建筑结构设计裂缝成因与控制措施探析

摘要：随着我国社会经济的快速发展和建筑工程商品化进程的加快，人们对建筑质量和居住环境的要求也越来越高，进一步提高了建筑结构设计要求。由于建筑工程受到设计、施工环境、温度的影响，导致建筑结构产生裂缝，不仅会造成建筑物发生渗漏，还会影响建筑结构的整体性能和抗震性能。因此，防止建筑结构裂缝的产生就显得尤为重要。本文主要对建筑结构设计基本体系、建筑结构设计裂缝成因、建筑结构设计裂缝控制措施进行了分析。
关键词：建筑结构设计；裂缝成因；结构体系；干缩变形；控制措施
Abstract：With China's rapid economic and social development and construction of commercial process accelerate, people on the building quality and living environment of increasingly high demand, further improvement of building structure design. Due to the construction project by design, construction environment, the influence of temperature, leading to the construction of the structure crack, will not only cause building leakage, will also affect the structural performance and seiic performance. Therefore, to prevent the cracks of building structure is very important. This paper focuses on the design of building structure system, building structure design, structure design of building crack crack control measures were analyzed.
Key words：Design of building structure;Causes of cracks in;Structure system;Shrinkage deformation;Control measures

1. 建筑结构设计概述

建筑结构设计主要包括上部结构设计和基础设计，建筑工程的上部结构设计的主要

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内容和步骤包括：(1)根据建筑工程设计来确定建筑物的结构体系和结构的主要材料；(2)建筑物的结构平面布置；(3)初步筛选建筑材料的类型和强度等级，并根据以往经验初步确定建筑物构件的截面尺寸；(4)建筑物的结构内力分析、各种荷载作用分析、结构荷载计算；(5)建筑物结构荷载效应组合；(6)建筑物构件的截面设计。建筑工程的基础设计的主要内容包括：(1)根据建筑工程上部结构的荷载效应、上部结构类型、材料供应情况、地质勘察报告以及施工技术水平来确定基础材料的强度等级；(2)建筑物地基承载力验算和基础底面积的确定；(3)建筑物基础的配筋计算和内力计算。

2. 建筑结构设计基本体系

2.1 剪力墙结构体系

剪力墙结构的建筑体系主要指的是以横向和纵向的钢筋混凝土墙体来作为抵抗侧力与竖向承重的结构体系。剪力墙的钢筋混凝土墙体也同样是分割和维护空间的特殊构件，并且剪力墙的间距一般为3m-8m，它主要受制于楼层构件的跨度。因此，剪力墙建筑结构体系一般适用于较大的水平荷载力、建筑物楼层较多、房间比较小的旅馆或者住宅等建筑。

2.2 框架结构体系

框架结构的建筑体系主要指的是由梁和柱经过刚性连接而构成的结构体系，框架结构基本都是由多个平面框架，通过连接连系梁而构成的空间结构体系。框架结构的建筑物的竖向荷载主要由各层楼板通过建筑主梁然后传给柱子，然后再传给建筑基础，最后传到建筑地基。框架结构的建筑物的水平荷载主要通过楼板或者墙传给柱子，然后再往下进行传递。但是，建筑的框架柱的有较小的抗侧移刚度，在水平荷载力的作用下可能产生较大的侧移。因此，建筑框架结构体系一般适用于建筑物楼层不高，并且较小的水平荷载承受的高层建筑。

2.3 筒体结构体系

筒体结构建筑体系主要是指由竖向筒体为主要结构而组成的承受水平作用与竖向作用的建筑结构。筒体结构建筑体系通常有两种形式：(1)主要由剪力墙结构而围成的薄壁筒体，这种体系主要由设备管井、电梯间、楼梯间等共同组成，建筑的水平截面为筒形；(2)框筒结构主要是由布置在建筑物四周高跨比非常大的窗裙梁和密集的立柱共同组成的多孔筒体，这种密集的立柱和深梁结构被称之为壁式框架或者密柱框架。这种结构的实质就是一个建筑开了许多窗洞的筒体，框筒结构的建筑物主要靠筒体结构的空间受力特性对水平力进行抵抗。

2.4 框架-剪力墙结构体系

框架结构的建筑体系有较差的侧向刚度，在水平荷载的作用下可能发生较大的侧移，但是框架结构具有平面布置灵活、立面处理易于变化等优点。剪力墙结构建筑体系有较大的抗侧力刚度，但是，建筑物剪力墙结构的自重较大、间距较小，并且平面布置不灵活。如果将剪力墙结构建筑体系和框架结构建筑体系充分结合起来，取长补短，在框架结构的建筑物体系中设置较少的剪力墙结构建筑体系，就构成了框架-剪力墙结构建筑体系。

3. 建筑结构设计裂缝成因

3.1 建筑工程地质勘察缺陷引起的裂缝

建筑工程地质报告不真实，没有对地基作出正确的评价，没有对设计和施工提出某些建议，导致设计人员分析、判断错误，从而出现设计缺陷。膨胀土是一种由强亲水性矿物质组成的黏性土，具有明显的湿胀干缩效应。由于膨胀土自身的性质，经常引起建筑物的升降、位移或倾斜。这些裂缝的主要特征包括：(1)建筑物外墙出现垂直裂缝；(2)窗台下水平裂缝；(3)端部斜向裂缝；(4)地坪则出现网格状与纵向长条裂缝。

3.2 温度变化引起的裂缝

外界温度变化使组成房屋建筑的结构构件产生胀缩变形，当这种变形受到其他构件的约束时，就会在构件内部或相互约束的不同材料构件之间产生剪应力和拉应力，当应力超过构件材料的强度极限时，就产生了温度裂缝。

3.3 建筑工程设计不合理造成的裂缝

建筑工程设计时没有认真按规范规程要求进行防裂缝设计，在工程中对于新型砌体材料的应用，设计忽视了不同砌体混合砌筑、砌体强度与砌筑砂浆强度相差过大引起墙体开裂。由于砖砌体是脆性材料，其抗拉强度较低，因承载力不足而产生的裂缝，致使砌体结构防裂缝得不到有效保障。

3.4 内部约束造成的裂缝

建筑物的内部约束主要包括：(1)长度大的砼墙，墙中与墙端收缩变形的相互约束；(2)墙体内暗梁、暗柱对墙板收缩变形的约束；(3)墙体内收缩变形小的部分对收缩变形大的部分的约束；(4)砼墙内配筋对砼收缩变形的约束。建筑物外部约束主要是超静定结构的多余联系，比如：墙体两端的电梯井筒或者附墙柱；墙体顶上的梁或者楼板；墙体以下的底板与基础等。