建筑结构设计裂缝成因及控制策略分析

王晓羽

（山西省工业设备安装集团有限公司 山西太原 030000）

现阶段，建筑行业的整体发展趋势越来越明朗，在城市化建设发展过程中，大量的建筑工程被不断新建起来，为提高人们的生活质量和生活水平提供了重要的保障。在建筑工程结构当中，混凝土材料是比较常见的施工材料，混凝土施工质量直接关系到了整个工程结构的安全性和稳定性。由于建筑结构在设计工作的相关特性，如果在设计工作中存在误差问题，很有可能会造成建筑结构出现不同程度的裂缝，对建筑体的整体安全性和稳定性形成了严重的影响，同时在后续的使用和居住过程中，对人们的人身安全也形成了重大的威胁。基于此，相关建筑工程单位针对建筑结构设计裂缝产生的具体原因进行了分析和探索，并且提出了针对性的建筑裂缝控制策略，有效提高建筑结构的安全性，对推动我国建筑产业的高质量发展打下了良好的基础。

1 建筑结构设计裂缝成因分析

1.1 材料因素

混凝土是由水泥、骨料、水及一些气泡组成的多相非均匀复合材料。由于各种材料的力学性能存在差异，在混凝土硬化过程中，混凝土内部产生粘着细微裂缝，包括骨料与水泥浆粘结面上裂缝、水泥浆裂缝和骨料自身裂缝。这些裂缝呈现不规则分布，一般情况下不贯通。微观裂缝的存在是材料固有的物理性质，是不可以避免的。

钢筋混凝土构件在使用过程中，钢筋和混凝土协同工作，二者的弹性模量不同，导致变形不同步。如果混凝土承受的拉应力大于混凝土的抗拉强度，这些细微裂缝会相互贯通，裂缝宽度迅速增大，当裂缝宽度超过0.05mm时，便产生了肉眼可以看见的宏观裂缝。

1.2 荷载因素

建筑钢筋混凝土结构在建设完成之后，由于受到外部荷载的影响，经常会产生不同程度的混凝土结构裂缝。由于外部荷载压力会对钢筋混凝土结构形成不同程度的应力作用，如果结构长期处于一种不均匀性应力作用下，随着使用年限的不断增长，建筑结构当中会出现不良的混凝土裂缝。由此可以看出，建筑结构裂缝问题和建筑结构的动静荷载以及应力影响有着密切的关联。

1.3 温度因素

依照相关调查数据分析可以看出，当前我国在混凝土材料的使用过程中，线性膨胀系数大小为1×10-5/℃，当混凝土材料的内外温差相对较大的情况下，经常会产生外部应力的变化。随着应力大小的不断上涨会产生相应的拉应力，当拉应力大小超过混凝土的整体抗拉极限强度的情况下，就会产生裂缝。通过分析混凝土结构构件当中的摩擦系数大小，建筑结构的尺寸大小以及外部环境温度等相关因素，从中可以看出随着外部环境温度的不断上涨，混凝土结构当中所含有的水分会不断蒸发，引起混凝土浇筑时坍落度太低，进而混凝土结构会出现不良的收缩裂缝问题，如果在外界没有补充充分的水分条件下裂缝问题会表现得更加明显[1]。

1.4 施工质量因素

在建筑工程的施工过程中，施工质量影响也会造成结构开裂，混凝土施工环节是一个重点的裂缝控制环节。施工管理不当，施工人员踩塌已经绑扎好的上层钢筋，浇筑时混凝土的保护层加大，构件横截面的有效高度减小，容易形成沿构件支承边缘并垂直于构件受力钢筋方向的裂缝；在混凝土浇筑施工当中，相关施工单位必须要充分考虑到外部环境因素的影响，做好养护；另外，需根据设计图纸中所规定的最大荷载量，针对混凝土的浇筑量进行严格的控制，以此来有效提高建筑混凝土结构的稳定性。再有，针对混凝土支模固定、拆模时间必须要做到规范合理，如果混凝土模板固定不牢靠、不稳定或者过早拆模也会造成混凝土裂缝的扩展。

2 建筑结构设计裂缝控制措施

2.1 做好设计工作质量

在结构设计过程中，设计人员必须要充分考虑到影响混凝土裂缝开展的诸多因素，提高建筑结构的整体刚度，以及整体承载能力。此外，相关设计工作人员尚应考虑建筑物可能产生的不均匀沉降，引起建筑物裂缝扩展。因此，设计时，必须要对整体结构进行准确的计算和分析，对建筑结构当中存在的各种不可控性因素进行有效的判断，并采取相应的加强措施，以此来提高建筑设计的科学性与合理性[2]。

2.2 控制施工材料质量

在混凝土材料选择时，需要严格控制混凝土的质量，通常情况下，较大的混凝土材料，应选择水化热较低的粉煤灰水泥或者是矿渣水泥材料，严格控制水泥、骨料中有害物质的含量，也可以在混凝土材料当中适当的添加外加剂，有效提高水泥浆的粘稠程度，做好对钢筋的锈蚀保护，提高混凝土材料的整体抗裂能力。此外，施工单位需要严格依照国家建筑工程的施工标准，合理控制混凝土材料的含沙率以及骨料类型，施工管理人员需要对所选择的材料进行有效的质量检查。

2.3 控制工程施工质量

建筑混凝土施工质量控制直接关系到了建筑体的安全性和稳定性。因此，在施工过程中，施工单位需要有效提高混凝土施工技术层次，要求施工人员依照相关施工标准严格执行。在混凝土浇筑施工当中，施工人员需要充分考虑到施工环境的影响，当在一些温度较高的环境下进行施工时，施工人员需要采用分层浇筑施工，通过运用浇筑面自身的散热功能来有效降低外部环境高温所形成的不良影响。此外，还可以选择使用埋设水管的方法来进行物理降温，通过这种方式，不但保证了混凝土结构的施工温度，同时还锁住了混凝土当中的水分，提高了建筑混凝土结构的抗裂能力。在混凝土材料的浇筑过程中，相关施工人员必须要充分考虑到钢筋混凝土结构的施工位置问题，需要充分保证钢筋结构不会受到混凝土浇筑施工的扰动，有效保证整个建筑混凝土结构的稳定性。比如，在建筑混凝土结构当中，建筑结构的梁体和楼板之间的混凝土材料强度大小尽量保持相同，当建筑结构的墙、柱混凝土强度等级高于梁、板混凝土强度等级时，节点核心区域的混凝土强度需要和墙、柱混凝土材料保持相同。在建筑的梁、柱和墙的混凝土等级超过底板混凝土强度的情况下，需要将节点核心区域的混凝土强度大小来进行有效的调整，以此来提高建筑体整体结构的承载能力以及抗开裂能力[3]。必要的情况下，需通过验算，加大节点区域的配筋，或者增配抗裂钢筋，以避免交接部位出现裂缝。

3 结束语

在建筑结构的设计工作当中，相关设计工作人员必须要充分考虑到建筑裂缝问题，通过对建筑结构裂缝产生的具体原因分析和总结，有效提出了相应的预防控制策略，提高了建筑结构整体的抗裂能力。通过多年的实践工作和总结，相关单位积累了大量的防裂缝工程经验，并且仍然处于进一步的探索和研究过程中，在后续的建筑工程发展过程中，将会不断提高建筑结构整体的抗裂能力。