張鳳

摘要：人們所居住的住宅、購物的商店、商場，觀看體育比賽的看臺、體育館，教學樓、實驗樓、辦公樓，以及單層與多層工業(yè)廠房，等等，這些人們賴以生活、學習、工作的場所，即建筑物，無論是功能簡單還是復雜，都包括有基礎、墻體、柱、樓蓋及屋蓋等結(jié)構(gòu)構(gòu)件。它們組成房屋的骨架，支撐著建筑，承受各種外部作用（如荷載、溫度變化、地基不均勻沉降等），形成結(jié)構(gòu)整體。這種房屋骨架或建筑的結(jié)構(gòu)整體，就是建筑結(jié)構(gòu)。當建筑物或構(gòu)筑物的混凝土不能自由收縮時，會在混凝土內(nèi)產(chǎn)生拉應力而引起裂縫。

關鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設計? ?裂縫? ?成因? ?控制措施

一、關于建筑結(jié)構(gòu)設計裂縫

由于裂縫在建筑物中產(chǎn)生的原因不同，大致可分為，收縮型裂縫;溫度型裂縫;由于化學原因造成的裂縫;建筑設計引起的裂縫;還有因地質(zhì)條件等等引起的多種裂縫。如在實際操作中，建筑物所采用的鋼筋和模形板都有可能對混凝土造成不同程度沉降的影響，在這種情況下，就形成了塑性沉降的裂縫。此外，在建筑物施工過程中，進行澆筑混凝土工程大部分都在室外進行處于全暴路狀態(tài)，與此同時，受外部因素的影響，如高溫天氣狀態(tài)下：大風或暴雨等惡劣環(huán)境的影響，使混凝土出現(xiàn)了熱脹冷縮的現(xiàn)象，這種情況下，混凝土的水份會減少，混凝土本身會變硬，既而就形成了塑性收縮裂縫。塑性收縮裂縫大都是不規(guī)則的多邊形結(jié)構(gòu)，也有呈平行狀的，這些裂縫剛開始還是不明顯的，逐漸會成為貫穿性的裂縫，因此遇到大風等惡劣天氣的情況時，應釆取應急措施，來保證建筑物的質(zhì)量問題。

二、建筑結(jié)構(gòu)設計中裂縫形成的因素分析

（一）地質(zhì)和設計因素

每個大型工程項目，在正式施工破土前，都要進行前期的準備工作，如地質(zhì)勘察，它直接影響了建筑物的工程設計及施工質(zhì)量，如果地質(zhì)勘查部門沒有精確的檢測分析和真實的數(shù)據(jù)報告，將會造成負責設計和施工人員對整個工程的地質(zhì)狀況沒有全面，系統(tǒng)性的了解， 更必談對相關地質(zhì)問題，做出針對性的防裂等措施。建筑設計是整個工程施工的首選，也是建筑物大致輪廓的形成，假如設計人員在建筑設計中不能準確的結(jié)合建筑風格的特點、要求，以及因地質(zhì)因素可能造成的裂縫進行科學的設計，對建筑物的材料沒有具體的了解，更沒有對材料之間所產(chǎn)生的作用和影響認真的分析，那么很可能在建筑物的投運期間就有裂縫的出現(xiàn)。

（二）施工工藝及原材料的管控問題

建筑物細長的薄壁中出現(xiàn)裂縫是建筑施工的常見問題，通常都是因為建筑施工的工藝沒有達到標準而造成的，直接影響到建筑物整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和效益，因此對建筑的質(zhì)量務必嚴加管控，對技術人員進行培訓學習，增強技術人員的技能水平，引進先進及高科技的施工工藝水平，保證施工質(zhì)量能充分滿足施工設計的要求，要從源頭上杜絕裂縫的形成。施工單位在材料選擇方面，必須嚴格按照施工方的標準與合同規(guī)定，選擇符合施工項目中所需材料，并根據(jù)設計標準對原材料進行合理配比，以提高建筑物整體的質(zhì)量，盡量減少建筑物中產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象。

具體來看，不同建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的因素不同。對于磚混結(jié)構(gòu)的建筑墻體出現(xiàn)裂縫，其影響因素包括溫度，地基，干縮等。從設計上來看也存在施工質(zhì)量，材料選用不合格，缺乏建筑經(jīng)驗等問題。具體從溫度變化上來看，當溫度發(fā)生顯著變化時，由于材料會存在熱脹冷縮效應，房屋各構(gòu)件產(chǎn)生不同的變形，進而引起制約產(chǎn)生應力。由于屋面混凝土與墻體膨脹系數(shù)不同，導致屋面變形度比較大，當房蓋與墻體間的構(gòu)造沒有得到恰當處理時，會使墻體處于受拉狀態(tài)，當拉應力和剪力大于砌體的抗剪抗拉強度時，便會拉裂墻體。此外，從地基不均勻沉降角度上來看，目前由于地基變形所導致的安全事故占據(jù)80%以上，在建筑物使用中，由于綠化澆水，上下水管漏水等問題均會對建筑造成不利影響，地基的變形，進而會導致墻體發(fā)生裂縫，而且在樓層分布上通常下層會更為嚴重，包括豎向和水平裂縫等。

對于框架結(jié)構(gòu)的建筑物填充墻產(chǎn)生裂縫的因素也比較多，除上述因素之外，還存在砌體材料干濕不穩(wěn)定，混凝土砌塊的收縮。具體來看，很多建筑的填中墻砌體材料會存在干縮濕脹的問題，進而會導致粉刷之后墻面出現(xiàn)裂縫，而這種裂縫產(chǎn)生是由于粉刷墻體之前需要經(jīng)過充分的澆水濕潤，墻體含水量高，體積會存在一定程度的膨脹，當收縮量達到一定程度后，會使墻面粉刷層的拉裂，混凝土砌塊是一種硅酸鹽含水制品，由于水分減少而產(chǎn)生這種混凝土，經(jīng)帶水養(yǎng)護之后會隨著水分減少出現(xiàn)制品收縮。

撓度也與裂縫產(chǎn)生有一定關系，撓度彎曲變形時橫截面沿著軸線垂直方向進行位移，被稱為撓度。具體來說是指梁，桁架等受彎構(gòu)件在一定荷載作用下的最大變形，由于混凝土抗壓性能小于抗拉性能，所呈現(xiàn)的是脆性材料，結(jié)構(gòu)構(gòu)件撓度大，則變形程度大，進而會導致裂縫逐漸增大。針對這一問題，首先跨度大的梁其端部和跨中應力較大，端部上表面和跨中下表面由于拉應力大而容易出現(xiàn)裂縫，因此需要合理控制抗裂薄弱部位的抗裂計算。其次，對于一些大跨度的梁，應當強化縱向構(gòu)造鋼筋的設置，提高梁縱向截面的配筋率，充分考慮施工過程中溫度，施工荷載，收縮應力的影響，進入提升構(gòu)件抗裂性能。

三、建筑結(jié)構(gòu)設計中控制裂縫的措施

比如我們以某高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)樓面板裂縫作為案例分析，該混凝土框架結(jié)構(gòu)最初是科技樓，之后被改造為酒店，由于使用多年，在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)不同程度的損傷，對自身安全和正常使用產(chǎn)生了不利的影響。在該建筑的主樓，副樓板檢查中，我們發(fā)現(xiàn)有多層樓面板出現(xiàn)裂縫，且大多處于樓四周陽角處，通過分析產(chǎn)生裂縫的成因，我們發(fā)現(xiàn)樓板撓曲變形相比溫差來說對于裂縫產(chǎn)生的影響更為嚴重。針對溫度變化所引起的裂縫，比如懸挑板處的裂縫，需要清洗裂縫之后干燥，可以采用環(huán)氧修復砂漿進行修復或者也可以在裂縫處涂刷封閉處理，對些裂縫較大的地方可以沿著裂縫鑿出八字形的凹槽，清洗之后再用適當比例的水泥砂漿抹平或者用環(huán)氧膠泥進行補充，對于一些貫通或者通常的危險裂縫切寬度大約0.3mm的裂縫來說，可以利用灌縫膠以及結(jié)構(gòu)膠粘扁鋼進行加固或者高壓灌膠處理。

此外，在進行項目設計的過程中，相關設計人員要認真全面的對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的因素進行分析，重點是建筑物主體使用的混凝土的強度，并且釆用相應措施來提升建筑物的荷載能力。還要對建筑物可能發(fā)生不均勻的沉降現(xiàn)象引起注意，這些現(xiàn)象一旦產(chǎn)生，會降低建筑物對外界環(huán)境及溫度的抵抗能力，因此，總結(jié)設計中存在的可能誘發(fā)建筑結(jié)構(gòu)裂縫的問題時，在實際設計操作過程中，必須做到對建筑物的荷載能力給予精確的測試和準確的數(shù)據(jù)分析，促進工程設計的進度，使工程設計在建筑工程中具有可實用性和科學性。

建筑工程中混凝土澆筑的耐久性和原材料的質(zhì)量是息息相關的，材料直接影響建筑的質(zhì)量，工程的造價，及工程使用的年限等，因此工程的項目部應該嚴格把控原材料的質(zhì)量關，盡量選擇和工程項目指標相符并且質(zhì)量合格的原材料。如在選擇砂石的材料上，必須緊密結(jié)合它的經(jīng)濟適用性，根據(jù)項目的具體要求，盡量選擇顆粒較大且堅固程度較好的砂石，減少攪拌砂石過程中水泥的用量，盡量避免在攪拌水泥過程中，使水泥的熱量快速消耗掉，來提升水泥的溫度應力。在選擇礫石時，盡量不要用含有堿性成分的礫石，以免在攪拌中，它與其它材料發(fā)生化學變化，產(chǎn)生水化熱現(xiàn)象。在混凝土攪拌且摻入混料時，還需在攪拌中添加緩凝劑和膨脹劑，防止混凝土因收縮或膨脹對建筑物產(chǎn)生不該有的拉應力。

施工的過程和建筑工程的質(zhì)量有著最大的，最直接的關系，因此努力提高施工的技術水平，同時應規(guī)范施工人員的施工行為，并且嚴格監(jiān)管施工的質(zhì)量。在建筑項目施工過程中，絕大多數(shù)工程師都在實地進行指導，而實際上施工的操作過程則由施工人員來完成，因此在施工前，應組織施工人員進行正規(guī)的培訓，強化施工人員的職業(yè)素質(zhì)和技能水平，并引進先進的施工技術和工藝進行合理的施工安排。對于大面積的混凝土施工及澆筑混凝土，技術人員還需進一步指導，全面地分析由于天氣變化等因素，如在高溫條件下，我們建議施工人員對混凝土實施分層澆筑法，充分利用澆筑面自身的散熱性能，來減小高溫天氣給混凝土的澆筑質(zhì)量帶來的巨大影響。還可以用埋設水管的方法，既能進行物理降溫，又能維持混凝土表面結(jié)構(gòu)的濕潤。但是施工人員在實際操作過程中，技術人員必須繼續(xù)加強指導，嚴格監(jiān)督并且即時糾正施工人員的違規(guī)行為，杜絕裂縫的發(fā)生幾率，有效提高建筑物的整體質(zhì)量。

四、結(jié)語

建筑物本身與人們的生活環(huán)境是緊密相關的，大力提升建筑物的質(zhì)量對消費者的生命及財產(chǎn)安全起著舉足輕重的維護作用。雖然在建筑過程中，混凝土結(jié)構(gòu)的工程很有可能出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，但只要施工人員加強對建筑工程設計的質(zhì)量嚴格把關，根據(jù)設計圖紙和方案正確施工處理，選擇最優(yōu)質(zhì)，經(jīng)濟適用型的原材料，對混凝土進行澆筑時高度重視，加強施工過程中的質(zhì)量檢測，做好建筑物中混凝土的有效養(yǎng)護工作，這樣就能最大限度地預防和減少建筑物中裂縫的產(chǎn)生，從而提高建筑結(jié)構(gòu)設計的整體質(zhì)量。

參考文獻：

[1]馬倩.建筑結(jié)構(gòu)設計中的現(xiàn)澆混凝土裂縫控制措施[J].住宅與房地產(chǎn)，2017，（09）.

[2]董少飛.簡析建筑結(jié)構(gòu)設計中的裂縫形成原因與措施[J].環(huán)球市場，2017，（10）：240-240.

（作者單位：內(nèi)蒙古煤礦設計研究院有限責任公司）