物理性质，是不可避免的。
        在钢筋混凝土构件的使用过程中，钢筋与混凝土共同工作，弹性模量不同，导致构件的非同步变形。当混凝土的拉应力大于混凝土的抗拉强度时，这些微裂缝相互连接，裂缝宽度迅速增大。当裂纹宽度超过0.05mm时，肉眼可见宏观裂纹。
        1.5荷载因素
        钢筋混凝土结构施工后，由于外荷载的影响，混凝土结构往往会出现不同程度的裂缝。由于外荷载压力会对钢筋混凝土结构形成不同程度的应力，如果结构长期处于一种不均匀应力作用下，随着使用寿命的不断增长，建筑结构中会出现不良的混凝土裂缝。由此可见，建筑结构的裂缝问题与建筑结构的动、静荷载及应力效应密切相关。
        1.6温度系数
        根据相关调查资料分析可知，目前我国混凝土材料的使用中，线膨胀系数为1×10-5/℃。当混凝土材料内外温差较大时，外应力往往发生变化。随着应力的增大，会产生相应的拉应力。当拉应力超过混凝土的整体抗拉强度时，就会产生裂缝。

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通过对混凝土结构构件的摩擦系数、建筑结构的尺寸以及外部环境温度等相关因素的分析，可以看出随着外部环境温度的不断升高，混凝土结构中所含的水分会不断蒸发，造成混凝土浇筑塌落度过低，进而混凝土结构出现严重的收缩裂缝，如果外界没有足够的水分，裂缝问题就会更加明显。
        2建筑结构裂缝控制措施
        2.1混凝土材料的控制
        在建筑工程施工过程中，与应用混凝土浇筑施工相比，首先要加强对混凝土施工材料质量的合理控制，以保证混凝土施工质量符合要求，从而避免相应的质量问题混凝土实际施工中存在的问题。通常很难加强对混凝土材料的合理控制，这主要是由于混凝土建筑材料的复杂性。在原材料的质量控制上，要加强对原材料的合理复核，保证每种原材料在选用中都能充分体现其作用，从而保证混凝土结构浇筑具有理想的基础条件。
        2.2结构平面布置
        相对于建筑结构设计工作，需要保证建筑工程结构的平面布置符合要求，以避免实际平面布置中的突变。如果结构面出现坑洞，需要合理结合工程施工的实际情况，在区域边缘设置张拉梁，加厚周边楼板，科学合理地设置钢筋。此外，在该区域的实际处理中，应尽可能应用相关规范要求和施工要求来控制和管理结构长度。如果结构长度符合相关要求的实际情况，则需在地下合理设置后浇带，上部合理设置膨胀加强带。
        2.3 配筋设计
        特别是对于大跨度梁板，根据裂缝控制配筋是十分必要的。屋面板配筋宜采用双层双向全长配筋，在楼板阴阳角变形应力比较集中的地方增加径向配筋。与板相比，钢筋的设置应以直径间距为原则，科学合理地减少裂缝。钢筋设计和间距设置应按相应要求进行，以达到合理控制结构裂缝的目的。在自然条件下，混凝土的复合材料主要包括水泥、水、砂等。在物理和化学作用的影响下，其组分逐渐硬化成多孔复合材料。由于初始温度本身的收缩应力，内部出现许多微裂纹，在外力作用下裂纹逐渐增大。然而，与混凝土的宏观裂缝相比，混凝土的连续膨胀会导致开裂。与混凝土相比，特别是加固后的钢筋混凝土，裂缝不会突然破坏，裂缝宽度可以在很短的时间内得到控制。因此，在实际混凝土施工中，钢筋的作用很大，实现科学合理的控制可以避免裂缝的产生和扩展。
        2.4混凝土浇筑施工工艺控制
        混凝土施工时，先对薄弱部位进行振捣。这主要是因为在实际分层浇筑混凝土时，需要合理控制每层的厚度。在很多情况下，分层浇筑的厚度不能大于50，因为厚度比较小，内部温度能及时挥发，并在一定程度上保持各层温度的均匀性。另外，在建筑工程施工中，一般都是从两侧向中间施工，因此在一定程度上，对混凝土的密实度进行合理的控制，以达到对混凝土浇筑工作的合理管理。但在浇筑前，只有混凝土表面温度升高，才有必要对混凝土表面温度进行合理的检测，防止混凝土开裂。在实际浇筑中，我们需要更加注重细节，也能够根据工程的实际要求调整混凝土浇筑方案。首先要合理确定模板标高和尺寸，确保其能满足建筑施工的要求，并检查钢筋的性能，使其满足建筑施工的要求，加强施工中杂物的及时清理。另外，在实际混凝土浇筑中，为了避免在实际浇水过程中出现裂缝，必须合理控制浇水时间和两次注水时间间隔。浇筑混凝土时，要加强对竖向裂缝的合理控制。
        结束语
        建筑与人们的生产生活息息相关，建筑质量的好坏直接影响着人们的生活和财产安全。建筑结构裂缝是建筑质量和安全的重要威胁，需要采取相应措施，综合考虑可能引起裂缝的因素，对其进行控制。在施工设计中，应提高设计的科学性和合理性，并对一些标准参数有较好的估计。另外，在建筑施工过程中，要加强管理，提高施工质量，控制选材和施工工艺的选择。总之，相关施工单位应根据不同类型的裂缝采取相应的合理解决方案，最大限度地减少安全隐患，确保人民群众的人身安全。
        参考文献
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