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摘要：在建筑工程设计中，结构设计非常重要，建筑结构引发裂缝的原因有很多，结构设计要严格依照工程外部环境与结构特征来探寻科学、合理的设计方案以及裂缝的解决对策。钢筋混凝土结构施工中，裂缝是最常见的质量通病之一，既影响工程质量，也一定程度上突出了结构设计的问题，建筑行业越来越注重在结构设计中加强对裂缝的控制，达到减少或者消除裂缝干扰的目的。鉴于此，本文主要分析建筑结构设计中裂缝的成因及相应的解决对策。
关键词：建筑结构设计；裂缝；原因；对策
1建筑工程结构裂缝概述
结构裂缝是建筑施工过程中必然会遇到的质量问题，由于裂缝的产生原因较多，所以在施工过程中不好控制，可按照施工裂缝的类型进行针对性分析。现阶段，在建筑施工中遇到最多的就是混凝土收缩类裂缝，混凝土在浇筑完成后，如果养护不及时或养护方式不合理，混凝土中的水分蒸发加快，导致混凝土产生一定的收缩徐变，进而使得混凝土表面出现裂缝。温度型裂缝，混凝土浇筑后，初凝过程中水化热得不到及时散发，混凝土内外温差较大，在浇筑施工完成后的一段时间，逐渐在结构表面范围出现裂缝。支座型裂缝，在梁支座位置，上部弯矩较大，此处由于配筋不足容易产生受拉裂缝。穿线管裂缝，是在施工过程中，管线的预埋深度太浅，表层的混凝土膨胀系数与线管不一致，从而导致管线位置的混凝土出现明显的裂缝。另外，结构地基的不均匀沉降也会导致裂缝的产生。
2建筑结构设计中的裂缝成因分析
2.1塑性变形裂缝
此类裂缝通常在混凝土硬化以前还为塑性状态时形成，分为塑性沉降裂缝和塑性收缩裂缝。塑性沉降裂缝，指的是混凝土浇筑后，拌合物中的骨料在自重作用下沉降，水、气泡等比重小的组分被挤压上浮。如在素混凝土中，各区域沉降均匀，则不会出现裂缝。如在钢筋混凝土中，钢筋阻挡了上部相关范围内的骨料下降，而钢筋下部和周边的骨料继续下降，进而出现沉降不均匀，在混凝土沿钢筋表面产生裂缝，这种裂缝通常出现在大流动性或者水灰比较大的混凝土。塑性收缩裂缝，新浇筑的混凝土，还在塑性状态，由于天热、风大，水分蒸发过快，产生急剧地体积收缩，在表面出现龟纹状或者放射状裂缝。
2.2温度裂缝
表层温度裂缝多数是由于混凝土内部温差较大而引起的。大体积混凝土浇筑后，在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度上升，混凝土表面和内部温差较大。当产生非均匀地降温时，混凝土表面产生较大的降温收缩，而此收缩受到内部较高温度混凝土的约束，在表面产生很大的拉应力，混凝土早期抗拉强度低，进而出现裂缝。这种裂缝只在接近表面较浅的范围内出现，表层以下结构仍保持完整。
深层温度裂缝多由于结构与外界温差较大，并且受到外界约束而引起。大体积混凝土浇筑在坚硬地基或垫层上时，没有采取有效的放松约束措施，如果混凝土浇筑时温度很高，待混凝土降温收缩时，外部区域受到地基、垫层或其他约束，将会在混凝土内部出现很大的拉应力，产生降温收缩裂缝。这类裂缝较深，有时是贯穿性的，破坏结构的整体性。基础工程长期不回填，受风吹日晒或寒潮袭击等作用，框架结构的梁、板等构件在刚度较大的柱、基础约束下，降温时也常出现这类裂缝。
2.3地基沉降裂缝
地基沉降裂缝主要是由于地基土质不均、含水量大或回填不实等因素引发的不均匀沉降导致，也可能是模板本身刚度不足，支撑间距设置不合理导致，尤其是在冬季，如果模板支撑在冻土层，当温度上升时，冻土解冻就会产生不均匀沉降，这就可能会引发混凝土结构开裂问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地基沉降裂缝大多为斜向，少数会出现水平向，地基沉降裂缝首先出现的位置是混凝土梁，或者梁柱节点处，当上部结构刚度较大时，也会在基础或者柱根位置出现水平裂缝。
2.4应力裂缝
应力裂缝一般是在主体结构施工完成后产生，主要出现在混凝土墙板构件的凹凸转角处，裂缝形状主要是斜向劈裂状；梁板构件支座和跨中弯矩较大位置，由于表面配筋不足或者钢筋粗间距大，也会产生应力裂缝。
3建筑结构设计中的裂缝控制措施
3.1对于原材料的选材要十分严谨
根据有关数据表明，由于在建筑结构设计时，没有明确对原材料的要求进行规定，所以产生质量问题的情况会相对较多，部分企业为了能够获得更加高额的利润，在选购原材料时往往会选择一些廉价的材料，如此以来产生质量问题也就见怪不怪。所以，要想有效防止该情况的发生，可以在设计时就对各种材料的要求做出明确规定，相关部门必须严格按照有关要求标准来选择原材料。
3.2使用有效的温度裂缝控制
首先要对结构方案进行合理选择，结合工程实际情况及相关标准要求，全面考虑各方面影响因素，提前采取有效的应对措施。首先对结构裂缝影响较大的温度裂缝问题，在结构平面初步设计中，设计人员应遵循简单实用的原则，尽量减少结构凹凸转角、体型突变，在满足设计规范和建筑使用功能要求的基础上，合理控制结构构件的尺寸，在合适的位置设置伸缩缝或后浇带，尽可能使材料变形控制在一定范围内，避免因温差引起材料变形过大，产生结构裂缝。
3.3结构设计时运用钢钎维混凝土对裂缝加以控制
在钢筋混凝土梁底添加适量钢纤维，让其和钢筋混凝土梁底筋一起防止裂缝形成，能有效加大抗裂性。并且，钢纤维混凝土构件的基本使用性能较之钢筋混凝土构件而言更好，这是由于钢纤维借助粘结力为混凝土基体裂缝尖端应力场给予了反向应力场，导致荷载作用下的裂缝开展受阻，且其和未裂混凝土一同承担裂缝截面拉力，一定程度上缩减钢筋应力，限制裂缝形成。
3.4规范结构受力设计
在结构设计时，应尽量避免过大跨度的现浇板构件，当板跨太大，相应楼板厚度增加，自重荷载加大，跨中挠度变形超过允许值，支座约束不足等引起的楼板开裂，设计中可以通过增加次梁减小板的跨度。施工图绘制时，应注意对梁板构件挠度、裂缝的验算，在满足规范的前提下，构件配筋可以选择较小直径较多根数。另外合理地设置沉降缝或者施工后浇带，可以有效减小不均匀沉降产生的结构裂缝。
3.5提高对施工工艺的要求
施工工艺水平是直接影响结构质量的关键因素，加强对施工工艺水平的要求是结构设计中非常重要的地方。为减少或者避免混凝土开裂，可以对施工做出以下要求：在混凝土浇捣前，先将基层和模板浇水湿透，避免过多吸收水分，浇捣过程中要做到振捣充分而又不过度；严格遵守施工工序，杜绝过早上荷载、过早拆模；在浇捣过程中要安排专人保护钢筋，避免面筋踩弯；后浇带施工要制定专项施工方案，杜绝在后浇带施工前或后浇带混凝土强度未达到设计要求时拆除模板，导致正常梁板形成悬臂构件，因变形过大产生支座裂缝；施工过程中必须加强对混凝土的养护，在浇筑施工完成后及时采取有效的养护措施，确保混凝土的质量。
结语
伴同社会经济进程的持续推进，建筑行业获取了更进一步的发展，这就促使建筑工程数量大幅增加，使得民众对建筑工程交付使用后的稳定性、安全性产生了更为严格的要求。故而，必须对建筑结构设计中出现裂缝的原因展开全面、细致的分析，并依据实际采取有效措施对其控制，从而确保建筑工程质量的安全和稳定。
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[4]黄志彬.建筑结构设计中裂缝形成的原因及控制措施[J].中华建设，2017（02）.
论文作者:赵刚
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第19期
论文发表时间:2019/4/11
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 结构论文; 结构设计论文; 构件论文; 塑性论文; 地基论文; 《建筑细部》2018年第19期论文;