建筑结构设计裂缝成因及控制措施探析

田晓

摘要：建筑工程中，混凝土结构裂缝问题较为常见，其主要原因在于混凝土构件在较大结构应力影响下，导致承载力不足，产生结构性破坏，其主要类型包括表面裂缝、中等裂缝与贯穿裂縫，结构裂缝的产生会影响建筑结构稳定性与安全性，为此就需要采取有效措施实现对于结构裂缝的控制，避免结构裂缝的产生。

关键词：建筑结构；裂缝成因；裂缝控制措施

目前，我国在建筑结构中应用最为广泛的材料是混凝土。因混凝土结构的建筑在设计上以及其他方面的特点，且混凝土材料受外界影响较大，因此，就有可能会产生建筑结构的裂缝，这些裂缝对建筑整体的稳定性和安全性会产生巨大的影响，进而影响到人们的人身财产安全。因此，相关人员必须对这些裂缝进行处理，以提高整个建筑的安全性和质量。接下来，本文就对这些裂缝的类型以及成因进行分析。

1裂缝种类及成因

1.1水泥水化热产生的裂缝

在水泥进行灌注的时候会释放出大量的热，而这些热源主要是来自水泥的水化生热，具体的放热速度以及放热量的多少，都与混凝土的配合比密切相关。不同类别水泥的使用功能不同，同时在水化生热过程中，放热的速度以及量的多少都是有所差异的。而裂缝的产生，就是因为水泥的水化放热，导致内外表面存在温度差，使内表面产生压应力而外表面形成拉应力，当拉应力的强度超过混凝土本身的抗拉限度之后，就会形成混凝土裂缝。

1.2温度应力裂缝

温度应力裂缝顾名思义，其主要影响因素为温度。在实际的混凝土浇筑施工过程中，常常需要一个较长的施工期，在这段时间内，由于昼夜温差以及室内外温差较大且混凝土结构的表面散热较快，就会对浇筑产生影响。当温差产生的表面拉应力超过混凝土所能承受的拉应力强度就极易形成温度应力裂缝，这种裂缝看上去并不明显，但其实际对建筑物的稳定性和安全性影响依旧不容小觑。温度应力裂缝主要表现为不同深度的表面裂缝，要防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度或者防止混凝土超冷以及防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。

1.3建筑结构设计不当

建筑工程施工中，混凝土结构设计不当，也会导致混凝土结构裂缝的产生，影响混凝土建筑质量与使用寿命，例如，混凝土结构构件截面设计不合理、混凝土梁跨度过高等。混凝土结构构件计算不当，会导致混凝土受力钢筋截面较小，当高度不足的情况下，截面板厚度不合理、配筋不当、节点设置不当等因素，都会影响混凝土结构构件质量，加快混凝土结构裂缝形成，影响建筑安全。

2裂缝控制措施

2.1控制混凝土材料质量

混凝土建筑材料的选用，需要严格遵循相应的设计标准与技术规范，禁止采用质量不合格的建筑材料，以避免产生混凝土结构裂缝。混凝土工程所使用的钢筋材料，需要选用正规厂家生产的，在材料进场时，进行抽样检测，禁止不合格的材料进场。水泥材料的选用，需要做好材料质量控制，控制好水化热的程度，避免由于温度应力导致结构裂缝产生。混凝土材料骨料的选用，要尽量采用碱含量在0.6%左右的材料，避免由于骨料质量导致混凝土材料整体质量受到影响。强度较高的水泥材料，可以减少混凝土配比中的水泥含量，并且更好地发挥混凝土膨胀剂及减水剂的效果，可以结合复合型外加剂，提高材料性能。同时，从混凝土结构构件规格泵送效果的角度考量，选用粒径合理的碎石材料，减少裂缝问题，并提高混凝土结构构件的承载能力。混凝土材料施工技术是否规范合理，会影响混凝土构件结构裂缝的产生。根据建筑工程的实际需求，了解具体工程概况，包括混凝土构件环境、结构类型与钢筋布置等，合理采用普通混凝土或高性能混凝土，并设计相应的配合比。

2.2严把设计关

在设计时，要统筹考虑多种可能遇到的因素。另一方面，应当重点考虑建筑物混凝土结构的整体刚度，以提升整个建筑的荷载能力。此外，还需要考虑到建筑物可能发生的不均匀沉降问题。当不均匀沉降发生时，会产生相应的压应力与拉应力，且会导致建筑结构在温度应力的抵抗上能力下降，因此，在对建筑的设计时需要准确的计算建筑的荷载能力并对可能发生的意外以及不可控因素进行预判，增加设计的科学性与合理性。

2.3控制混凝土施工质量

2.3.1混凝土搅拌

在混凝土搅拌阶段，需基于工程需要，合理选用搅拌机。可选择强制式搅拌机，保证混凝土的拌和效果，可以将装料容积控制在搅拌机物理容积的13～12之间。需要根据混凝土类型来控制搅拌时间，如果为轻骨料混凝土，则需要较长的搅拌时间；如果混凝土的坍落度较大，则搅拌时间较短。搅拌时，如果选用自落式搅拌机，会导致混凝土材料在重力影响下产生离析现象，而强制式搅拌机则有效避免这一缺陷，且混凝土材料搅拌所需时间更短。

2.3.2混凝土振捣

混凝土的振捣工作，需要明确具体的振捣范围，并保证振捣的均匀性与密实度，避免出现过振及漏振现象。振捣时，要保证混凝土无下沉、无气泡，并开始泛浆。振捣棒的使用，要按照垂直振捣、快插慢拔的方式，避免混凝土振捣中留下空隙，振捣时间限定在30s左右，避免由于振捣时间过长混凝土分层离析现象，导致混凝土质量受到影响。混凝土振捣时，要禁止振捣棒与模板、钢筋及预埋件相接触，模板附近的混凝土振捣，应在振捣同时在模板上用木锤轻轻敲击；存在密集钢筋与预埋件的位置，可以采用铁钎进行捣实。通过混凝土振捣工作，避免混凝土材料分层离析而导致的混凝土构件断裂或者裂缝问题的产生。

2.4加强施工后期的混凝土养护

工程混凝土施工中的一个重要环节就是进行混凝土的保温养护，进行保温养护主要是为了降低大体积混凝土的内外温度差以此来降低混凝土块的自约束应力，还可以降低混凝土浇筑时的降温速度，以此来防止温度差造成混凝土裂缝的产生。温度差是形成混凝土裂缝的一个重要原因，所以我们要去重视混凝土的保温养护工作，给予混凝土最为有效的保护，就是给工程的施工质量带来足够的保障，给我们施工人员的安全带来足够的保护。

3结语

建筑结构裂缝的控制，可以从混凝土材料质量控制、混凝土构件结构设计与混凝土施工三个层面进行讨论，并严格遵循科学的设计理念与设计方法，保证结构设计的合理性；在混凝土工程施工中，也需要基于建筑工程的实际情况，按照技术应用规程进行施工作业，做好混凝土养护工作。

参考文献：

[1]田志翔.建筑结构混凝土控制裂缝技术探究[J].产业与科技论坛，2016（4）：51～52.

[2]徐大荣.混凝土建筑结构裂缝控制的技术分析[J].中国科技投资，2016（11）.

（作者单位：河北省水利水电勘测设计研究院）