建筑工程结构设计中如何避免裂缝问题

陈伯伟

廊坊市雅泰建筑设计有限公司 河北廊坊 065000

1 建筑结构发生裂缝的危害

结构裂缝是房屋建筑工程常见的质量问题之一，主要是由于房屋建筑结构应力达到极限值导致结构承载力不足所致，一旦出现裂缝就预示着建筑结构强度出现问题[1]。具体而言，房到建筑结构出现裂缝的危害主要表现在以下几个方面：首先，结构整体强度受到影响。一旦建筑结构出现裂缝，钢筋混凝土结构中的钢筋就会直接接触空气，提高其发生锈蚀的机率，削弱钢筋对结构的支撑作用，主体结构的强度就会受到影响。其次，建筑结构的钢性会受到破坏。如果不加干预、整治，建筑结构裂缝的发展是持续生的，久而久之会直接破坏建筑结构的刚度，导致结构发生变形。最后，建筑结构的抗剪承载力也会受到影响。裂缝降低了建筑结构的强度与刚度，随之而来的结构抗剪承载力也会减弱，发展到一定程度结构会受到毁灭生的破坏。

2 裂缝形成的原因分析

2.1 混凝土材料的选择不当

虽然高强混凝土有助于减小构件尺寸，但提高混凝土强度的途径是增加每立方米水泥用量，降低水灰比，采用高标号水泥。柱、墙宜采用高强混凝土，梁、板宜采用中、低强度混凝土。如果梁和楼板是由高强度混凝土制成的，则由于平面尺寸过大，可能会出现收缩裂缝。相反，当梁和楼板由低强度混凝土制成时，由于较高的荷载，可能会出现裂缝。

2.2 地基不均匀沉降引起裂缝

房屋建筑体量大，尤其是高层建筑的普及使得建筑产品的体积越来越大，地基所承受的负荷也越来越高，如果地基软土层处理不当，或地下水过度开采，或者设计不合理，比如未充分考虑地基的土质及自身的弹性模量，这些因素就会导致地基出现不均匀沉降，地基的不均匀沉降会直接影响到地基的稳定度及承载能力，沉降幅度过大就会导致建筑结构出现裂缝[2]。由于地基不均匀沉降而引起的裂缝会直接影响到房屋建筑的安全性，因此地基裂缝通常集中于房间、空间被削弱的位置，并且随着时间的延长，如果地基裂缝得不到及时处理，裂缝会以肉眼可见的速度越来越大，最终损毁建筑的整体结构。

2.3 混凝土温度不符合施工标准

我国大部分地区夏季炎热潮湿、冬季寒冷干燥，温差相对较大，混凝土材料极易出现热胀冷缩的现象，若在结构设计环节忽视了对气候、温度等因素的考量，将无法对混凝土施工进行合理的规划，从而造成混凝土加速凝固，使得建筑产生不同程度的裂缝。

3 建筑结构设计裂缝控制措施

3.1 精心选择原材料

如果只是为了原料的质量，通常很容易管理，但却是一个很容易出问题的环节。最近的研究表明，造成大多数建筑质量问题的原因是缺乏对原材料的适当控制。而且，为了获得更多的利润，一些企业对建材的选择标准更加宽松也就不足为奇了。所用材料大多成本低，质量差。在建筑结构设计中，必须确定原材料的组合、种类和规格。原材料采购除了要选好原材料外，还应按国家标准和设计要求进行。必须严格执行原材料检验程序，尽一切努力避免原材料出现质量问题。

3.2 优化混凝土结构设计及施工

首先，施工时要制定合理的施工方案，提高水泥的应用效率及效果。温度是导致混凝土结构出现裂缝的重要因素，虽然温度裂缝很难避免，但是合理控制温度条件可以降低裂缝的发生机率，提高结构的整体质量。水泥在水化过程中由于热量散失，大量的热量会聚集于水泥内部，提高混凝土的温度应力，因此要在混凝土施工前制定合理的施工方案，合理应用水泥。其次，提高混凝土浇筑过程中的温度控制效果。浇筑混凝土时要尽量减少高温作业，特别是大体积混凝土结构，需要采用合理的降温措施，以减少温度裂缝的发生。再次，严格控制混凝土原材料的质量。在选择原材料时，要分析其产地、设计要求、结构受力荷载、环境温度等各种因素，严格设计混凝土配合比，严禁不合格材料入场，做好每批次原材料抽样检测及留样工作；此外，为了防止混凝土出现开裂问题，可视实际情况适当添加外加剂[3]。

设计人员在进行建筑结构设计时，需要对施工区域的环境、气候、天气等因素进行考量，避免在高温、寒冷、大风天气下进行混凝土施工，使得混凝土材料中的含水率因高温蒸发、低温大风凝结而迅速降低。这需要设计部门在完成结构设计后，对施工团队技术人员进行详细的技术交底，避免在实际施工过程中，由于不合理操作造成混凝土表面干燥，导致裂缝产生。另外，设计师应尽量选用低水化热的水泥材料，适当减少水泥的使用率，以此来降低混凝土热量、减缓水分蒸发的速度，并通过在混凝土浇筑时加强养护的方式，降低温度应力裂缝出现的概率。

综上所述，建筑工程混凝土结构裂缝是十分常见的质量问题，裂缝产生的因素也较为复杂，而工程结构设计阶段是影响混凝土浇筑质量的关键，加强这一环节的设计质量，能够对混凝土裂缝问题进行相对全面的控制。设计人员应在设计过程中加强对材料质量与结构设计的管理，并确保施工技术搭配与技术交底工作得以有效实施，保证设计方案符合相关标准，从而对裂缝问题进行有效的防治。