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摘要：结构裂缝便是建筑工程设计中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。为尽量减少结构中裂缝的产生，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。本文对建筑工程结构设计中的裂缝问题进行简单探讨。
关键词： 结构设计；裂缝；耐久性；塑性变形；徐变收缩；温度应力；
构造；养护；浇筑
中图分类号：TB482文献标识码： A
一．引言
建筑工程是一项复杂的定制型工程，在进行工程设计时需要考虑的因素较多，裂缝就是其中重要的一项，为了提高建筑安全度，减少混凝土结构裂缝，在进行结构设计时， 通过结构方案的合理选择、技术防备等措施，来减少混凝土裂缝以及其带来的建筑危害。结构中混凝土材料的内在特性以及结构外在因素的影响，共同决定了结构出现裂缝的可能性，而裂缝则是结构整体耐久性的重要原因之一。因此，如何在建筑结构设计中控制裂缝的出现就显得非常重要。
二.建筑工程结构设计中裂缝的主要成因
1. 塑性变形引起的裂缝
由塑性变形造成的混凝土裂缝一般出现在终凝前或者刚刚终凝而强度很小时，这是因为混凝土在终凝前一直处于塑性状态，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，导致结构产生裂缝。塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现塑性裂缝表现形式为呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态，较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm。
2.结构刚度不均产生裂缝
随着现代建筑工程施工工艺及水平的提升，现浇楼板已逐渐取代预制多孔板，现浇楼板的楼面优点在于其承载能力一般都能满足设计强度的要求而且整体性较好。但若用现浇楼板代替预制多孔板时，会增大楼板的刚度，造成原有墙体的相对刚度的降低，从而有可能导致在墙体刚度较薄弱的部位或者一些墙体的截面突变部位产生裂缝。例如墙角是应力较为集中的位置，就比较容易出现裂缝。
3. 应力裂缝
此类裂缝的形成主要是由混凝土结构的徐变收缩造成的，其中结构的自身收缩、塑性收缩、碳化收缩以及干燥收缩是比较常见的几种裂缝形式。在结构的混凝土浇筑完成后，在其收缩硬化的过程中，会因其内部水分的持续蒸发，导致混凝土自身的体积不断减小，进而产生收缩，在混凝土的收缩过程中由于支座对其的约束力，限制了其自由伸展。随着约束力的逐渐加大，势必会造成现浇混凝土板产生裂缝，裂缝的位置一般位于应力比较集中的部位。另外，如果在混凝土强度还未达到一定值时就提前拆模或者混凝土尚未完全固结时就在其上施加荷载，均会造成混凝土结构产生裂缝。
4.温度应力造成的裂缝
此类裂缝的形成主要是由于混凝土浇筑完成后，难以将聚积于混凝土内部的水泥水化热散发出去，混凝土内部温度相对较高，而混凝土外表由于与外界接触，其表面温度会因外界环境的影响热量散发较快，从而导致混凝土内外部分的温差较大，造成混凝土表面产生拉应力，而内部则出现压应力。而混凝土由于刚完成浇筑不久，龄期较短，其抗拉强度不足，从而造成表面拉应力大于混凝土自身极限抗拉强度，在混凝土表面出现温度裂缝。
三.防止建筑工程结构设计中裂缝问题的策略
1.适当控制建筑物长度
根据《混凝土结构设计规范》的构造规定，我们可以得知，为了能够有效的避免结构由于温度的收缩和体积变化等间接作用效应积累的影响，可以适当的采取相应的伸缩缝，并且现浇结构伸缩缝的间距一般都在30m-55m之间。对于一些多层的住宅建筑在长度的控制上应该小于55m，如果超出了这个长度，就应该设置相应的伸缩缝，当超长量不大的情况下，可以采取添加混凝土膨胀剂的方法，以此来减少混凝土楼板出现收缩裂缝。
2.温度应力的处理
温度应力在结构的使用中式长期存在的，所以在结构施工完毕后必须采取有效的措施予以解决，首先，在建筑中采取相应的保温隔热措施来尽可能降低温度变化，如外墙采用保温砂浆粉刷，屋面设置加厚的挤塑保温板等，采取这样的措施后就可以减小混凝土结构的收缩量，从而减少裂缝的出现。
3.加强混凝土养护
大体积混凝土浇筑后，需加强养护，但最初不能洒水养护，待放热高峰期过后，方能洒水养护，在养护期间，能够定时、定期的对温度进行测定，注意温度所产生的变化，能够有效的确保把温差控制在一定的范围的之内。在建筑结构施工中，可以在混凝土的表面覆盖一些薄膜、草袋等，运用这样保温隔热方法，可以有效的减少混凝土表面的热扩散，为混凝土提供一定程度的潮湿环境，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，与此同时还可以延长了散热时间，使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止裂缝的产生。
4.混凝土浇筑方法的选择
由于混凝土的浇筑量较大，因此，在方法上应该选用分层法，也就是说在第一层浇筑完成之后，再返回去浇筑第二层，这样逐层的浇筑，直到整个工程完成为止。此外，还可以采用分段分层法，从结构的底层开始浇筑，在向上浇筑过程中分段浇筑，每段间分出阶梯，这样每段不同层地逐层向上浇筑。还可采用斜面分层法，这就要求整个混凝土的斜面坡度必须小于 30度，较适用于结构长度大大超过厚度 3倍的情况，当然必须注意，浇筑得连续进行，不得留施工缝，同时应在下一层混凝土初凝之前，将上层混凝土浇筑完毕。
5. 超长结构解决方案
事实表明，建筑结构各部分存在的温度差以及材料的变形都会对混凝土结构是否会产生裂缝及产生裂缝的程度产生影响。如果建筑结构的尺寸过长，那么在受到温度差及材料变形的情况下，混凝土结构所产生的应力就会不断增大，使得建筑结构的墙体或是楼板产生横向裂缝的可能性加大，所以对于超长结构我们可以有针对性地引入能有效消减收缩和脆性的高抗裂组合：添加混凝土膨胀剂和聚丙烯纤维。另外，混凝土的收缩与一次性浇筑的总长成之比例，为减小收缩，我们可以在结构三分之一处设置两道后浇带，从而大大减小收缩应力，避免或减少结构出现裂缝。
6.利用钢纤维混凝土
想要增强钢筋混凝土的抗裂能力，使其能到符合设计当中的要求，可考虑在钢筋混凝土梁的底部适当地添加钢纤维，使其能够与结构内部的钢筋一起抵抗裂缝的产生。而且据分析，在钢筋混凝土梁的底部适当地添加钢纤维与《混凝土结构设计规范》当中对于抗裂度以及裂缝宽度的规定相符。
7.做好混凝土原材料质量控制
混凝土结构开裂，很大程度取决于原材料，因此，必须控制好原材料的质量。混凝土有着自身的特性，如果水灰比过大，水泥用量大，外掺剂保水性差，粗骨料少，用水量大，振捣不良，环境气温高，表面失水大（养护不良及吸水砖模）等都能导致塑性收缩表面开裂。
8．大体积混凝土水化热的处理
自20世纪初起，为了减小水化放热产生的影响，开始采用掺火山灰的办法，30年代又开发出低热水泥。利用加大粗骨料粒径、非常低的水泥用量、预冷拌合物原材料、限制浇筑层高和管道冷却等措施，进一步获得了降低水化温峰、抑制热裂缝的效果。因此选择水化热低的水泥，控制水灰比，减少水泥用量和用水量，添加适当的外加剂等措施以控制混凝土的开裂。例如，超长的地下室结构外墙应选用补偿收缩混凝土，即在混凝土中掺入UEA，HEA等微膨胀剂，以混凝土的膨胀值减去混凝土的最終收缩值的差值不小于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。普通硅酸盐水泥外掺粉煤灰可有效控制早期和长期收缩开裂。
四.结束语
造成裂缝产生的原因有很多，但是裂缝的产生又是不可避免的，因此在对裂缝进行防治时，应以预防为主，修补为辅。在对建筑工程结构进行设计时要全面考虑裂缝产生的原因及其影响因素，同时要结合建筑工程的结构形式、地质条件以及施工环境等，确保建筑结构安全。
参考文献：
[1]郭峻.关于建筑工程结构设计中的裂缝问题探析[J].城市建设,2013,(6).
[2]吴坚.关于建筑工程结构设计中的裂缝问题探析[J].商品与质量·建筑与发展 ,2013,(10):667-667.
[3]陈智才.关于建筑工程结构设计中的裂缝问题探析[J].中国新技术新产品,2013,(3):93-94.
[4]李晨钟.超长高层建筑的无缝设计实施及验证[J].工业建筑，2008.（6）
关键词： 结构设计；裂缝；耐久性；塑性变形；徐变收缩；温度应力；
构造；养护；浇筑
中图分类号：TB482文献标识码： A
一．引言
建筑工程是一项复杂的定制型工程，在进行工程设计时需要考虑的因素较多，裂缝就是其中重要的一项，为了提高建筑安全度，减少混凝土结构裂缝，在进行结构设计时， 通过结构方案的合理选择、技术防备等措施，来减少混凝土裂缝以及其带来的建筑危害。结构中混凝土材料的内在特性以及结构外在因素的影响，共同决定了结构出现裂缝的可能性，而裂缝则是结构整体耐久性的重要原因之一。因此，如何在建筑结构设计中控制裂缝的出现就显得非常重要。
二.建筑工程结构设计中裂缝的主要成因
1. 塑性变形引起的裂缝
由塑性变形造成的混凝土裂缝一般出现在终凝前或者刚刚终凝而强度很小时，这是因为混凝土在终凝前一直处于塑性状态，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，导致结构产生裂缝。塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现塑性裂缝表现形式为呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态，较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm。
2.结构刚度不均产生裂缝
随着现代建筑工程施工工艺及水平的提升，现浇楼板已逐渐取代预制多孔板，现浇楼板的楼面优点在于其承载能力一般都能满足设计强度的要求而且整体性较好。但若用现浇楼板代替预制多孔板时，会增大楼板的刚度，造成原有墙体的相对刚度的降低，从而有可能导致在墙体刚度较薄弱的部位或者一些墙体的截面突变部位产生裂缝。例如墙角是应力较为集中的位置，就比较容易出现裂缝。
3. 应力裂缝
此类裂缝的形成主要是由混凝土结构的徐变收缩造成的，其中结构的自身收缩、塑性收缩、碳化收缩以及干燥收缩是比较常见的几种裂缝形式。在结构的混凝土浇筑完成后，在其收缩硬化的过程中，会因其内部水分的持续蒸发，导致混凝土自身的体积不断减小，进而产生收缩，在混凝土的收缩过程中由于支座对其的约束力，限制了其自由伸展。随着约束力的逐渐加大，势必会造成现浇混凝土板产生裂缝，裂缝的位置一般位于应力比较集中的部位。另外，如果在混凝土强度还未达到一定值时就提前拆模或者混凝土尚未完全固结时就在其上施加荷载，均会造成混凝土结构产生裂缝。
4.温度应力造成的裂缝
此类裂缝的形成主要是由于混凝土浇筑完成后，难以将聚积于混凝土内部的水泥水化热散发出去，混凝土内部温度相对较高，而混凝土外表由于与外界接触，其表面温度会因外界环境的影响热量散发较快，从而导致混凝土内外部分的温差较大，造成混凝土表面产生拉应力，而内部则出现压应力。而混凝土由于刚完成浇筑不久，龄期较短，其抗拉强度不足，从而造成表面拉应力大于混凝土自身极限抗拉强度，在混凝土表面出现温度裂缝。
三.防止建筑工程结构设计中裂缝问题的策略
1.适当控制建筑物长度
根据《混凝土结构设计规范》的构造规定，我们可以得知，为了能够有效的避免结构由于温度的收缩和体积变化等间接作用效应积累的影响，可以适当的采取相应的伸缩缝，并且现浇结构伸缩缝的间距一般都在30m-55m之间。对于一些多层的住宅建筑在长度的控制上应该小于55m，如果超出了这个长度，就应该设置相应的伸缩缝，当超长量不大的情况下，可以采取添加混凝土膨胀剂的方法，以此来减少混凝土楼板出现收缩裂缝。
2.温度应力的处理
温度应力在结构的使用中式长期存在的，所以在结构施工完毕后必须采取有效的措施予以解决，首先，在建筑中采取相应的保温隔热措施来尽可能降低温度变化，如外墙采用保温砂浆粉刷，屋面设置加厚的挤塑保温板等，采取这样的措施后就可以减小混凝土结构的收缩量，从而减少裂缝的出现。
3.加强混凝土养护
大体积混凝土浇筑后，需加强养护，但最初不能洒水养护，待放热高峰期过后，方能洒水养护，在养护期间，能够定时、定期的对温度进行测定，注意温度所产生的变化，能够有效的确保把温差控制在一定的范围的之内。在建筑结构施工中，可以在混凝土的表面覆盖一些薄膜、草袋等，运用这样保温隔热方法，可以有效的减少混凝土表面的热扩散，为混凝土提供一定程度的潮湿环境，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，与此同时还可以延长了散热时间，使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止裂缝的产生。
4.混凝土浇筑方法的选择
由于混凝土的浇筑量较大，因此，在方法上应该选用分层法，也就是说在第一层浇筑完成之后，再返回去浇筑第二层，这样逐层的浇筑，直到整个工程完成为止。此外，还可以采用分段分层法，从结构的底层开始浇筑，在向上浇筑过程中分段浇筑，每段间分出阶梯，这样每段不同层地逐层向上浇筑。还可采用斜面分层法，这就要求整个混凝土的斜面坡度必须小于 30度，较适用于结构长度大大超过厚度 3倍的情况，当然必须注意，浇筑得连续进行，不得留施工缝，同时应在下一层混凝土初凝之前，将上层混凝土浇筑完毕。
5. 超长结构解决方案
事实表明，建筑结构各部分存在的温度差以及材料的变形都会对混凝土结构是否会产生裂缝及产生裂缝的程度产生影响。如果建筑结构的尺寸过长，那么在受到温度差及材料变形的情况下，混凝土结构所产生的应力就会不断增大，使得建筑结构的墙体或是楼板产生横向裂缝的可能性加大，所以对于超长结构我们可以有针对性地引入能有效消减收缩和脆性的高抗裂组合：添加混凝土膨胀剂和聚丙烯纤维。另外，混凝土的收缩与一次性浇筑的总长成之比例，为减小收缩，我们可以在结构三分之一处设置两道后浇带，从而大大减小收缩应力，避免或减少结构出现裂缝。
6.利用钢纤维混凝土
想要增强钢筋混凝土的抗裂能力，使其能到符合设计当中的要求，可考虑在钢筋混凝土梁的底部适当地添加钢纤维，使其能够与结构内部的钢筋一起抵抗裂缝的产生。而且据分析，在钢筋混凝土梁的底部适当地添加钢纤维与《混凝土结构设计规范》当中对于抗裂度以及裂缝宽度的规定相符。
7.做好混凝土原材料质量控制
混凝土结构开裂，很大程度取决于原材料，因此，必须控制好原材料的质量。混凝土有着自身的特性，如果水灰比过大，水泥用量大，外掺剂保水性差，粗骨料少，用水量大，振捣不良，环境气温高，表面失水大（养护不良及吸水砖模）等都能导致塑性收缩表面开裂。
8．大体积混凝土水化热的处理
自20世纪初起，为了减小水化放热产生的影响，开始采用掺火山灰的办法，30年代又开发出低热水泥。利用加大粗骨料粒径、非常低的水泥用量、预冷拌合物原材料、限制浇筑层高和管道冷却等措施，进一步获得了降低水化温峰、抑制热裂缝的效果。因此选择水化热低的水泥，控制水灰比，减少水泥用量和用水量，添加适当的外加剂等措施以控制混凝土的开裂。例如，超长的地下室结构外墙应选用补偿收缩混凝土，即在混凝土中掺入UEA，HEA等微膨胀剂，以混凝土的膨胀值减去混凝土的最終收缩值的差值不小于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。普通硅酸盐水泥外掺粉煤灰可有效控制早期和长期收缩开裂。
四.结束语
造成裂缝产生的原因有很多，但是裂缝的产生又是不可避免的，因此在对裂缝进行防治时，应以预防为主，修补为辅。在对建筑工程结构进行设计时要全面考虑裂缝产生的原因及其影响因素，同时要结合建筑工程的结构形式、地质条件以及施工环境等，确保建筑结构安全。
参考文献：
[1]郭峻.关于建筑工程结构设计中的裂缝问题探析[J].城市建设,2013,(6).
[2]吴坚.关于建筑工程结构设计中的裂缝问题探析[J].商品与质量·建筑与发展 ,2013,(10):667-667.
[3]陈智才.关于建筑工程结构设计中的裂缝问题探析[J].中国新技术新产品,2013,(3):93-94.
[4]李晨钟.超长高层建筑的无缝设计实施及验证[J].工业建筑，2008.（6）