建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的原因及對策研究

王斌

摘要：伴隨時(shí)代變遷以及社會(huì)進(jìn)步，中國的建筑業(yè)逐漸成為中國經(jīng)濟(jì)的一大支柱，而在建筑施工的過程中。最為重要的是保證其質(zhì)量。而在現(xiàn)實(shí)施工當(dāng)中建筑經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，究其根本并找到相應(yīng)的措施是當(dāng)前提升建筑質(zhì)量的一大方法。本文希望通過對出現(xiàn)裂縫的原因進(jìn)行分析，以為建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化作出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；裂縫原因；對策

引言

在建筑建設(shè)活動(dòng)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量是工程質(zhì)量的前提，需要根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及現(xiàn)場實(shí)際情況，制定科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，以數(shù)據(jù)分析計(jì)算為基礎(chǔ)，合理選擇材料和工藝基礎(chǔ)，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象。但是從目前的建筑工程實(shí)踐情況來看，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題還無法完全杜絕，這主要是由于其影響因素多，任何一個(gè)方面出現(xiàn)問題，都會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。因此，需要提高對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量控制的重視，深入分析裂縫產(chǎn)生原因，提前制定應(yīng)對措施。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)裂縫的危害

1.1建筑工程整體強(qiáng)度弱化

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫問題出現(xiàn)時(shí)，整體工程強(qiáng)度大幅減小，會(huì)讓混凝土鋼筋直接暴露于建筑表面，則會(huì)促使其在水、空氣等作用下影響材質(zhì)，促使工程強(qiáng)度縮減。并且，強(qiáng)度弱化也會(huì)促使裂縫問題加劇，讓工程陷入惡性循環(huán)的局面，對建筑工程持久性構(gòu)成影響。

1.2建筑剛性大幅縮減

建筑工程設(shè)計(jì)中產(chǎn)生裂縫問題以后，裂縫截面處會(huì)出現(xiàn)一定幅度的上移，對整體工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)成影響。同時(shí)，裂縫寬度加大，極易促使建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀改變，對其剛度性能弱化，導(dǎo)致建筑工程無法擔(dān)負(fù)高壓作用力。

1.3抗剪承載力減小

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)裂縫，不但會(huì)對整體工程強(qiáng)度、剛性構(gòu)成影響，同時(shí)也減小了工程結(jié)構(gòu)的抗剪承載力。因裂縫形成，會(huì)促使發(fā)揮康抗剪功能的界面位置變小，拉低工程整體抗剪力，更易于滋生不同程度的裂縫，最終損害工程結(jié)構(gòu)的完整性。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的原因

2.1溫度因素

在建筑工程中，溫度是使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的元兇之一，在混凝土澆筑建筑后，其建筑內(nèi)部與外部溫差過大使其出現(xiàn)裂縫。因?yàn)樵跐仓螅瑫r(shí)間短暫，建筑的抗拉能力較小，且當(dāng)環(huán)境溫度低于內(nèi)部溫度時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外應(yīng)變不同所產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力比抗拉力大后，就容易使建筑產(chǎn)生裂縫。

2.2塑性變形影響

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫問題對建筑有多方面危害，首先從裂縫類型來看，可以將其分為三類：①表面裂縫，這種裂縫只存在于混凝土結(jié)構(gòu)表面，危害相對較小，但如果未對其進(jìn)行及時(shí)處理，也會(huì)逐漸加深。②深度裂縫，雖然不會(huì)對建筑結(jié)構(gòu)造成破壞，但會(huì)顯著降低建筑質(zhì)量及承載力，如果建筑受到較強(qiáng)的荷載或外力作用，容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)。③危害性最高的穿透裂縫，這種裂縫容易改變結(jié)構(gòu)受力情況，進(jìn)而引發(fā)結(jié)構(gòu)坍塌、傾覆等危險(xiǎn)。這些裂縫問題都可能是由于塑性形變影響造成的，在混凝土結(jié)構(gòu)硬化前，實(shí)際處于塑性狀態(tài)，再加上鋼筋、骨料粒度等不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，容易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不規(guī)則裂縫，而且深度一般較大[2]。

2.3使用結(jié)構(gòu)影響

在混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，由于施工工藝和技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前施工形式越來越多，傳統(tǒng)多孔板施工方式逐漸被現(xiàn)澆施工所代替?，F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢是承載力高、綜合性強(qiáng)，因此已經(jīng)在建筑功能過程中得到了較為廣泛的應(yīng)用。但是在實(shí)際施工過程中，可能因現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的剛性增加問題，導(dǎo)致現(xiàn)澆板與建筑墻體結(jié)構(gòu)無法保持一致，在這種情況下，混凝土裂縫容易出現(xiàn)在墻體剛度薄弱環(huán)節(jié)。因此，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，還要充分考慮工藝選擇以及可能產(chǎn)生的影響。

2.4鋼筋腐蝕的影響因素

對于鋼筋而言，其是保障整個(gè)建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要材料，表面會(huì)有一層混凝土的保護(hù)層。由于混凝土保護(hù)層的質(zhì)量和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不一致，那么鋼筋就會(huì)和氯化物以及二氧化碳產(chǎn)生反應(yīng)。另外針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要分配結(jié)構(gòu)材料的使用，材料屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)部分，容易影響建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)穩(wěn)定性。例如：建筑結(jié)構(gòu)中的鋼筋材料，如果設(shè)計(jì)不合格、不規(guī)范就會(huì)引起碳化銹蝕的問題，鋼筋碳化直接影響周圍的密實(shí)環(huán)境，破壞了混凝土的完整性，混凝土開裂后暴露了內(nèi)部的鋼筋，促使工程裂縫處于惡性環(huán)境中，嚴(yán)重時(shí)可能引起安全事故。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的對策

3.1控制溫度裂縫的有效措施

關(guān)于控制溫度裂縫，相關(guān)的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要做到在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)布局時(shí)使設(shè)計(jì)相對簡單，不要加入過多的凹凸結(jié)構(gòu)，這樣能夠防止及控制由溫度因素產(chǎn)生的應(yīng)力所導(dǎo)致的裂縫。根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目所要求的高度及長度保證設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)，只要降低溫度的變化與建筑物的關(guān)系，確保材料在安全的范圍內(nèi)形變，這樣就能使溫差較大引起的結(jié)構(gòu)變形所產(chǎn)生裂縫的問題得到有效的解決。

3.2控制施工材料的質(zhì)量

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，必須對混凝土原材料進(jìn)行合理選擇，并對原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。但是從工程實(shí)踐情況來看，原材料質(zhì)量往往是一個(gè)容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要對原材料質(zhì)量作出明確規(guī)定，并將設(shè)計(jì)要求落實(shí)到實(shí)際施工過程中的材料管理環(huán)節(jié)。嚴(yán)禁施工企業(yè)為降低施工成本，選擇廉價(jià)、劣質(zhì)的材料。不僅要在現(xiàn)場管理過程中加強(qiáng)材料質(zhì)量檢查，在設(shè)計(jì)階段，也應(yīng)明確其搭配品種和規(guī)格。特別是對于混凝土性能有直接影響的水泥、砂石骨料等原材料，必須經(jīng)過嚴(yán)格審核，并盡可能使用優(yōu)質(zhì)的材料，比如低水化熱水泥，降低材料自身可能引發(fā)的裂縫問題幾率。通過做好材料質(zhì)量控制，能夠有效控制因塑性形變引發(fā)的結(jié)構(gòu)裂縫。在材料質(zhì)量檢查過程中，需要滿足相應(yīng)的抽樣檢查要求，采取合適的試驗(yàn)檢查方法，并對結(jié)果進(jìn)行記錄，落實(shí)材料檢查責(zé)任。

3.3確保結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性

以往在工程實(shí)踐活動(dòng)中，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫問題的主要原因是前期的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。設(shè)計(jì)人員沒有按照要求，到施工現(xiàn)場進(jìn)行考察，對使用的材料也不夠了解，單方面的按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這種情況下，建筑結(jié)構(gòu)尺寸與現(xiàn)場實(shí)際限制條件不符，一方面容易影響施工的正常進(jìn)行，另一方面也容易因盲目施工而引發(fā)結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題。因此，在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活動(dòng)中，需要盡可能詳細(xì)的采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，到實(shí)地進(jìn)行考察和測量，合理建立建筑結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)剛度體系，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)各部分的尺寸。

3.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)用鋼釬維混凝土對裂縫加以控制

位于鋼筋混凝土梁底端添加適量鋼纖維，讓其和鋼筋混凝土梁里面的鑰筋一起防范裂縫形成，能有效加大抗裂性，讓其和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成一致，且與《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》所提出的抗裂度要求相符。就鋼筋鋼纖維混凝土梁來講，摻人鋼纖維提及率在1%-1.5%時(shí)，其具備較強(qiáng)的防裂縫性能。并且，鋼纖維混凝土構(gòu)件的基本使用性能較之鋼筋混凝土構(gòu)件而言更好，這是由于鋼纖維借助粘結(jié)力為混凝土基體裂縫尖端應(yīng)力場給予了反向應(yīng)力場，防范了裂縫加劇，導(dǎo)致荷載作用下的裂縫開展受阻，且其和未裂混凝土一同擔(dān)負(fù)裂縫截面拉力，會(huì)縮減鋼筋應(yīng)力，限制裂縫形成。

結(jié)束語

建筑業(yè)是中國的一大經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，更應(yīng)當(dāng)對其質(zhì)量嚴(yán)格要求，這就要對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求高，降低施工前后產(chǎn)生裂縫的數(shù)量，甚至把裂縫問題避免了，就能提高建設(shè)質(zhì)量，使國內(nèi)建筑產(chǎn)業(yè)具有更輝煌的明天，這樣就能回饋大眾，讓大眾更加放心使用質(zhì)量高的建筑。

參考文獻(xiàn)

[1]馬利桃.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中現(xiàn)澆混凝土裂縫的控制對策[J].建材與裝飾，2018（45）：104-105.

[2]韓文燕.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫成因及控制措施探析[J].建材與裝飾，2018（44）：53-54.

[3]徐金.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中控制裂縫的分析[J].江西建材，2018（12）：107+109.

[4]韓麗麗.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的原因及對策解析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（13）：101-102.

[5]高云續(xù).對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫原因及措施的探討[J].居業(yè)，2018（05）：55-56.

（作者單位：安徽省建筑設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司）