浙江华展工程研究设计院有限公司
摘要：建筑结构要保持安全可靠，除了在承载力设计方面合理外，还要保持内外部完整，一旦出现结构裂缝，裂缝在各种压力作用下，会扩大，直至结构倒塌，另外这些裂缝还容易成为水体以及其他杂质侵袭的主要场所，这更会加大建筑结构的危险系数，所以在对建筑结构进行设计之前，相关人员就要对结构设计裂缝产生的原因进行分析，避免在后期建设时，这些结构裂缝产生，同时还要采取多种预防措施和应对策略，来减少裂缝产生的影响。
关键词：建筑；结构设计；裂缝；产生原因；对策
在建筑中，结构是多种的，所对应的裂缝类型以及产生原因也是多样的，解决措施更是涉及到很多方面，相关人员要做的就是了解每种结构裂缝类型产生的原因，并且将对策落实到建设的每个小环节中。本文主要针对建筑结构设计出现裂缝的原因及对策进行分析。
一、建筑结构裂缝概述
在建筑中，有墙体结构、楼板结构、梁板结构等，这些结构在建筑中的承重程度和应用程度属不同的，所以产生裂缝的先后以及裂缝的蔓延速度和范围是不一样的，出现裂缝的比例也是不同的[1]。楼板结构起到承上启下作用，所以容易出现裂缝，所占的比例也最大，梁结构所占比例居后，墙体结构以及基础底板结构也很容易产生裂缝。这些结构裂缝产生的原因主要有两方面，一方面是作用在结构上的荷载长期施压，使建筑结构承载性能逐渐得到削弱，当施加的荷载超过承载力时，结构本身就不能保持完整，另外次应力作用在结构上，这种作用力是长时间存在的，也会给结构造成伤害。另一方面是结构内外部物理性质发生变化，当地基沉降发生时，结构上下左右不能保持平衡，在随基础发生沉降的同时，结构的完整性就会得到破坏，无论哪种破坏，于结构来说，这都是产生的非荷载裂缝。相关人员在对结构裂缝进行预防时，应着重考虑这一点，多从此方面进行入手分析。
二、建筑结构每种裂缝产生的原因
1、荷载裂缝产生原因
建筑结构往往会和施工材料联系在一起，最常用的是混凝土结构，对其产生的荷载裂缝进行研究，发现这些荷载除了固定的结构自重外，还有构件长期荷载，结构自重除了更换材料是难以改变的，后者就不同了，和材料本身的抗裂性和强度设计值有关，这两种性能都要考虑在后期施加活荷载作用时，是否还能保持结构稳定完整。但我国对于混凝土荷载总承载能力标准要求还是比较低的，所以建筑结构出现荷载裂缝是在所难免的。
2、温度应力裂缝产生原因
温度应力裂缝的产生和混凝土拉应力有关，拉应力与压应力总是同时存在的，混凝土制作环境稳定与内部温度相差甚远时，混凝土内外结构就会发生相应的收缩膨胀反应，这种反应实际上就是拉扯或挤压混凝土结构，使其在新条件下得以整改[2]。虽然在整改的过程中，混凝土的抗压性能会发生作用，但这种作用力远远不能使其维持原状，一旦超过极抗压极限值，结构变化程度将会越来越大，在变化的过程中，就是裂缝产生的过程。这种由温度变化导致的应力变化继而产生的裂缝叫温度应力裂缝。另外，当混凝土结构内部的水分明显要小于标准时，结构内部成分，比如水泥在水化的过程中，会吸收大量水分，所以当水少时，水化效果就不好，制作的混凝土质量也是不高的，内部还会发生收缩反应，同样也会对混凝土结构进行拉扯，在拉扯的过程中，裂缝不仅会产生，还会沿着相关构件进行延伸。在建筑结构设计中，还要考虑到构件的长度问题，毕竟温度应力和构件长度呈正相关关系，如果不想引起温度应力裂缝，就要对温度应力进行控制，即对构件长短进行控制。
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3、塑性沉降裂缝产生原因
塑性沉降缝在墙体结构中出现的较多，裂缝产生的原因是多方面的，比如混凝土内部结构不均匀收缩，导致的收缩裂缝，混凝土颗粒沉降产生的竖向裂缝等，另外地基沉降也会造成塑性沉降裂缝的产生，所以在对策预防上，也有有针对性。
4、设计施工方面的原因
如果结构设计本身就存在缺陷，并且这部分缺陷没有在设计变更中体现出来，结构可能在施工中就会发生裂缝。设计缺陷指的是设计师提供的结构承载力计算值和实际有偏差，某些结构在尺寸上设计有偏差，在节点以及配筋定位和数量安排上有误差等，都会使结构无法保持完整[3]。
三、建筑结构设计裂缝对策
相关的对策主要包括五方面，其一减少设计缺陷，在设计前，设计师就要将有可能出现的各种缺陷列举出来，尤其对结构刚度和抗裂能力方面的缺陷。在承载等有关计算的地方，还要对数值进行精确和审核检验，而对于关键点或关键材料在结构中应用位置以及数量等方面进行确定，使其不会出现误差，如此结构内部应力分布也会均匀些，承载力极限值也会大些，外部荷载作用以及温度变化作用对结构产生的影响也会少些，当这些作用力远远小于结构承载极限值时，结构是有能力保持完整的。
其二，对结构承载方面进行规范化设计，每个结构承载的能力与其在建筑整体结构中的作用有直接关系，无论出于什么位置，发挥什么作用，都要保证施加在结构上的活荷载或固定荷载以及结构自重等作用力之和，都要远远小于承载力极限值，并且这种状态在建筑使用中要处于长期保持状态，如此建筑结构本身才不容易出现荷载裂缝[4]。而承载方面关于荷载裂缝计算方面，除了要满足建筑本身承载要求外，还要满足国家有关规范。相关的裂缝宽度限值等也要在允许范围内。
其三，针对人为设计和施工不合理带来的砌体裂缝，在处理时，主要有两方面，一方面是防止温度裂缝采取的保温层设计，保温层要设置在合理的位置上，另一方面是防止墙体裂缝采取的伸缩缝设置，伸缩缝在一开始就将裂缝产生的条件限制住了，墙体结构在一定条件下，是可以自由水平伸缩的，伸缩缝方向和施工缝方向一致。如此砌体结构便不会受到温度和其他因素影响，此外，选择合适的砌体材料，也会对裂缝预防产生有效作用。毕竟每种材料的收缩率是不同的，相比混凝土，灰砂砖收缩变形要相对小一些。
其四，混凝土是建筑结构由图纸变成实际工程的主要材料，在以往混凝土本身出现裂缝时，也会导致结构不再安全可靠。由混凝土组成的结构受温度或内部水分变化影响时，都会产生裂缝，如果一开始对制作混凝土的材料进行质量控制，对制作过程中每种成分的添加量进行控制，对制作环境以及混凝土内外温度进行控制，裂缝产生的条件就没了[5]。在材料成分选择上，主要包括水泥的选择，要将选择条件与水热化高低联系在一起，对粗骨料选择密实度比较高的，对外加剂选择上，更是要以强化混凝土抗裂性能的试剂。在比例安排上，主要注重水灰比。在混凝土应用中，更是要注重后浇带以及加强带的使用。
其五，做好模板工作，在安装和拆卸过程中，都要注意模板对混凝土产生的荷载不会发生变化，模板支模时，也要保证模板的支撑力，使其不会挤压混凝土。如此混凝土出现裂缝的机会少些。
结语
建筑结构设计出现裂缝的类型和原因是多样的，设计人员以及施工人员要具体情况，具体分析，每个人员都要做好本职工作，设计人员保证结构设计不会出现缺陷，施工人员保证每个操作行为都是规范的，使相关的结构以及材料在应用中不会受到过多的荷载作用，在设计施工中，相关人员更是要加大检查力度。
参考文献
[1]李波.探讨建筑结构设计出现裂缝的原因及对策[J].建筑知识,2017,11:1.
[2]徐利华.探讨建筑结构设计出现裂缝的原因及对策[J].江西建材,2013,06:27-28.
[3]王渊.探讨建筑结构设计出现裂缝的原因及对策[J].建材与装饰,2016,08:97-98.
[4]薛彪.探讨建筑结构设计出现裂缝的原因及对策[J].四川水泥,2017,03:84.
[5]张爽.探析建筑结构设计中如何控制裂缝[J].黑龙江科技信息,2013,19:229.
论文作者:庞增苗,杨坚波
论文发表刊物:《防护工程》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/5
标签：裂缝论文; 结构论文; 荷载论文; 混凝土论文; 应力论文; 原因论文; 结构设计论文; 《防护工程》2017年第30期论文;