王清華

摘要：混凝土現(xiàn)已廣泛應用于各種工程建設當中，早在1903年混凝土施工技術就傳人我國，隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，已從原有的地面區(qū)域發(fā)展到空中和地下，施工技術不斷提升。雖然混凝土產生的裂縫問題經(jīng)專家證明是無可避免的，但是其對建筑物的整體性能及抗震性能和滲漏的影響不容小覷，從設計階段就要很好地控制裂縫問題。

關鍵詞：建筑結構；設計；裂縫；措施

1、引言

如今，建筑行業(yè)正處于快速發(fā)展的階段，各類的建筑不斷的興起，與此同時，人們對建筑的質量也有著越來越高的要求。在建筑施工中，非常重要的一種施工材料就是混凝土，但是不同的建筑工程結構對混凝土的強度等級也有著一定的差異，如果在建筑結構設計中不能夠對混凝土的等級性能有一個充分的了解，就可能使得建筑結構的設計不合理，從而導致施工過程中出現(xiàn)裂縫問題。混凝土等級強度是建筑結構設計中出現(xiàn)裂縫的主要原因，為了提高建筑工程的質量，就需要對結構設計中出現(xiàn)的裂縫進行控制。

2、建筑結構產生裂縫原因分析

建筑主體結構主要是由不同性質的材料所組成，它們共同承受著荷載作用， 在澆筑過程中混凝土表現(xiàn)其塑性， 其自身就存在一些微裂縫， 隨著溫度而變形、收縮， 約束以及粘結應力共同作用導致混凝土內部拉應力的產生， 當超出混凝土所能承受的極限抗拉強度的時候， 會使得微裂縫擴大成裂縫。據(jù)有關資料顯示， 裂縫產生的原因主要分兩大類如下：

1）由外荷載（靜、動荷載）引起的裂縫和次應力引起的裂縫；

2）由變形、變化引起的裂縫：包括由于結構因溫度、濕度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫。其特征是結構在受到內部和外部的變化而產生變形，當變形受到約束和限制時產生內應力，應力超過一定數(shù)值后產生裂縫，裂縫出現(xiàn)后變形得到釋放，內應力松弛。調查表明，在混凝土結構中，占裂縫總數(shù) 80 %以上的都是由于不均勻沉降、混凝土凝結過程中的體積收縮以及溫度變化差異帶來的脹縮不均勻等非外力因素造成的裂縫。

由變形引起的占約80%，由荷載引起的占20%，因此控制鋼筋混凝土結構裂縫的關鍵在于解決變形所引起的開裂。

3、建筑結構裂縫的危害

1）受力重新分配。在正常使用情況下，鋼筋抵抗的是拉力而混凝土抵抗的是壓力， 然而當其出現(xiàn)開裂的情況時，裂縫處的混凝土和鋼筋的錨固失效， 鋼筋的應力變大， 而混凝土上部由于受壓區(qū)的高度相對變小，壓應力也極大的增加。

2）抗剪能力下降。當結構出現(xiàn)開裂的情況之后， 混凝土不再是一個整體， 而是變成許多支離破碎的細小部分， 各個截面也不再完整， 凈截面面積相應減小，從而整體的抗剪能力極大下降。

3）剛度減小。當裂縫情況嚴重時，位于裂縫截面的中性軸會上移， 結構變形加大， 同時剛度減小。

4）疲勞度下降。裂縫使得鋼筋和混凝土長時間都處于高應力的拉壓狀態(tài)，從而降低了其疲勞壽命， 使得整體結構疲勞度也隨之降低。

5）強度降低。裂縫會導致鋼筋的外露，空氣及水分等的侵入會引起混凝土編織和鋼筋銹蝕，使整個結構的強度逐漸降低。

4、結構設計引起裂縫的分析

由荷載引起的裂縫，可以通過結構計算來控制，由于形變引起的裂縫，通過構造設計可以進行控制。但是在結構計算過程中，假設的力學模型與實際結構的受力狀態(tài)是不完全相同的，這樣內力計算結果與實際不符，這些常規(guī)計算模型之外的內力往往引起結構裂縫。而由于計算疏忽漏掉的裝修荷載等導致結構開裂，這就需要通過結構加固，來實現(xiàn)結構的安全使用。結構設計時對角部抗裂驗算不準確也會導致角部斜裂縫出現(xiàn)。

5、控制裂縫產生的有效措施

針對以上提出的裂縫產生機理及其影響因素，提出了以下工程結構設計方面的解決性對策，具體如下：

5.1 簡化結構體系

在建筑工程結構設計中，要根據(jù)工程要求和實際情況，加強對結構設計的簡化處理，采用現(xiàn)代概念設計理念，加強對復雜體系的分析，通過合理、科學的現(xiàn)代設計方法，避免裂縫的產生。與此同時，還要綜合考慮到受力和變形作用，合理計算配筋，尤其是對于裂縫控制的薄弱環(huán)節(jié)，一定要做好防范處理，進而控制好結構體系對裂縫的有效預防。

5.2 結構形狀要規(guī)則

在布置結構的形狀時，要盡量做到規(guī)則，確保整個結構應有的剛度，如果在設計中，結構布置不規(guī)則，那么其上下結構所承受的剛度不會統(tǒng)一，從而造成不同程度的變形，尤其是是剛度控制薄弱的環(huán)節(jié)，極易發(fā)生開裂的現(xiàn)象，為此，要進行結構設計時，結構的形狀一定要保證其規(guī)則性，從而避免裂縫的產生。

5.3 尺寸設計要合理

在進行結構設計時，尺寸設計也預防裂縫產生的主要環(huán)節(jié)。正如上文中以們提到，一旦結構的尺寸過長，那么其所產生的溫差應力也會增大，最終出現(xiàn)裂縫。因此，需要設計人員在設計，結合工程實際要求，合理控制結構的尺寸，全面考慮結構應力與長度的關系，既要滿足設計的規(guī)范和要求，也要避免裂縫現(xiàn)象的產生。

5.4 材料運用要規(guī)范

首先，工程結構設計中，所選用的混凝土，既要滿足防水要求，也要滿足工程的承載力要求，其強度不可以過高，一般情況下，最好采用C25 -C35混凝土。其次，在結構設計中，可以采用粉煤灰，使得混凝土的和易性得到改善，同時，還可以減少水泥用量。其三，對于水泥品種的選擇，最好采用收縮性小的水泥材料，并且可以適當?shù)負郊右恍┩饧觿?，使得水灰比降低，嚴格控制內外溫度，加強對整個結構的保溫和保水養(yǎng)護。

另外，對于板類構件而言，其裂縫的控制主要是采用預應力混凝土，加強對樓面鋼砼構件以及層面構件的分析，尤其是在樓面板預埋管線時，必須要用支架固定管線，而且，對于管線交叉部分，運用專門設計的接線盒，強化土板剛度。

6、總結

綜上所述，在建筑結構設計對建筑整體的施工質量有著非常重要的影響，為了提高建筑施工的質量，就必須對結構設計中裂縫的產生進行有效的控制。建筑結構設計中的裂縫嚴重的影響著建筑的安全，為了有效的控制裂縫的產生，可以從嚴格原材料的選材程序、做好混凝土建筑物的澆筑施工技術控制、做好混凝土澆筑的養(yǎng)護工作以及提高建筑結構設計人員整體素質等方面進行控制。另外，在施工時要嚴格按照有關規(guī)范及操作要求來進行，對于施工監(jiān)管力度要加大，以保證建筑工程的安全性及穩(wěn)定性。

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