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探究建筑结构设计中控制裂缝的策略

发表时间：2021/6/8 来源：《基层建设》2021年第2期作者：张友健

[导读] 摘要：在建筑业的发展下，人们对于建筑质量的关注度逐步提升，在建筑施工中，结构裂缝的发生也十分常见。

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        摘要：在建筑业的发展下，人们对于建筑质量的关注度逐步提升，在建筑施工中，结构裂缝的发生也十分常见。在建筑工程中，混凝土是常用材料，由于设计等因素的影响，建筑混凝土很容易受到各类因素影响，导致建筑物发生裂缝，影响建筑物安全性与稳定性。本文针对建筑的常见裂缝类型和危害进行了分析，探讨建筑结构设计中控制裂缝的策略。
        关键词：建筑结构设计；控制裂缝；策略
        在当前我国的建筑工程中，主要采用了钢筋混凝土结构，这类结构成本低廉、技术成熟、结构耐久性能好，但是，混凝土本身存在不稳定性，如果结构设计不科学、混凝土配比不达标、温度和湿度的控制不当，很容易导致建筑出现裂缝，这就需要针对这一问题采用合理的建筑结构设计方案，避免出现裂缝而影响房屋的质量和外观。
        1 建筑的常见裂缝类型
        第一，应力裂缝：在混凝土的硬化过程中，会蒸发大量水分，体积缩小，导致混凝土结构收缩，此时，墙板在四周约束作用下，无法自由伸展，随着约束力的越来越高，会导致混凝土板开裂，继而引发应力裂缝。如果拆模时间过早，混凝土还没有完全凝结，此时施加的压力也会导致混凝土出现裂缝。
        第二，温度应力裂缝：在混凝土浇筑完毕后，其结构表面会存在温度差，导致水泥水化热量难以及时发散，会导致混凝土内部和外部之间出现温度差，在内部压力、表面拉应力作用的影响下，会出现温度应力裂缝。
        第三，塑性塌落裂缝：在浇筑完毕后，混凝土结构依然会处在塑性状态，浆体发生不均匀沉降，粗骨料下沉，水泥净浆上浮，当骨料受钢筋支顶抑制，在表面水分消失后，会沿着钢筋走势和房梁而出现裂缝，这就是塑性塌落裂缝。
        第四，收缩裂缝：在混凝土完成硬化之前，还处在塑性状态，此时，沉降现象也会受到限制，如果钢筋面积较大，或者骨料面积较大，会导致水平和收缩方向存在困难，出现不规则裂缝，这就是收缩裂缝。一般情况下，收缩裂缝是平行存在的，并且具有深度。
        2 建筑工程裂缝的成因与危害
        建筑工程裂缝的存在，会降低刚性，如果施工过程中出现裂缝，裂缝会沿着中心轴发生变化并出现移动，随着裂缝的越来越严重，对工程结构的破坏性也会越来越大，工程结构变形会持续增加，严重影响整个结构的高度。裂缝的存在也会影响建筑的抗剪能力，降低建筑抗震性能。另外，裂缝也会引发钢筋暴露问题，这样，混凝土的内部就会遭到空气和水分的侵蚀，在时间的延长下，混凝土会发生变质，其整体强度受到严重影响，如果裂缝持续扩大，将会影响整个建筑物结构的耐久性，甚至造成安全隐患。建筑工程裂缝的原因主要包括几个方面：
        首先，材料选择的问题。目前，高强度混凝土已经得到了广泛应用，尽管这类混凝土可以减小构件尺寸，但是，仅仅依靠降低水灰比、增加水泥用量的方式还难以达到施工要求，如果混凝土材料的选择不当，强度等级未达到要求，就可能在荷载因素下产生裂缝。
        其次，温度因素的影响。在外部温度变化下，会导致混凝土内部发生拉应力，因此，如果在建筑结构设计上，没有充分考虑到建筑工程的实际情况，对于隔热层等设置不合理，也很容易由于温度的影响而出现裂缝。
        再次，施工裂缝。导致施工裂缝的原因多种多样，在施工环节中，部分施工人员专业知识缺乏，没有按照相关规范要求来安装模板，导致模板支撑力不足等，也会引起裂缝。另外，如果钢筋在混凝土中分布不合理，也会导致钢筋无法发挥出理想的作用，导致建筑结构出现裂缝，或者如果要赶工期，将模板过早拆除，也会出现裂缝。
        最后，设计原因的影响。

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在建筑设计中，需要对建筑结构的整体合作进行计算，如果计算存在误差，或者预留安全系数不足，那么也会导致部分构件发生裂缝，在装修过程中也会出现额外负载，导致裂缝扩大。
        3 建筑结构设计中控制裂缝的策略
        3.1 创新建筑结构设计理念
        在建筑结构的设计环节中，需要根据建筑物目标要求来确定混凝土组成成分，运用先进、科学的设计理念，把握好混凝土的设计质量。对于建筑结构的关键环节、关键位置，要严把质量，这不仅可以提升建筑物的适用性和耐久性，还能够降低施工成本，提高相关企业的经济效益。建筑单位在建筑结构设计中的混凝土配制环节，需要根据建筑目标要求来对现场进行勘察，掌握具体情况，合理选择设计方案，对混凝土结构组成进行反复计算与核对，确保混凝土结构各项组成达到最佳配比。比如，对于混凝土结构的预埋构件、配件厚度等指标，都要严格控制，并做好现场的监督管理，要求技术人员按照施工图纸来施工，特别是对于隐蔽部位和关键环节，必须要进行严格监管，以降低裂缝的发生率。
        3.2 把握好平面设计质量
        在建筑结构设计时，需要根据建筑要求，遵循建筑平面设计原则，避免其平面结构变形，在建筑结构设计上，要对整个长度进行科学把控，控制好混凝土浇筑位置和浇筑质量，为混凝土提供足够的支撑，避免由于重力较大而造成裂缝。如果房屋长度过长，需要严格控制好变形中的位置和数量，在横梁浇筑时，需要特别注意横梁位置以及周围支撑部分的混凝土浇筑厚度，必要情况下，可以增加配筋数量，避免裂缝导致整个建筑变形。
        3.3 保证浇筑构件厚度
        在建筑结构设计时，浇筑构件厚度会直接影响建筑物的使用性能和耐久性，因此，必须要严格控制构件厚度，按照我国的相关规定，混凝土浇筑构件厚度要在L30~L35以下，民用建筑中厚度不能小于100毫米。在设计环节，需要根据建筑物的要求来确定构件厚度，确保其符合要求，如果构件过厚，会对墙体产生较大压力，容易出现裂缝，如果构件过薄，不足以支撑垂直方向重力，也会出现裂缝。
        3.4 把控好混凝土等级
        混凝土施工是一个十分复杂系统的过程，若施工现场无法科学合理地应用施工技术和施工工艺，将直接影响混凝土配比与应用的强度，造成建筑结构出现裂缝等问题。在建筑结构设计上，需要根据不同部位要求来确定现浇筑混凝土强度，强度越高会增加水泥的用量，而混凝土的收缩主要是由于水泥的收缩引起的，所以水泥浆增多，混凝土的收缩越大，混凝土就越易开裂，而且投入成本也会增加。对此，需要根据建筑物的设计要求与相关标准确定浇筑强度，并且要控制好钢筋的使用性状、使用位置和型号，降低裂缝发生的可能性，把控好钢筋面积与构件面积配比。
        4 结语
        建筑结构裂缝作为建筑质量和安全性能的主要威胁，需要采取相应的措施来分析可能导致裂缝的因素并加以控制。在进行设计时需要提高设计的科学性和合理性，在建筑施工过程中，有必要加强管理，提高施工质量，做好材料检查和施工工艺的选择。
        参考文献：
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        [2]魏广宁.浅析建筑工程结构设计中的裂缝问题[J].城市建设理论研究（电子版），2018，（8）.
        [3]童海.建筑工程结构设计中裂缝问题的思考[J].住宅与房地产，2017，（27）.82-83.
        [4]张可可.关于建筑工程结构设计中的裂缝问题探析[J].城市建设理论研究（电子版），2017，（15）.198.