建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中控制裂縫的措施探討

張哲

摘要：隨著人們生活水平的提高，愈加關(guān)注建筑工程質(zhì)量與安全。在建筑結(jié)構(gòu)中，裂縫是十分普遍的問題，這種情況會對工程整體安全性、持久性、質(zhì)量構(gòu)成較大危害，故而必須對其形成原因細致分析，并介于建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計期間依照工程實際情況給予相應(yīng)控制措施，從而對結(jié)構(gòu)設(shè)計予以優(yōu)化、改進，方可規(guī)避、防范裂縫問題，確保工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；裂縫成因；控制措施

在城市化腳步不斷推進的時代中，混凝土結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。但部分施工單位缺乏對混凝土的深度研究，以致工程施工與投運期間混凝土裂縫問題頻頻出現(xiàn)，嚴重影響工程施工整體質(zhì)量，很可能減縮其壽命。大量的研究與實驗發(fā)現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是工程施工中難以規(guī)避的問題，這與材料自身的屬性及結(jié)構(gòu)的受力變形機制相關(guān)。因此為滿足建筑的使用需求與結(jié)構(gòu)需求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中加強對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制具有很大現(xiàn)實意義。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫成因

一是在設(shè)計階段，設(shè)計人員沒有經(jīng)過細致全面的研究，計算分析的數(shù)據(jù)存在偏差，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏合理性，在施工中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)受力不均衡的情況，很容易就會造成結(jié)構(gòu)損壞，引發(fā)開裂現(xiàn)象。

二是在進行具體設(shè)計的過程中，設(shè)計人員沒有到施工現(xiàn)場進行有效勘察，僅僅依靠理論數(shù)據(jù)進行計算分析，設(shè)計方案的適用性略顯不足，無法實現(xiàn)最佳的設(shè)計目標，也可能導(dǎo)致裂縫等問題的出現(xiàn)。

三是在設(shè)計圖紙中沒有做好明確細致的標注，施工前也沒有進行技術(shù)交底，導(dǎo)致施工人員對于設(shè)計施工圖紙中的內(nèi)容產(chǎn)生了理解方面的偏差，不了解設(shè)計人員的真實意圖，在施工中存在失誤，繼而造成結(jié)構(gòu)開裂等問題；。

四是材料控制不足，在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計人員必須充分考慮建筑結(jié)構(gòu)不同部位對于壓力、強度、抗?jié)B性能等的現(xiàn)實需求，對材料型號、規(guī)格等進行標注，做好材料質(zhì)量控制。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中控制裂縫的措施

2.1溫度裂縫的控制

由建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計層面而言，建筑平面布置應(yīng)簡單、規(guī)則，不容許存在較多凹凸，從而對溫度應(yīng)力集中所致裂縫形成予以防范。具體而言，溫度裂縫是因建筑物面板、圈梁、砌墻自身溫度變形與彼此作用所致，故建筑物表面保溫層效果如何會對頂層磚墻裂縫程度構(gòu)成直接影響，因而建筑物表面保溫層需與熱工標準相符。同時，保溫屋面，材料性能與施工方式必須與標準契合。同時，由結(jié)構(gòu)層面而言，需極大頂層墻體砂漿砌筑強度，從而提升其抗剪力，全部橫墻、縱墻頂端都要配置圈梁，從而提升其整體性。

2.2預(yù)應(yīng)力與結(jié)構(gòu)設(shè)計

回顧最近幾年的建筑工程施工情況，發(fā)現(xiàn)在設(shè)計預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)時，應(yīng)綜合分析建筑體的幾何結(jié)構(gòu)的規(guī)格、預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)抗裂程度要求。通常情況下，設(shè)計時取梁長的1/15，在現(xiàn)存設(shè)計與施工技術(shù)水平基礎(chǔ)上，多會應(yīng)用1/18～1/20，一方面能降低鋼筋用量，另一方面也能降低建筑自體結(jié)構(gòu)重量。比如，在對建筑結(jié)構(gòu)進行平面設(shè)計，保證建筑結(jié)構(gòu)平面布置的規(guī)律性是基礎(chǔ)，規(guī)避平面布置形狀意外發(fā)生變化的狀況；若設(shè)計的平面有凹口，應(yīng)將拉梁設(shè)置在凹口處的邊界，適量增加凹口周圍樓板的厚度，同時對配筋加強處理。除此之外，也要依照相關(guān)規(guī)范與要求嚴格管控建筑結(jié)構(gòu)的長度，若出現(xiàn)建筑體結(jié)構(gòu)超過有關(guān)規(guī)范設(shè)定的額定值時，需在地下部位與地上部位分別設(shè)置后澆帶或膨脹加強帶。前者多被設(shè)置在梁與樓板的1/3寬處，寬度應(yīng)在800～1000mm區(qū)間內(nèi)取值。而后者寬度多為2000mm，將密孔鋼絲網(wǎng)布設(shè)在帶兩端，借此方式隔離帶內(nèi)外的混凝土，鋼絲網(wǎng)應(yīng)與上下層（或內(nèi)外層）垂直分布，同時對鋼筋進行加固。膨脹加強帶帶中需加設(shè)15%水平溫度鋼筋，水平溫度鋼筋應(yīng)勻稱的排布在上下層，其內(nèi)摻有12%的膨脹混凝土，能夠促使混凝土強度等級提升一級。

2.3確保結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計的科學(xué)合理性

以往在工程實踐活動中，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)計不合理。設(shè)計人員沒有按照要求，到施工現(xiàn)場進行考察，對使用的材料也不夠了解，單方面的按照相關(guān)標準規(guī)范要求進行設(shè)計。在這種情況下，建筑結(jié)構(gòu)尺寸與現(xiàn)場實際限制條件不符，一方面容易影響施工的正常進行，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)計活動中，需要盡可能詳細的采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，到實地進行考察和測量，合理建立筑結(jié)構(gòu)標準剛度體系，根據(jù)實際情況設(shè)計各部分的尺寸。在外，在實際施工過程中，也需要按照設(shè)計要求，控制好混凝土澆筑順序。特別是對于體量較大、比較復(fù)雜的混凝土工程施工過程中，需要考慮多方面影響因素，對施工工藝進行改進，并重視施工人員專業(yè)培訓(xùn)，使建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量能夠得到持續(xù)性改善。

2.4優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑工程建設(shè)中，應(yīng)該高度重視結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，要求設(shè)計人員深入到施工現(xiàn)場，做好現(xiàn)場勘察工作，了解現(xiàn)場的實際情況，確保設(shè)計方案能夠真實反映建筑工程的實際情況。對于一些隱蔽性工程或者重點工程，設(shè)計人員需要在設(shè)計圖紙中對相關(guān)參數(shù)進行標注，做好相應(yīng)的技術(shù)交底工作，確保施工人員能夠明確設(shè)計意圖，合理組織施工。施工前需要做好設(shè)計圖紙的審核工作，對于可能引發(fā)施工裂縫的關(guān)鍵環(huán)節(jié)更是必須重點審查，保證設(shè)計合理，通過與設(shè)計人員的溝通交流，盡可能避免設(shè)計不當導(dǎo)致的施工裂縫。例如，可以在結(jié)構(gòu)中設(shè)置相應(yīng)的控制縫，引導(dǎo)混凝土收縮裂縫有序出現(xiàn)，避免相鄰區(qū)域開裂的情況。控制縫的間距不能超過12m，通常設(shè)置在柱體或者墻體位置，內(nèi)部鋼筋貫通，因此并不會對結(jié)構(gòu)整體性能產(chǎn)生影響。

2.5設(shè)置變形縫

建筑沉降會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，為有效解決沉降造成的裂縫問題，可以在建筑中設(shè)置變形縫，通過變形縫避免地基沉降造成的建筑裂縫，變形縫主要包括沉降縫和收縮縫。

沉降縫：沉降縫指由于同一建筑物高低相差懸殊、上部荷載分布不均勻、或建在不同地基土層時，為避免不均勻沉降使墻體或其他結(jié)構(gòu)部位開裂而設(shè)置的建筑構(gòu)造縫，可以起到保護建筑的作用?？梢栽诘鼗幚矸椒ú煌慕Y(jié)構(gòu)處、建筑中有明顯荷載差異或高度差異部位、平面布置復(fù)雜的建筑的轉(zhuǎn)折等部位設(shè)置沉降縫。

伸縮縫：伸縮縫是為了避免建筑構(gòu)件因溫度和濕度等因素的變化產(chǎn)生脹縮變形而產(chǎn)生裂縫的構(gòu)造，可以通過對建筑結(jié)構(gòu)的伸縮調(diào)節(jié)緩解建筑減小部位的承受的應(yīng)力，進而起到穩(wěn)固建筑結(jié)構(gòu)，防止產(chǎn)生裂縫的作用。

3結(jié)語

伴隨社會經(jīng)濟進程的持續(xù)推進，建筑業(yè)獲取了更進一步的發(fā)展，這就促使建筑工程數(shù)量大幅增加，使得民眾對建筑工程交付應(yīng)用后的穩(wěn)定性、安全性出具了更為嚴苛的要求。

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（作者單位：上海原構(gòu)設(shè)計咨詢有限公司沈陽分公司）