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建筑结构设计裂缝成因及解决办法探讨王喜鸽

发表时间：2021/5/27 来源：《基层建设》2021年第2期作者：王喜鸽

[导读] 摘要：建筑工程结构出现较多漏洞，裂缝问题发生频率较高，对工程结构整体稳定性构成极大威胁。

        山西省工业设备安装集团有限公司山西太原 030032
        摘要：建筑工程结构出现较多漏洞，裂缝问题发生频率较高，对工程结构整体稳定性构成极大威胁。当前迫切需要对引发建筑结构裂缝问题发生的原因进行细致分析，并从源头上提出科学有效地解决办法，以确保整个建筑结构安全性和稳定性，为我国建筑事业高质量发展奠定良好基础。基于此，本文对建筑结构设计裂缝成因及解决办法展开探讨。
        关键词：建筑结构设计；裂缝成因；解决办法
        引言
        建筑物的结构必须满足强度、刚度和耐用性的要求。有必要为建筑项目制定合理的计划，从而使结构的强度、刚度以及耐久性方面得到进一步增强。在对建筑进行设计时，对所遇到的问题要与实际相结合进行分析，并且要对各种影响进行综合的考虑，保证建筑项目的设计最终可以对使用要求予以满足。
        1 建筑结构裂缝成因分析
        1.1温度因素
        在施工过程中因为体积较大的混凝土产生许多水化热，环境温度高及大气温度变化，极易出现裂缝。许多建筑物是由混凝土和砖石组成，固化时，因为水化作用，在短时间内混凝土温度上升，加上砖石温度保持不变，使得混凝土与砖石间存在温差。受到建筑结构限制，砖石及混凝土为两种不同材料，有不同的线膨胀系数，随着温度变化，墙壁及屋顶产生的内部压力以及温度变化成正比。如果部件温度负荷比剪切强度和拉伸强度高，就会有裂缝问题出现。除此之外，建筑物长期暴露在室外，当日照时间比较长时，将会降低建筑耐热性，使地板和墙壁间有间隙出现，从而出现裂缝。
        1.2材料因素
        水泥、骨料、水等是组成混凝土的主要材料，作为一种复合材料，不同材料的力学性能不同，在硬化过程中极易出现裂缝，这些裂缝不规则分布，一般不贯通，且是不可避免的，称这些裂缝为微观裂缝。钢筋、混凝土会相互影响，出现不同程度的变形，如果拉应力过大，则会出现裂缝，若细微裂缝汇聚，会导致整体变成更大的裂缝。
        1.3基础不均匀沉降，引起建筑主体的开裂
        建筑下部带多层裙房的建筑在现在设计中经常遇到，主楼处的荷载较裙房处的荷载大很多，基础设计时尽管按荷载大小设计了大小不同的基础，但是由于主楼基础荷载远大于裙楼基础荷载，主楼基础的沉降也远大于裙房基础的沉降，沉降差超过建筑材料的变形限值，构件就会产生裂缝。面积较大的建筑，地基持力层厚度变化很大的情况也很常见，在基础荷载相差不大的情况下，相邻基础持力层厚度相差较大，相邻基础的沉降差也可能导致建筑产生较大裂缝。
        2建筑结构设计裂缝的解决办法
        2.1合理选择材料
        建筑工程开展施工需要运用到的材料有很多，并且针对不同环节需要运用材料也存在一定差异，若出现材料质量不过关、不符合施工标准要求等情况，不仅会引发裂缝问题，还会威胁到整体结构质量，相应性能发挥也会大打折扣，为此要对材料进行严格把控。实践中需要根据建筑结构设计要求，对各部分施工材料类型、规格、数量、性能等加以明确，并委派专门人员对这些材料进行采购，在这过程中也要货比三家选择综合资质比较好的供应商进行合作，同时在材料使用时对材料质量、规格等进行一一检验，以避免因为材料因素而引发裂缝问题[4]。如：在对混凝土材料进行选择时，若使用混凝土体积相对较大，就可以选择水热化值相对较低的矿渣水泥加以运用，并对水泥浆稠度进行科学调整，使混凝土具备较强的拉伸性，在砂石骨料方面要保证级配良好，确保所使用材料符合设计结构要求，在保障材料质量的同时，建筑结构出现裂缝概率也会大幅度降低。
        2.2温度荷载裂缝
        有效控制针对较常发生或已经发生的温度、荷载裂缝，也要及时采取措施进行科学防治。

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在温度裂缝控制方面，需要对规划和选择工作加以关注，尤其是开展混凝土结构施工，除了要进行较长凝固时间以外，还要对水泥进行科学选择，以降低水化热现象，当混凝土达到初始强度以后，就要对水分和温度固化条件进行严格控制，以确保混凝土表面温度和湿度，防止发生表面裂缝问题，同时联系实际施工要求，选择和运用合理的施工工艺，并在此基础上做好施工过程细节把控工作，在防止裂缝问题发生的同时，可以根据实际遇到问题采取相对应措施加以解决。此外要尽可能地避免出现不规则结构情况，随着温度不断变化，结构不规则也会加剧裂缝问题发生，针对不同部位相关尺寸也要符合要求，在有效控制材料形变的基础上，减少温度伸缩带来的巨大差距，进而实现温度裂缝有效控制。在荷载裂缝方面，可以在建筑物顶层对保温层、隔热层进行设置，以防止墙体与屋里出现较大温度差异，进而引发裂缝问题，同时注重对模板周转率进行控制，确保模板拆除是在一定荷载力情况下，在这过程即便是出现裂缝也能及时发现，并严格遵照施工规范要求进行操作，防止裂缝问题带来更为严重影响。
        2.3结构尺寸设计
        在开展建筑工程结构设计工作时，需要深入实地开展勘察工作，并对科学准确地采集相关数据，以确保最终设计符合建筑结构体系标准要求，特别是在对建筑结构受力进行设计时，需要严格遵循整体性原则，使结构受力得到显著提高，实践中也要结合基本受力原理，确保受力图与受力分析保持一致。如：在对高层建筑开展结构设计时，就要充分考虑建筑结构抵御变形和抵抗力学能力，并通过结构尺寸科学合理设计，使整体结构处于相对平衡状态，裂缝问题也能减少发生。
        2.4混凝土设计
        因为混凝土引发的裂缝问题比较常见，为防止裂缝产生，就要对混凝土进行优化设计，实践中可以选择强度较高的钢筋构件，避免混凝土出现开裂情况，同时针对地基沉降出现附加应力引发钢筋混凝土裂缝问题，需要全面考虑钢筋设置，以提高整体结构质量。
        2.5预应力设计
        对建筑结构预应力进行设计，需要对几何结构、使用钢筋等因素进行综合考量，并通过优化设计达到节省钢筋用量和减少结构自重目的，实践中也要对整个建筑结构长度进行合理控制，使之处于规定数值范围以内，同时在地下部位也要考虑对后浇带进行设置，甚至还可以采用密孔钢丝网对周围钢筋进行加固，针对出现的长度超过规定数值情况，就可以通过沉降缝、后浇带科学设置，避免和减少裂缝问题发生。
        2.6提高设计人员专业素质
        重视人才引进，充实力量，打造一支具有专业技术和专业水平的建筑设计团队，从根本上提高建筑设计的能力与水平。通过培训提高建筑设计师的专业素质，通过制度规范设计人员的执业行为。建立相应的标准体系，规范设计，提高设计人员的专业素质。设计人员要客观严谨地分析项目的结构特点和结构构件的功能，提高工程设计质量意识，认真进行设计工作。社会也要尊重设计师的专业意见，理解他们从事的工作的特殊性。企业可以采取奖励的方式，对设计人员建立奖惩制度，有效提高设计人员的责任心和积极性，激励设计师认真开展设计工作，从而保证设计质量。
        结束语
        实际工程设计建设时，因为温度、材料等因素引发的裂缝问题，使建筑结构稳定性遭受严重威胁，并对建筑工程质量和使用效能产生极大影响。加强裂缝成因研究和解决办法探讨迫在眉睫，实践中也要结合建筑工程实际情况，对较常发生的裂缝问题进行分析，并在明确裂缝问题出现真正原因以后，采取极具针对性应对措施，以从根源上杜绝和防范裂缝产生，建筑结构整体稳定性也能得到有力保障，并促进我国建筑事业朝着高质量方向发展。
        参考文献：
        [1]王晓羽.建筑结构设计裂缝成因及控制策略分析[J].建材与装饰，2020（05）：86-87.
        [2]徐锋.建筑结构设计出现裂缝的原因及对策探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2020（01）：27.
        [3]吴君锋.建筑结构设计出现裂缝的原因及对策解析[J].地产，2019（23）：31.
        [4]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，2019，46（21）：9-10.