浅谈建筑工程结构设计裂缝处理

文/牛兆晖、汤爱博 青岛拓界建筑设计有限公司 山东青岛 266011

1、建筑结构设计中裂缝的类型

1.1 塑性沉降的裂缝

这种裂缝所产生的最主要原因，就是混凝土骨料在沉降的时候受到了阻碍。产生塑性沉降的裂缝，基本发生将混凝土浇注之后的半小时到两个小时以内。混凝土还没有处于塑性的状态，在混凝土的表面，失去了水分的时候就会立刻产生。主要是混凝土的塌落度过大以及沉陷太高造成的。

1.2 塑性收缩裂缝

这种裂缝产生原因，是混凝土在浇筑之后，塑性状态的时候，由于混凝土表面的水分蒸发特别快，导致了塑性收缩裂缝的产生。塑性收缩裂缝大多在混凝土的表面出现。塑性收缩裂缝通常会在混凝土浇注之后的五小时之内产生，混凝土的表面没被全部覆盖，尤其是平板的结构非常炎热的天气下，混凝土表面的水分蒸发特别快，或者是模板吸水份特别快等各种原因，导致了混凝土产生了急剧的收缩，这个时候混凝土的强度基本上接近零，无法抵抗变形带来的力，从而导致混凝土开裂。

1.3 温度应力裂缝

这种裂缝产生的原因，通常是因为混凝土在浇筑之后，聚积在混凝土里的水蒸汽不容易散发出去导致的，导致混凝土里的温度过高，然而混凝土的表面散热比较快，由此在混凝土的内外形成了很大温差，混凝土里会产生一股压应力，表面上产生的是拉应力。若在混凝土的表面及附近，存在着比较大的温度梯度，便会引起很大的表面拉应力，混凝土的龄期在这时是特别短的，抗拉的强度也是非常低的；若温差产生了表面的拉应力，超过这个时候混凝土抗拉强度的极限，混凝土的表面则会产生裂缝。

2、建筑工程结构设计中的裂缝控制措施

2.1 合理设计结构尺寸及选材

由于建筑材料变形的差异及自身的温差都会造成混凝土结构的开裂，特别在结构尺寸较大时，结构因材料变形及温差所造成的应力就会随之增大，极易在建筑的楼板与墙体中产生横向裂缝。通过统计分析，结构所受应力与长度呈非线性相关关系，因此，在进行结构设计时一定要确保结构尺寸合理，在结构设计时选用合理的布置方案使结构在实际工作中能实现整体性较好的同时刚度分配合理结构构件受力明确， 在计算配筋过程中要严格按照国家相关设计规范进行设计，从而减少或避免出现结构裂缝。

2.2 现浇混凝土楼板裂缝的控制

2.2.1 在结构设计时必须保证混凝土结构的整体刚度满足规范要求，以免结构的不均匀沉降造成在混凝土结构内部出现拉应力及剪应力，进而减弱结构内部抵抗温度应力的能力。

2.2.2 在建筑的外墙角位置上应布设放射筋，并且保证每个墙角布设的放射筋都在七根以上，配筋长度必须大于2m，配筋范围则不得小于楼板跨度的三分之一，各个钢筋之间的间距则不得大于0.1m。通过在建筑外墙角布设放射筋的办法能够满足应力的要求，使得现浇混凝土楼板的裂缝应力作用范围与放射筋作用范围一致，进而减少并控制裂缝的形成。

2.3 温度裂缝的预防控制

在建筑工程的结构设计中，应优先选用建筑平面布置规则、结构受力简单合理的结构布置，不宜设置太多的凹凸，以免产生温度应力集中进而造成裂缝。建筑的长高比应符合设计规范要求。特别是建筑物的长度不应超过温度伸缩最大间距的要求，以确保材料的变形在较小范围内，从而能有效防止屋面因温差较大形成变形集中造成的墙体裂缝。在砌体结构中建筑纵墙应尽量少设门窗，并且门洞和窗洞不宜开设过大，保证砖墙具有足够的抗剪面积，从而提高其自身的抗剪能力，同时还可减少在门窗部位的应力集中现象。温度裂缝的形成主要是由于砖墙本身、圈梁、屋面板的温度变形以及相互间的温差所引起的，其屋面板保温层的效果好坏会对顶层砖墙的裂缝程度产生直接影响。从建筑的结构方面考虑，所有的纵墙、横墙的顶层均应设置圈梁，以增强其整体性及抵抗温度裂缝的能力。

2.4 减小地基的不均匀沉降

近年来，不少建筑由于地基的不均匀性沉降导致混凝土裂缝的发生。为此必须加强对基础施工质量的控制，通常的办法可以在独立基础上设置好拉梁，土质情况不好可以采用筏板基础箱形基础。如果是软土地基，需要根据实际情况进行有效的处理。对于局部软硬不一的区段，需要采用土体的局部置换或加大基础接触面积等方法。

在柱下独立基础、桩承台处设置拉梁时，因为独立基础和承台的各自的变形量不同，会造成拉梁混凝土开裂，通常这种裂缝会非常的严重，在解决这类问题是，最好的办法就是在拉梁的两端都设置后浇带。

2.5 现浇钢筋混凝土裂缝控制

对于现浇钢筋混凝土所出现的其它裂缝问题，例如构造裂缝、收缩裂缝、倾斜裂缝、纵横裂缝和不规则裂缝，只有解决和减少这些裂缝，人们才能感觉到建筑物的安全。要解决构造裂缝和收缩裂缝，首先要预留一定的后浇带，设置隔热保温措施。“后浇带”是在现浇钢筋混凝土形成物理裂缝时，进行第二次浇灌，达到补充的作用，但是有了隔热保温措施，他们在温差变化不大的情况下下不会产生大面积的收缩裂缝。建筑师和建筑工人在建造建筑物时应该有良好的职业道德，对于施工工艺还要有一个控制措施。在PVC的安装和短钢筋网的铺设过程中要谨慎，寻找楼道和墙体以及楼板的最合适处，加强施工技巧的使用，使他们的受力方向保持一个协调性和安全性，这样就可以很好的解决屋面出现的纵横裂缝、倾斜裂缝和不规则裂缝问题。

结语：

现阶段，混凝土结构仍是建筑结构形式中的主流形式，特别是高层建筑中的应用更为广泛。所以在建筑结构的设计中，其规范要控制在可许的范围内，提高工作人员的整体素质，还要利用高科技的手段，确保建筑的质量。