探讨建筑结构设计中的裂缝控制方法

摘要：裂缝是建筑结构设计时必须重点考量的内容，裂缝问题不仅会使建筑整体强度下降，还会破坏建筑结构，对建筑功能和使用寿命造成危害。本文基于裂缝特征及危害，分别从温度、化学反应、应力、结构受力、沉降等五方面因素综合分析了建筑结构设计中的裂缝类型及形成原因，并进一步探讨了相应的裂缝控制方法。

关键词：建筑裂缝；结构设计；裂缝控制

0引言

在建筑结构设计中，裂缝控制是至关重要的方面。裂缝控制关乎结构的稳定性和耐久性。本文将就裂缝控制在结构设计阶段的控制措施进行探讨，旨在提高建筑的整体质量和安全性。

1建筑工程结构设计中的裂缝与危害

1.1裂缝特征

建筑裂缝参照我国钢筋混凝土设计的相关规范要求，混凝土结构构件的间隙需控制在3级，但受实际施工环境不同的影响，大部分钢筋混凝土建筑工程的裂缝宽度普遍控制在0.2mm～0.3mm，只有少数特殊建筑工程的裂缝宽度会控制在0.2mm以下[1]。

1.2裂缝危害

建筑裂缝的危害主要涉及四个方面，一是裂缝会降低建筑整体强度，使钢筋暴露出来，出现锈蚀致使钢筋质量下降，响建筑整体强度。二是裂缝会破坏建筑结构，出现结构变形等问题，危害建筑质量安全及使用寿命。三是裂缝会导致建筑的抗剪承载力下降，裂缝出现后会直接导致建筑抗剪性能支撑面积减小，并进一步影响建筑整体抗剪承载力。四是裂缝会引发建筑屋面漏水，并对建筑外观设计效果造成不良影响，不仅会导致钢筋暴露锈蚀，还会直接影响美观性。

2建筑结构设计中的裂缝

2.1温度裂缝

基于混凝土材料特性，混凝土结构存在热胀冷缩特征，温度的剧烈变化或过大温差都会提高裂缝出现概率，尤其是大体积混凝土的硬化十分容易出现裂缝，造成裂缝的主要原因是由于混凝土硬化期间会发生水化热反应现象，体积过大的混凝土结构会导致其内部的水化热热量无法及时排除，导致混凝土结构内部温度升高，同时混凝土结构外部通过热量交换进行快速散热，致使混凝土结构的内外温差过大，进而出现热胀冷缩现象。温度裂缝通常以八字、水平等形式出现于混凝土结构的建筑工程中，其中建筑顶纵墙两侧、建筑横墙等位置易出现八字裂缝，若及时加以控制则裂缝可能会发展至建筑总高的25％～40％，对建筑结构质量产生一定影响。

2.2化学反应裂缝

水泥、细骨料、外加剂、水以及粗骨料等是混凝土的主要成分，这些成分中通常会含有氯离子和氯盐，其会腐蚀钢筋产生铁锈，破坏混凝土钢筋的承载能力，降低建筑工程内部结构的稳固性。当钢筋外表面的漆料被腐蚀掉后，钢筋表面会形成铁锈，导致钢筋体积会变大，进而对钢筋外侧的混凝土产生挤压力，当挤压力超过混凝土的承载极限后，便会形成裂缝。裂缝会沿着钢筋方向纵向发展，导致混凝土外表面出现鼓胀爆裂，而后空气中的水气、雨水便会沿着裂缝逐渐渗入到建筑内部，加速钢筋腐蚀，且随着腐蚀的加剧，裂缝宽度也会增加，混凝土保护层容易出现脱落、剥落等现象，增加安全隐患风险，并降低建筑工程使用寿命[2]。

2.3应力裂缝

应力裂缝主要出现在混凝土浇筑作业后，在混凝土硬化过程中，混凝土中的水份会逐渐蒸发，出现混凝土收缩现象，在支座的约束作用下，混凝土的收缩无法自由伸展，当约束力超过承受范围后，此时混凝土早期强度低，不能抵抗此种变形产生的应力而开裂，裂缝会在应力角位置集中出现。

3建筑工程结构设计中的裂缝控制措施

3.1化学裂缝控制措施

首先，严格控制氯离子含量在允许范围内;预拌混凝土严禁用海水拌制，应采用中性水拌制；合理调节水灰比，做好施工振捣，减少渗透率，以有效控制电腐蚀作用。其次，结合实际情况合理控制水灰比，严格按规范落实振捣工作，精确控制渗透率，以此实现减缓电腐蚀效果。再次，为降低镁盐或硫酸盐对水泥的副作用，可适当在水泥中掺入火山灰掺料或减少水泥中铝酸三钙含量。最后，严格按相关标准开展水泥检测工作，确保水机质检工作的合理性、有效性，避免在配置混凝土时使用富含游离氯化钙的水泥。

3.2应力裂缝控制措施

在建筑结构设计时，应加强对结构材料、结构构件尺寸等设计内容的重视，合理选材、规范施工可以有效控制应力裂缝。在实际结构设计过程中，要参照国家的相关规范与标准要求，结合裂缝受到的结构尺寸变化的影响，进行规范化设计[3]。以应力裂缝中的干缩裂缝为例分析裂缝控制措施，可选择使用收缩力较弱的水泥，或者降低水泥使用量去控制裂缝。干缩与水灰比有着直接关联，水灰比小，干缩缩小。所以，可通过控制水灰比的方式减少干缩，也可在混凝土调制时加入适量的碱水剂减少干缩。同时，还要把控好混凝土调制的用水量，可在混凝土中加入缓凝剂，并选择合理的浇筑速度减少干缩影响。

3.3结构受力裂缝控制措施

钢纤维混凝土方式能够有效降低结构裂缝出现概率。根据相关数据表示，在混凝土梁中加入钢纤维后，受拉区钢纤维混凝土层截面高度约提升了0.3倍左右，这样能够有效抑制混凝土结构裂缝宽度的持续扩大，通过降低裂缝宽度达到减少结构裂缝负面影响的目的[5]。一般情况下，钢纤维混凝土方法中，钢纤维体积率在1.5％～2％时，抗拉性能较佳。通过合理使用钢纤维混凝土方法，可以有效防范未开裂混凝土结构出现结构裂缝的情况，同时也具有控制开裂截面上方部分拉力的效果，将部分拉应力转移至钢纤维上，从而有效控制了裂缝截面上的钢筋应力，增强了混凝土结构的完整性与刚度。

3.4沉降裂缝控制措施

需要设计单位充分了解工程地质情况，合理布置建筑结构形式并选择合适的地基处理方案，从设计、选材角度入手，综合分析应力控制问题，并根据工程概况及要求，做好材料选择、建筑结构设计尺寸等条件的管里控制，从而充分保证建筑结构受力的均匀性、合理性，显著降低建筑工程结构出现沉降裂缝的概率。合理设置沉降缝，避免因建筑物长度过长，导致建筑物基础发生不均匀沉降，建筑被拉裂，产生沉降裂缝。防止建筑物在全周期使用过程中地基被水浸泡等外力侵而产生沉降裂缝。

结语

总之，裂缝是建筑工程中普遍存在的问题，混凝土裂缝控制与结构设计、材料选择和施工工艺等多个环节相关，裂缝的合理控制预防对建筑的美观、安全和舒适性非常重要。因此，需要对裂缝的成因进行深入的分析，在建筑结构设计中，需以国家现行规范、行业标准和建筑功能设计要求等因素为先导，合理计算和控制裂缝宽度，从而满足建筑物正常使用状态。

参考文献

[1]姜鹏飞.建筑工程结构设计中的裂缝控制[J].建材发展导向，2023，21（10）：37-39.

[2]王梦磊.建筑工程混凝土裂缝成因分析及控制措施[J].陶瓷，2023（4）：138-140.

[3]家勇杰.建筑混凝土裂缝形成原因及施工处理[J].建材与装饰，2023，19（30）：25-27.