建筑结构设计出现裂缝的原因与防治措施

摘 要：众所周知,房屋建筑质量的优劣与广大人民的生命健康以及财产安全息息相关,近几年房屋建筑质量不达标而导致的事故频频发生,提高房屋建筑质量已成为亟待解决的任务,因此我们迫切需要一个科学、合理的建筑结构设计.而房屋的建筑结构中,最容易出现的也是最不能避免的问题就是混凝土结构产生裂缝.本文简单介绍了建筑裂缝的危害,并详细分析了建筑结构设计中裂缝形成的原因,对相应的防治措施进行了探讨.

关 键 词：建筑结构设计；建筑裂缝；形成原因；防治措施

1.引言

随着我国经济水平的不断提高,科学技术的不断进步,城市化进程的脚步也逐渐加快.近几年,城市建筑的规模不断扩大增长,我国建筑行业在各方面都取得了显著成效.然而进步的同时,在建筑施工中我们也发现了一系列的问题,其中最常见的也是最突出的就是建筑裂缝问题.建筑裂缝严重的危害到了工程的安全质量,同时降低了建筑工程的结构强度、刚度以及楼层的抗剪能力.为了保障建筑工程的安全质量,有必要在最初进行结构设计的阶段就采取预防措施,根据预防原则来减少建筑裂缝的形成,控制裂缝造成的影响.

2、建筑裂缝的特点及其危害性

2.1建筑裂缝的特点：

2.1.1裂缝多为竖向延伸：

通常情况下,绝大多数的建筑结构裂缝都是沿着竖向进行延伸的.基本上裂缝的长度与墙体的高度相差无几,在墙体中间的部位裂缝的宽度较大,向两端延伸宽度逐渐变窄直至消失.

2.1.2细小的裂缝较多,位置较集中：

在建筑工程中,通常出现的建筑裂缝其宽度都在0.3mm以内,仅有极少部分的裂缝其宽度在0.3mm以上,位置大多集中在墙体中部,而在墙体周围极少出现裂缝.

2.1.3裂缝有特定的出现时间：

在建筑工程中,一般在拆除模板后墙体失去外力支持,只靠自身就会很容易出现一些裂缝,在经过一段时间后,裂缝会发生一定程度的变化,有可能是细小的裂缝增多合并为大裂缝,也有可能是一条大裂缝分裂出许多小裂缝.

2.2建筑裂缝的危害：

2.2.1降低了建筑结构的强度、刚度：

建筑结构中的裂缝,导致裂缝截面处的中性轴发生上移,在裂缝的情况比较严重时,建筑工程的结构变形程度也随之加重,造成整个建筑结构的强度、刚度降低.同时,建筑工程结构在高压力的作用下,其相应的疲劳度也随之降低.

2.2.2降低了建筑的抗剪能力：

裂缝的出现不但降低了工程结构的强度、刚度,同时整个工程建筑结构的抗剪能力还因此大大降低,建筑物的各个截面都会出现严重的开裂情况,严重破坏、影响了建筑结构的整体性,使得支撑抗剪作用的界面面积更加减小了,形成恶性循环,导致整个建筑结构的抗剪能力的减弱.

3.建筑结构设计中裂缝形成原因

3.1产生温度裂缝的原因：

（1）从建筑结构的设计角度分析,由于目前国内没有统一的规范技术指标,因此在隔热层的选用方面随意性较大,顶层的砌块强度以及砂浆的标号要求也较低,同时针对温度裂缝的产生并没有采取过相应的构造措施,这就给墙体产生温度裂缝创造了条件；

（2）从施工的角度分析,砌体通缝、竖缝不饱满,顶层使用大量断砖、碎砖、砂浆强度低,架空的隔热层与女儿墙直接顶死,未按设计的要求预留对流空气的通风口,都会导致隔热层起不到隔热作用.因此施工人员、材料、施工工艺、现场管理等,都是可能造成温度裂缝产生的原因；

（3）定性分析温度裂缝,屋面板与墙体使用的材料不同,线的膨胀系数也有差异.阳光照射下混凝土的屋顶所受的阳光辐射面积与砖砌体比要大得多,而混凝土屋顶的阻热能力却比砖砌体的阻热能力差,当二者以相同的温差升降时,不同的线膨胀系数使得在接触面上产生相对位移,因此产生剪应力.由于通常屋面板受到阳光直射,其温度变化总是高于墙体,使得剪应力产生的更大、更集中,就在门窗洞口的四角产生竖向、斜向的裂缝.

3.2现浇混凝土楼板产生裂缝的原因：

（1）从建筑结构的设计角度分析,建筑的结构体型发生突变或者必要的伸缩缝未预留,由于应力较集中,当混凝土的收缩应力大于其抗拉强度时,裂缝便会沿此位置产生并发展.

（2）从混凝土材料本身分析,水泥用量增加,易使得混凝土的抗拉强度减弱,导致混凝土因抗拉强度、抗变形能力不足而出现裂缝.由于现浇混凝土结构,混凝土自身的收缩再加上温度变化,引起应力作用,很难避免裂缝的出现,尤其在荷载小、跨度小的民用建筑中以及低配筋率的楼、墙板、屋面板中十分常见.

（3）从环境气候角度分析,施工作业时气温的变化会极大影响到建筑工程,温差会导致混凝土水分丧失过快,混凝土收缩过大引起其表面干缩,产生裂缝.工程实践证明,天气因素是导致现浇板混凝土干缩,出现裂缝的主要原因之一.

4.裂缝的控制措施

4.1温度裂缝的防治措施：

（1）在建筑结构设计阶段,为预防温度裂缝产生,除应严格按照有关的设计规范规定执行外,还要尽可能缩短建筑物的温度伸缩缝的设置间距；在钢筋混凝土的梁板柱与墙体的交接处,应该加钉宽200mm的通长钢丝网,网眼为10×10；重视屋面的保温隔热设计,建议推广使用高效的保温材料,以满足建筑的节能设计标准；在设计上还可以考虑采用双层的屋面或将屋面装饰绿化成屋顶花园,用以改善住宅的保温、隔热条件,既有利于防止温度裂缝产生,又达到了美化环境的效果.

（2）在建筑结构的施工阶段,施工前期就应注意合理安排好施工单位的工程施工的时间,尽量避开在炎热的夏季以及寒冷的冬季这样敏感的施工温度；在屋面板的浇筑工作完成后,应尽快展开保温隔热层的施工工作,为确保能达到预期的隔热效果,所用的隔热材料都要通过严格的质量检测,并且严格按照相关的规范要求进行施工；提高砌体的施工质量,要求：组砌合理、砂浆饱满、横竖缝顺直、强度达标,确保砌体的抗剪能力.4.2现浇混凝土楼板裂缝的防治措施：

（1）在结构设计时,应考虑在构件容易产生裂缝的部位做抗裂设计,适当加强配件的配筋,使得构件的钢筋除了能抵抗外荷载作用所产生的弯矩、剪力外,还可以抵抗混凝土的收缩以及温度变化产生的拉应力作用,使得构件既满足了强度要求,还满足了温度变化等多种原因对其的影响.

（2）温差控制.由于混凝土早期在凝结硬化的过程中,游离在表面的水分蒸发极快,水泥水化放出大量水化热,内部的水化热量不易散失,而外部的水化热量散失较快,使得混凝土内外部温差较大,由于内涨外缩的互相制约,对混凝土外部产生了拉应力,如补充水分不及时或降温保温措施不到位,当这些拉应力超出混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝.尤其在冬夏两季,昼夜温差大,养护、降温保温措施不力,温度裂缝极易产生.

（3）混凝土的配合比、浇筑方法以及养护措施与混凝土裂缝的产生有着极大的关系.对现场拌制的混凝土,应按照设计图纸的要求强度等级,根据所用的骨料及其含水率配制施工的配合比,做到每盘过磅,严格控制骨料、水泥、水的用量,并在监督工程师的监管下进行随机取样,制作混凝土试件；混凝土的浇筑要严格遵照浇筑流程,合理安排施工工序,在混凝土浇捣前,应先清理好基层并浇水浸湿模板,浇捣时既要振捣充分又要避免过度,对已浇筑的混凝土,终凝前还应进行二次振动,以减少初凝时收缩形成的裂缝、气孔,提高其粘结力和抗拉强度；混凝土的养护主要是保持混凝土表面温度适当以及足够湿润,为减少混凝土凝固期间表面的水分蒸发过快,最好覆盖上麻袋、稻草或者砂等,以防止混凝土干缩产生干缩裂缝.普通的混凝土浇水养护时间不得少于7天,而掺用了延缓型外加剂或是有抗渗性要求的混凝土,养护时间不得少于14天,

5.结束语

在建筑工程中,建筑结构裂缝的产生将严重影响到工程的质量,同时也相对减少了建筑物的使用寿命,降低了建筑物的安全保障系数.因此在进行建筑结构的设计时,设计人员应认真负责,将裂缝产生的可能性及原因考虑全面,并及时做好相应的防治措施,降低裂缝对建筑物造成的损害.

[4]卢星星.《对建筑结构设计裂缝原因及措施的探讨》.[期刊论文].城市建设理论研究（电子版）.2011年35期

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[6]任辉.《对建筑结构设计裂缝原因及措施的探讨》.[期刊论文].城市建设理论研究（电子版）.2013年1期