1、1对建筑结构设计裂缝原因及措施的探讨摘要：本文从墙体温度裂缝和现浇混凝土楼板产生的裂缝两个方面对建筑结构设计中裂缝的原因及控制措施进行探讨。 关键词：建筑结构设计，裂缝，原因，措施。 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 一、墙体温度裂缝形成原因及控制措施 1.1 墙体温度裂缝形成原因 （1）从设计角度分析温度裂缝，由于目前国内尚无统一的规范和技术指标可循，加上某些设计人员的考虑不周，在隔热层的选择上随意性较大，顶层砌块强度及砂浆标号也均要求较低，同时未针对温度裂缝的产生采取相应的构造措施，就给墙体温度裂缝的形成创造了先天的条件。（2）从施工角度分析温度裂缝，砌体施工组砌不合理，砌
2、体通缝、竖缝不饱满、顶层使用大量断砖、碎砖、砂浆强度低、不按规范要求留槎等等，架空隔热层直接与女儿墙顶死，未按设计要求留设与空气对流的通风口，造成隔热层不能起到隔热的作用。因此施工中的人员、材料、施工工艺、现场管理等要素也是造成温度裂缝产生较严重的原因之一。 （3）从定性分析温度裂缝，夏天阳光照射下屋顶表面温度高，混凝土屋盖受到阳光辐射面积比砖砌体要大得多，接受阳光照射的时间比其2他任何部位都长，而混凝土屋盖的阻热能力比砖砌体阻热能力差得多。在使用两种不同材料的屋面板与墙体之间，线膨胀系数 a 差异较大，当两者以相同的温差升降时. 由于线膨胀系数不同，在接触面上将产生相对位移，而这位移受到限制
3、，则产生剪应力。由于屋面受到阳光的直射，通常屋面板的温度总是高于墙体的温度变化，使得这种剪应力更大。当膨胀产生的应力大于砌体的抗拉强度 tmaxfv 时墙体就产生斜向温度裂缝；当温度应力超过墙体的抗剪强度 tmaxfv 时墙体就产生水平温度裂缝。由于应力集中的原因，就在门窗洞口四角产生竖向及斜向裂缝。 1.2 墙体温度裂缝的预防措施 （1）设计阶段的预防措施。在房屋建筑的设计中，除应严格依据有关设计规范的规定执行外，还应尽可能缩短建筑物温度伸缩缝的设置间距；顶层端部两开间的外纵墙与内横墙相接处、山墙与内纵墙相接处均应设置构造柱，顶层墙体砌筑砂浆强度等级也不得低于 M7.5；在钢筋混凝土梁板柱与
4、墙体交接处均应加钉宽 200mm 的通长钢丝网（网眼为1010）以预防温度裂缝的产生。重视屋面保温隔热设计，严格满足建筑节能设计标准。推广使用高效保温材料。在设计上，可考虑采用双层屋面，或将屋面绿化成屋顶花园，既有利于防止温度裂缝，又可改善住宅的保温、隔热条件，也达到美化绿化的效果。 （2）施工阶段的预防措施。建设单位在前期就要注意合理安排好建筑工程的时间，尽量避开在炎热的夏季和寒冷的冬季施工温度敏感部位。屋面板浇筑完成后应尽快进行保温隔热层的施工，保温隔热层应严格按照设计及相关规范要求进行施工，所用隔热材料要通过严格检测，确保3能达到设计隔热效果。提高砌体施工质量，要求强度达标、组砌合理、砂
5、浆饱满、横竖缝顺直，禁止干砖上墙，确保砌体的抗剪强度。 二、现浇混凝土楼板产生裂缝的原因及控制措施 2.1 现浇混凝土楼板产生裂缝的原因。 （1）建筑结构设计原因引起裂缝。结构体型、刚度突变及未设置必要的伸缩缝处, 由于该处的应力最集中, 因此当混凝土的收缩应力大于其抗拉强度时, 裂缝便沿此位置发生、发展。从现浇板最初出现裂缝的位置来看, 干缩裂缝首先在核心筒的四角, 之后出现在板的中部, 这是现浇板内部应力最集中、最复杂和最薄弱的部位, 由于墙肢和核心筒刚度的强烈约束作用, 混凝土的收缩应力大于其抗拉强度, 裂缝便沿此位置出现、发展。 （2）混凝土材料本身原因引起裂缝。水泥用量也有所增加,
6、易使混凝土抗拉强度的离散程度增大, 造成混凝土由于抗拉强度和抗变形( 极限拉伸) 能力不足而出现裂缝。在荷载不大、跨度较小的民用建筑中, 低配筋率的楼、屋面板、墙板采用现浇混凝土结构, 由于混凝土自身收缩加上温度变化引起的应力作用, 很难避免裂缝的出现。 （3）施工工艺及气候环境原因引起裂缝.施工作业时气候变化的影响, 会导致混凝土失去水分过快或混凝土温度变化使收缩过大, 引起表面混凝土干缩, 产生裂缝。工程实践表明: 天气因素是导致混凝土现浇板出现干缩裂缝的主要因素之一。支座处负筋下沉产生裂缝。在施工过程中由于施工工艺不当, 致使支座处负筋下陷, 保护层过大, 固定支座变成塑性铰支座, 使板
7、上部沿梁支座处产生裂缝。 42.2 现浇混凝土楼板裂缝的控制 （1）结构图设计时应考虑对容易产生裂缝的部位做抗裂设计。设计者在施工图设计时,应对构件容易产生裂缝的部位配筋给予适当加强, 使得构件的钢筋除起着抵抗外荷载作用所产生的弯矩和剪力外,还起着抵抗混凝土收缩和温度变化产生的拉应力作用,使得构件既满足强度要求,还满足混凝土的特性和温度变化等多种原因对构件影响。实践证明,经过抗裂设计的现浇钢筋混凝土,均不产生裂缝，达到了理想的效果。浇筑混凝土材料的质量直接影响着结构和构件的抗裂性、安全性、耐久性,是混凝土产生裂缝的主要原因之一。混凝土主要是由水泥、骨料、水按一定的配合比搅拌合成的。根据结构的要
8、求,为改善混凝土的性能,满足使用要求,可在混凝土中加入掺合料和外加剂。 （2）温差控制。温度变化使得混凝土产生裂缝也是一个不容忽视的原因。由于混凝土早期硬化脱水干缩时强度较低,混凝土在凝结硬化过程中,表面游离的水分蒸发很快, 水泥水化又放出大量的水化热,外部的水化热量散失较快,内部的水化热量不易散失, 使得内部混凝土产生较大膨胀, 外部混凝土却随温度下降而收缩,由于内涨外缩互相制约,对外部混凝土产生拉应力,如不及时补充水分或采取降温保温措施,混凝土由于有这种温度应力的作用,当这些拉应力超出混凝土的抗裂力时,就会产生裂缝, 特别是冬、夏两季,昼夜温差大, 养护或降温保温措施不力,极易产生温度裂缝
9、。 （3）混凝土施工及养护。混凝土是否出现裂缝与混凝土的配合比、混凝土的搅拌、浇筑方法以及混凝土的养护措施也有着极大的关系。对5现场拌制的混凝土, 按设计图纸要求的强度等级,根据所用的骨料及其含水率配制施工配合比,最好做到每盘过磅,严格控制水泥、骨料、水的用量,并在监理工程师的监督下随机见证取样制作混凝土试件。浇筑混凝土时要严格控制浇筑流程和浇筑方法,合理安排施工工序,在混凝土浇捣前,应先将基层清理干净和浇水湿透模板,浇捣时,应尽量做到既振捣充分、全面,又避免过度,对已浇筑的混凝土,在终凝前最好进行二次振动,提高其粘结力和抗拉强度,减少初凝收缩时形成的裂缝与气孔,提高抗裂性, 二次振动可以排除
10、多余的水分,对漏振的步位也起到补救的作用, 在混凝土振动的过程中,要注意采用正确的振捣方法,并随时注意模板及其支架, 防止漏浆,出现蜂窝麻面现象。混凝土的养护对于裂缝的控制也是至关重要的。混凝土浇筑后, 应及时进行养护,混凝土养护主要是保持混凝土表面适当的温度和具有足够的湿润状态。普通混凝土浇水养护时间不得少于 7 昼夜,掺用延缓型外加剂或有抗渗性要求的混凝土养护时间不得少于14 个昼夜。养护用水与搅拌用水相同,为减少混凝土凝固时表面水份蒸发过快,最好用稻草、麻袋、砂等覆盖,以防止混凝土干缩时产生干缩裂缝。厚大体积的混凝土水化热较高,在炎热气候条件下,应采取降温措施。 三、结语 在建筑工程中，裂缝的产生对工程质量有很大的损害，结构设计人员应该认真负责，严格遵守相关规定，吸取以往的经验，对裂缝的产生原因深入分析，并把裂缝控制在一定的范围之内。 参考文献： 1 刘立娜, 韩伟. 混凝土裂缝的原因及防治措施J. 科技和产业, 62009,(09) 2 闫红娟, 刘爱玲. 建筑砖砌体结构裂缝产生的原因及预防措施J. 科技咨询导报, 2007,(17) 3 李钢, 赵永成, 孟夫良. 浅谈建筑施工混凝土裂缝的控制J. 中国高新技术企业, 2008,(10)
