摘要：随着我国国民经济的发展以及城市建设步伐的加快,城市中建筑工程项目也越来越多。社会各界对建筑物出现的结构问题反应也是越来越多,结构裂缝便是其中一个比较突出和普遍的问题,结构裂缝对于建筑工程的正常使用和结构安全有着重要的影响。为尽量减少建筑中裂缝的产生,就必须在建筑结构设计时就采取严格可靠的措施进行预防控制。本文主要针对建筑工程结构设计中的裂缝问题进行了简单分析和探讨。
关键词：建筑工程；裂缝； 结构设计；控制措施
在建筑工程结构中，一般会有很多种受力情况，如拉力、剪力、扭曲力等。如果受力强度超出了建筑工程材料的最大承受能力，就会发生裂缝、断裂等问题。在建筑工程设计理论中，对于裂缝有明确技术要求，只要裂缝不超过允许的最大的宽度，就不会对建筑工程项目造成质量问题和安全隐患。而如果裂缝过大、过多则会严重影响建筑的质量容易造成漏水、透风等，为居住者的生活带来很多不便。建筑工程项目的质量是建筑企业的生命。良好的建筑质量可以为企业带来更多的经济效益和社会效益。
1.产生建筑施工裂缝的原因分析
1.1地基不均匀下沉
造成地基不均匀下沉的原因有客观原因、主观原因以及人为原因。房屋地基土层分布不均匀，土质有较大地差别等是造成地基不均匀下沉的客观原因；而主观原因多与建筑施工的设计方面有关，比如地基的处理方案与基础设计不协调一致、同一建筑的地基采用多种处理方法、在房屋纵墙刚度较差时因土壤应力的扩散作用导致房屋两端的应力逐渐减小、对建筑立面错层、平面变化引起楼面活荷载不均匀的处理不当、实际建筑施工的设计超出或未达到规范的规定，由于这些因素导致地基受力状态改变，造成地基不均匀下沉；另外在建筑施工过程中和建筑建成后，人为因素导致地基改变、松动等情况造成地基不均匀下沉。
1.2温度应力
引起温度应力的原因有两种，一种是自生应力，是物体结构由于内外温度不同，在结构自身的约束下产生的温度应力，通常发生在结构尺寸相对较大的物体上，比如桥梁墩身，混凝土冷却时表面温度与内部温度相差太大，两种温度产生应力相反作用。另一种是约束应力，是物体结构受到外界的约束而不能自由变形引起的温度应力。比如护栏混凝土，混凝土的干缩引起的应力与温度应力共同作用。要准确分析温度应力的分布、大小是一项较复杂的工作，通常是依靠模型试验或数值计算来进行分析，另外在分析过程中还需要考虑徐变的影响。
1.3钢筋锈蚀
建筑钢筋表面由混凝土保护，如果混凝土保护层质量较差或厚度不足，使二氧化碳或氯化物侵蚀到钢筋，使钢筋周围的混凝土的碱度降低或氯离子含量偏高，从而破坏了钢筋表面的氧化膜，导致钢筋中的铁离子与氧气和水分发生锈蚀反应，使得钢筋的体积增大了2至4倍，从而钢筋周围的混凝土受到膨胀，导致作为保护层的混凝土沿钢筋纵向产生裂缝。另外由于钢筋锈蚀使得钢筋与混凝土的握裹力减弱，结构承载力下降，导致其他形式的裂缝产生。
1.4冻胀
冻胀是由于大气气温低于0℃时，混凝土中吸入了饱和的水被冻成冰，使得混凝土的体积膨胀9%，从而产生膨胀应力，于此同时，在微观结构中迁移和重分布的状态下，混凝土凝胶孔中的过冷水易引起渗透压，再次加大了混凝土的膨胀力，降低了混凝土的强度，从而导致裂缝的产生。受冻最严重时是混凝土初凝时，可使成形的混凝土强度降低30%至50%。
2. 建筑结构设计裂缝的控制措施
2.1合理设计结构
尺寸及选材由于建筑材料变形的差异及自身的温差都会造成混凝土结构的开裂，特别在结构尺寸较大时，结构因材料变形及温差所造成的应力就会随之增大，极易在建筑的楼板与墙体中产生横向裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过统计分析，结构所受应力与长度呈非线性相关关系，因此，在进行结构设计时一定要确保结构尺寸合理，在结构设计时选用合理的布置方案使结构在实际工作中能实现整体性较好的同时刚度分配合理结构构件受力明确，在计算配筋过程中要严格按照国家相关设计规范进行设计，从而减少或避免出现结构裂缝。在设计施工中尽量选择使用变形差异接近的材料，从而有效的抑制了应材料自身变形而造成的结构裂缝。
2.2现浇混凝土楼板裂缝的控制措施
在结构设计时必须保证混凝土结构的整体刚度满足规范要求，以免结构的不均匀沉降造成在混凝土结构内部出现拉应力及剪应力，进而减弱结构内部抵抗温度应力的能力。在建筑的外墙角位置上应布设放射筋，并且保证每个墙角布设的放射筋都在七根以上，配筋长度必须大于2m，配筋范围则不得小于楼板跨度的三分之一，各个钢筋之间的间距则不得大于0.1m.通过在建筑外墙角布设放射筋的办法能够满足应力的要求，使得现浇混凝土楼板的裂缝应力作用范围与放射筋作用范围一致，进而减少并控制裂缝的形成。
2.3温度裂缝的预防控制措施
在建筑工程的结构设计中，应优先选用建筑平面布置规则、结构受力简单合理的结构布置，不宜设置太多的凹凸，以免产生温度应力集中进而造成裂缝。建筑的长高比应符合设计规范要求。特别是建筑物的长度不应超过温度伸缩最大间距的要求，以确保材料的变形在较小范围内，从而能有效防止屋面因温差较大形成变形集中造成的墙体裂缝。在砌体结构中建筑纵墙应尽量少设门窗，并且门洞和窗洞不宜开设过大，保证砖墙具有足够的抗剪面积，从而提高其自身的抗剪能力，同时还可减少在门窗部位的应力集中现象。温度裂缝的形成主要是由于砖墙本身、圈梁、屋面板的温度变形以及相互间的温差所引起的，其屋面板保温层的效果好坏会对顶层砖墙的裂缝程度产生直接影响。因此，屋面保温层的设计一定要满足热工要求，尤其是其施工工法及保温材料的性能要与规范符合，并可适当加大保温层的厚度，保证保温效果。
从建筑的结构方面考虑，所有的纵墙、横墙的顶层均应设置圈梁，以增强其整体性及抵抗温度裂缝的能力。在设计圈梁时，顶层圈梁尤其是纵向圈梁的高度应尽量小些，以减少砖墙与圈梁之间的相互约束，进而降低由于屋面板变形对墙体产生的水平推力；提高顶层墙体的砂浆砌筑强度是抵抗温度裂缝有效且经济的方法，顶层砂浆强度不宜小于M5.0，砖体的强度则不宜小于MU10，并且砖砌体的厚度不宜小于240mm；降低墙体与屋盖之间的温差是防止温度裂缝的关键，所以，可在屋面设计时采取设置架空层等隔热保温措施。
2.4钢纤维混凝土在结构裂缝控制中的应用
在钢筋混凝土梁的底部布设适量的钢纤维，使其能够与混凝土共同抵抗开裂，从而提高钢梁自身的抗裂能力，在其满足设计要求的同时，符合规范中有关裂缝宽度或者抗裂度的要求。对于加入钢纤维的钢筋混凝土梁来说，当钢纤维的掺入体积率在1.0%～1.5%左右，并且受拉区的钢纤维混凝土层截面高度达到梁截面高度的30%时，就可很好的控制梁体开裂。同样，在受拉区的钢纤维混凝土层截面高度达到梁截面高度的30%时，其弯拉性能接近于全截面的钢纤维混凝土梁。
这主要是由于钢纤维可依靠粘结力在混凝土裂缝的尖端应力区产生一个反向应力区，缓解了混凝土裂缝尖端产生的应力集中，从而对裂缝的进一步发展产生了抑制，使得在荷载作用下的混凝土构件开裂滞后。钢纤维可与未开裂的混凝土共同承担开裂截面上方的部分拉力，从而减小了开裂截面上的钢筋应力，对于裂缝的进一步发展起着约束作用，有效提高了裂缝间混凝土的整体性及构件刚度。
结束语
在进行建筑物的结构设计时，必须根据工程的地质环境条件、结构形式等相关因素，制定出有效的结构设计及裂缝控制措施。此外，还应加强对工程施工的监管，确保施工单位能够按照设计、规范严格执行，保证建筑物的安全及使用性能。
参考文献
[1]王立军.从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题[J].中华民居，2014，06：272.
[2]张佰娜，付山山2.试论建筑结构设计中控制裂缝的措施[J].黑龙江科技信息，2014，10：210
论文作者:何敏
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2019年2月上
论文发表时间:2019/7/19
标签：裂缝论文; 应力论文; 混凝土论文; 结构论文; 建筑论文; 温度论文; 钢筋论文; 《新材料.新装饰》2019年2月上论文;