基于建筑结构设计中控制裂缝的策略分析

李海霞

（南通原点建筑工程设计有限公司，江苏 南通 226000）

建筑结构裂缝的产生无法避免，但可通过外界干预降低裂缝产生的概率及其损害程度。如何控制建筑结构裂缝，并施以合理的手段进行处理，是工程技术人员需要深入探究的课题。建筑结构裂缝会对建筑的稳定性、使用寿命与安全性造成不同程度的影响，为解决裂缝问题，必须深入探究裂缝成因，基于此提出可行性对策。

一、建筑结构产生裂缝的危害

一般的建筑裂缝对建筑本身没有损害，当裂缝宽度超过建筑可承受的界限就会影响建筑的适用性、耐久性与稳定性。建筑裂缝危害包括：一是建筑物抗剪能力减弱。工程结构裂缝会降低建筑的结构强度，影响其抗剪能力。如果材料剪断时产生的极限强度超过结构承受范围，会导致结构面发生开裂，严重者影响建筑结构性能。随着可支撑抗剪作用的截面面积不断减小，容易导致建筑结构抗剪能力下降；二是建筑结构裂缝会降低结构强度。建筑结构裂缝会导致横截面位置的中心轴发生位移，如果结构裂缝较为严重，建筑结构易发生形变，随着裂缝宽度的持续加大，建筑结构变化随之增大，其疲劳度顺应下降，最终导致建筑无法正常投入使用。

二、建筑结构设计中控制裂缝的策略分析

（一）控制材料质量

设计人员依照施工需求及混凝土结构性能合理选择水泥，科学控制外加剂与掺合料的比例，将砂石含泥量控制在施工要求范围内。常规条件下，水泥多选择硅酸盐品类，避免使用早期强度高的水泥。每立方米混凝土的水泥含量应控制在460kg左右，减少水化热，针对混凝土水分含量较多的情况，可适当加入减水剂。设计者需充分考量物料进场情况，混凝土物料进场前，应做好验收工作，方案中规定质检部门负责核对物料质检证明，同时抽取部分原料进行性能测试。混凝土原料大规模使用前需再次进行质量检测，保证存储过程中物料性能未发生改变。当外界环境变化较大时，需重新设计混凝土配比，最大限度减少环境因素对混凝土质量的影响。建筑结构设计可依照实际情况适当添加抗裂防水剂，减少混凝土的水灰比，让其产生适量膨胀，在钢筋作用下产生预压应力，和砼本身的收缩拉应力相抵消，从而预防混凝土开裂。

（二）提高混凝土抗裂能力

首先，适当增加增强材料。建筑结构设计阶段需规定施工中应加入一定增强材料，提升其抗拉性能。常规的增强材料包括无机纤维、金属纤维等，基于此改变混凝土内部物质构成，提升施工期间混凝土材料的抗拉能力。

其次，增加膨胀剂。混凝土在终凝养护阶段会出现不同程度的膨胀现象，加入膨胀剂可避免养护阶段因混凝土膨胀而发生的开裂问题。膨胀的结构可中和混凝土终凝时收缩的体积，解决因湿度变化导致的开裂问题。市面上常见的膨胀剂包括硫铝酸盐膨胀剂、复合膨胀剂、明矾膨胀剂等。

（三）结构平面布置

建筑工程结构设计中应保证建筑工程结构平面布置的规则性，防止平面布置出现突变的情况。针对可能发生结构平面凹口的问题，设计人员需结合预期情况在凹口部位的边缘增加拉梁，在其周边楼板处进行加厚处理。与此同时，凹口处理应依照施工规章及技术要求执行，结合建筑结构长度合理设计控制对策，如果结构长度符合规定，应在地下部位设置后浇带，同时在上部位设置膨胀加强带。常规条件下，后浇带设置需在梁板之间，后浇带需将其跨度控制在0.8m～1m之间。膨胀加强带的宽度为后浇带宽度的二倍左右，加强带旁侧应布置好密孔钢丝网，将混凝土和后浇带隔离，方便后续施工。

（四）温度裂缝控制对策

混凝土易受温度影响，存在热胀冷缩的现象，混凝土中的水泥使用情况需结合施工实际需求。水泥存在水化风险，容易导致其内部凝聚过多热量，混凝土结构在温度的影响下，其应力不断扩张，浇筑过程易发生开裂问题。介此，建筑结构设计应充分考虑内部热量过高的情况，适当减少水泥用量，可用其他材料替代普通水泥。除此之外，混凝土搅拌振捣过程中，应注重搅拌技术，合理应用施工手段，有效发挥混凝土的性能。

（五）荷载裂缝控制对策

建筑结构设计应充分考虑荷载裂缝。该裂缝成因是早期混凝土强度尚未充分发展起来，受到荷载作用后必然引起开裂。荷载裂缝严重影响了工程质量。因此，建筑结构设计应明确界定混凝土适用强度，对水泥质量及细砂含量进行预估。此外，有关入模坍落度设计，应合理优化混凝土运输及布置安放场地，最大限度降低入模坍落度。入模后需及时开展振捣工作，重点施工环节需二次振捣。

（六）沉降裂缝防治对策

首先，对工程现场进行实地勘察，针对施工地土质软硬度与地基均匀性进行分析，合力优化结构设计。建筑结构设计应结合报告情况设计施工图纸，针对复杂烦琐的地基，可事先钻孔采样，借助BIM技术进行模拟，对地基弱化部位进行检测，制定相应解决预案。对基地加固设计中，需和上部结构相关联，从多个角度考量设计方案的合理性，最终确定方案的可行性与经济性。上部结构设计的目的是加强建筑的整体刚度，对建筑外形进行改变。除此之外，需断开建筑物基础，将其划分成多个部分，让建筑各个结构可独自进行沉降活动，有效避免产生裂缝的问题。沉降缝宽度设计需依照甲方需求及国家规定来进行，保证宽度设计的科学性与可行性。沉降裂缝防治应关注杂质落入问题，设计者需将其标注处理，避免建筑发生自由沉降。建筑结构设计需考虑窗台位置，将钢筋混凝土梁进行安装，避免产生反梁作用裂缝和垂直裂缝。

（七）保证结构尺寸设计的合理性

建筑结构设计中应确保结构尺寸设计的合理性。出现结构裂缝的主要原因是前期结构设计不合理导致，设计者未按照实际需求绘制施工图纸，同时未对施工现场进行实地考察，单方面依照方案设计标准设计建筑结构。如果设计者没有充分考虑建筑结构尺寸及工程实际需求，很容易影响后续施工的有序进行。介此，建筑结构设计中，应采集现场数据，进行实地勘察与测量，合理选择建筑结构标准刚度体系，依照勘察数据设计各构件的尺寸。除此之外，设计人员可借助BIM技术，模拟测试方案合理性，依照方案规定的设计要求及混凝土浇筑顺序，模拟施工过程。针对体量大、复杂度高的工程，结构设计需全面考虑裂缝的影响因素，优化施工方案。高层管理者应定期组织人员培训，提高设计人员的专业水平，进一步提高建筑结构设计水平，为后续施工奠定坚实的基础。

（八）混凝土养护控制

建筑结构设计应将混凝土养护作为其中一环，做好养护工作规划，减少混凝土因结构应力变化而造成的裂缝。结构设计应明确界定养护措施，规定养护时间，控制混凝土表面的湿度。养护措施需充分考虑环境因素，在控制温度和湿度的前提下，设计者需充分考虑当地气候环境，将防雨、防冻列入方案中，并制定应对措施。针对出现裂缝的混凝土基面，需及时进行处理，在表面加入与原有混凝土同等性能的材料进行抹平处理，同时分析裂缝产生原因，不断累积经验，进一步提升建筑结构设计水平。

三、结束语

上文针对建筑结构设计中控制裂缝的策略进行研究，其目的是保证建筑工程顺利开展，提升建筑工程整体质量。建筑结构设计阶段，设计者应从建筑本身性质出发，结合现场勘探数据及周边水文条件，确定建筑结构类型和不同部位需要承受的压力荷载，对建筑结构进行科学、合理的设计，从源头避免建设裂缝的产生，在提升建筑质量的同时，提升其使用安全性。