论文部分内容阅读
【摘 要】在建筑工程中，裂缝的产生，对工程的危害性较大，使得工程结构的刚度、强度以及抗剪能力都不断降低，进而为工程埋下安全隐患。为了控制和避免裂缝的产生，本文主要针对建筑工程结构设计中的裂缝问题进行了简单分析和探讨。
【关键词】建筑工程；结构设计；裂缝问题
在建筑工程中，裂缝问题的产生，在很大程度上与结构设计有着很大的相关性。因此，对建筑工程结构设计中的裂缝问题的探讨有其必要性。
一、裂缝的危害性
在建筑工程中，裂缝对工程结构所造成的危害是极大的，具体主要体现在以下方面：
1.刚度降低
裂缝的产生，会使得裂缝截面处的中性轴发生上移，尤其是裂缝比较严重时，工程结构的变形也会不断的加大，进而造成整个结构的刚度降低。与此同时，随着刚度的降低，工程结构在高压力的作用下，其相应的疲劳度也会有所下降。
2.抗剪能力下降
裂缝不仅会使得工程的刚度下降，而且还会使得整个工程结构的抗剪力大大降低，这是因为裂缝的产生，使得工程的各个截面出现严重的开裂，工程结构的整体性被严重破坏，进而支撑抗剪作用的截面面积减小，从而整个结构的抗剪力就会大大降低。
3.强度降低
在建筑工程中，裂缝的产生还会使得整个工程结构的强度降低。因为，在工程结构中，裂缝的产生，造成钢筋外露，这样，极易导致水分和空气对混凝土的内部结构造成侵蚀，最终引发混凝土发生质变，从而结构强度就会大大降低，随着强度的降低，裂缝也会不断变大，进而整个结构的耐久性降低，影响建筑的使用性能。
二、裂缝产生原因
1.温度影响
在建筑工程结构中，混凝土在降温发生冷缩，或者是由于失水作用导致收缩，从而使得工程结构的构件内部在温度应力的作用下产生裂缝。在这里以平置构件举例说明，在工程结构中，一旦发生冷缩和干缩，就会产生裂缝，具体可以通过下公式进行详细分析：
A max=0.5μγι，
其中，A--构件中央最大温度应力；
μ—构件与搁置面之间的摩擦系数；
γ—构件材料的重力密度；
ι—构件的长度
根据以上公式分析，可以得知，构件的长度越大，温度应力也会相应变大，那么就会容易产生裂缝，需要设计人员引起足够的重视。
2.受力影响
在建筑工程，在受力的作用下，也会产生裂缝。一般而言，对于受力所引起的裂缝的受力构件有偏心受压、偏心受拉、轴心受拉等等。在实践中，一旦构件的应变值超出其所能承担的极限值，那么就会造成构件开裂。
3.碳化锈蚀
除了温度影响和受力影响以外，工程结构在碳化锈蚀的作用下，也会产生裂缝。这是因为，随着碳化深度的不断加大，一旦到达钢筋表面，这时的混凝土的碱性也会大大降低，直到对钢筋失去保护作用，在这样的情况下，锈蚀范围不断加大，随着锈蚀物的膨胀，就会使得结构内部受到拉力作用，在超过极限拉力值时，就会产生裂缝。
三、裂缝的受力机理
在当前的社会条件和技术条件下，对建筑工程结构中裂缝观察了很大的进步，如超声仪器、实体显微镜以及渗流观察仪等等。但是，对于工程结构的受力机理以及裂缝产生的受力机理，并没有真正的了解，而且，目前学术上所采用的各种模拟裂缝，也缺乏应有的精确性。因此，需要结构设计人员加强分析和研究，正确认识到裂缝的存在及其危害程度，有效的控制裂缝的产生。
在建筑工程结构中，裂缝的形成不具有规则性。而从某种程度上讲，裂缝的产生是绝对的。目前，在实际工程中，将理论与实践相结合，并且采用概念统计的方法，得到分析结果，经过实践研究证明，这种方法，具有一定的准确性。一般情况下，裂缝均为一些非贯通性的微裂缝，只是在裂缝控制的薄弱环节以及受力作用较大的情况下，才能發生裂缝贯穿，最终造成整个截面发生断裂。而对于我们肉眼所见大致在 0.05mm的范围内，如果超出了这个范围，那么就可以称之为宏观裂缝。而且在研究中发现，材料的破损程度可以通过裂缝的拓展程度具体表现出来。
在工程实践中，无裂缝是相对的，如果要求不出现裂缝，那么就要对应裂缝产生的机理，通过预应力的作用，将构件存在的全部预压力，控制在荷载作用下，这样，一方面，不仅需要付出很大的代价，另一方面，还会增加破坏的荷载力，造成脆性破坏，为构件带来其他的缺陷。
在工程防水要求下，并不要求完全没有裂缝，因此对于裂缝而言，在一定的条件下，其还具备一定的愈合能力。如地下室的外墙，我们经常会看到有白色沉淀物，这是因为在裂缝形成时，渗流的水与混凝土中的确良石灰发生了化学反应，形成了碳酸钙，进而就成为我们所见到的白色覆盖层。但是裂缝的愈合能力是有宽度要求，必须有要控制在 0.2mm的范围内，一旦超出这个范围，裂缝受到水分的冲刷，会变得更大。
四、控制裂缝产生的有效措施
针对以上提出的裂缝产生机理及其影响因素，提出了以下工程结构设计方面的解决性对策，具体如下：
1. 简化结构体系
在建筑工程结构设计中，要根据工程要求和实际情况，加强对结构设计的简化处理，采用现代概念设计理念，加强对复杂体系的分析，通过合理、科学的现代设计方法，避免裂缝的产生。与此同时，还要综合考虑到受力和变形作用，合理计算配筋，尤其是对于裂缝控制的薄弱环节，一定要做好防范处理，进而控制好结构体系对裂缝的有效预防。
2. 结构形状要规则
在布置结构的形状时，要尽量做到规则，确保整个结构应有的刚度，如果在设计中，结构布置不规则，那么其上下结构所承受的刚度不会统一，从而造成不同程度的变形，尤其是是刚度控制薄弱的环节，极易发生开裂的现象，为此，要进行结构设计时，结构的形状一定要保证其规则性，从而避免裂缝的产生。
3. 尺寸设计要合理
在进行结构设计时，尺寸设计也预防裂缝产生的主要环节。正如上文中以们提到，一旦结构的尺寸过长，那么其所产生的温差应力也会增大，最终出现裂缝。因此，需要设计人员在设计，结合工程实际要求，合理控制结构的尺寸，全面考虑结构应力与长度的关系，既要满足设计的规范和要求，也要避免裂缝现象的产生。
6． 材料运用要规范
首先，工程结构设计中，所选用的混凝土，既要满足防水要求，也要满足工程的承载力要求，其强度不可以过高，一般情况下，最好采用C25 -C35混凝土。其次，在结构设计中，可以采用粉煤灰，使得混凝土的和易性得到改善，同时，还可以减少水泥用量。第三，对于水泥品种的选择，最好采用收缩性小的水泥材料，并且可以适当地掺加一些外加剂，使得水灰比降低，严格控制内外温度，加强对整个结构的保温和保水养护。
另外，对于板类构件而言，其裂缝的控制主要是采用预应力混凝土，加强对楼面钢砼构件以及层面构件的分析，尤其是在楼面板预埋管线时，必须要用支架固定管线，而且，对于管线交叉部分，运用专门设计的接线盒，强化土板刚度。
总结：
总而言之，在建筑工程结构设计中，要想避免裂缝的产生，杜绝裂缝所带来的危害，需要设计人员要加强对裂缝的重新认识，并且针对裂缝产生的问题进行全面深入的分析，了解裂缝产生机理，从根本上控制裂缝的产生，切实保证工程质量。
参考文献：
[1]吴湛宇.浅析短肢剪力墙结构及异形柱结构的设计[J].科技风， 2010，（13）
[2]薛韬，王志刚. 试述预应力技术在建筑工程中的应用[J].黑龙江科技信息， 2007，（13）
[3]韩丽春，张宏建.浅谈预应力技术在建筑工程中的应用[J].黑龙江科技信息， 2009，（18）
[4]王中宇，付强.预应力技术在建筑施工中的应用分析[J].民营科技， 2010，（02）
[5]王彦芳.浅谈防止排水砼构筑物裂缝的措施[J].内江科技， 2010，（10）
【关键词】建筑工程；结构设计；裂缝问题
在建筑工程中，裂缝问题的产生，在很大程度上与结构设计有着很大的相关性。因此，对建筑工程结构设计中的裂缝问题的探讨有其必要性。
一、裂缝的危害性
在建筑工程中，裂缝对工程结构所造成的危害是极大的，具体主要体现在以下方面：
1.刚度降低
裂缝的产生，会使得裂缝截面处的中性轴发生上移，尤其是裂缝比较严重时，工程结构的变形也会不断的加大，进而造成整个结构的刚度降低。与此同时，随着刚度的降低，工程结构在高压力的作用下，其相应的疲劳度也会有所下降。
2.抗剪能力下降
裂缝不仅会使得工程的刚度下降，而且还会使得整个工程结构的抗剪力大大降低，这是因为裂缝的产生，使得工程的各个截面出现严重的开裂，工程结构的整体性被严重破坏，进而支撑抗剪作用的截面面积减小，从而整个结构的抗剪力就会大大降低。
3.强度降低
在建筑工程中，裂缝的产生还会使得整个工程结构的强度降低。因为，在工程结构中，裂缝的产生，造成钢筋外露，这样，极易导致水分和空气对混凝土的内部结构造成侵蚀，最终引发混凝土发生质变，从而结构强度就会大大降低，随着强度的降低，裂缝也会不断变大，进而整个结构的耐久性降低，影响建筑的使用性能。
二、裂缝产生原因
1.温度影响
在建筑工程结构中，混凝土在降温发生冷缩，或者是由于失水作用导致收缩，从而使得工程结构的构件内部在温度应力的作用下产生裂缝。在这里以平置构件举例说明，在工程结构中，一旦发生冷缩和干缩，就会产生裂缝，具体可以通过下公式进行详细分析：
A max=0.5μγι，
其中，A--构件中央最大温度应力；
μ—构件与搁置面之间的摩擦系数；
γ—构件材料的重力密度；
ι—构件的长度
根据以上公式分析，可以得知，构件的长度越大，温度应力也会相应变大，那么就会容易产生裂缝，需要设计人员引起足够的重视。
2.受力影响
在建筑工程，在受力的作用下，也会产生裂缝。一般而言，对于受力所引起的裂缝的受力构件有偏心受压、偏心受拉、轴心受拉等等。在实践中，一旦构件的应变值超出其所能承担的极限值，那么就会造成构件开裂。
3.碳化锈蚀
除了温度影响和受力影响以外，工程结构在碳化锈蚀的作用下，也会产生裂缝。这是因为，随着碳化深度的不断加大，一旦到达钢筋表面，这时的混凝土的碱性也会大大降低，直到对钢筋失去保护作用，在这样的情况下，锈蚀范围不断加大，随着锈蚀物的膨胀，就会使得结构内部受到拉力作用，在超过极限拉力值时，就会产生裂缝。
三、裂缝的受力机理
在当前的社会条件和技术条件下，对建筑工程结构中裂缝观察了很大的进步，如超声仪器、实体显微镜以及渗流观察仪等等。但是，对于工程结构的受力机理以及裂缝产生的受力机理，并没有真正的了解，而且，目前学术上所采用的各种模拟裂缝，也缺乏应有的精确性。因此，需要结构设计人员加强分析和研究，正确认识到裂缝的存在及其危害程度，有效的控制裂缝的产生。
在建筑工程结构中，裂缝的形成不具有规则性。而从某种程度上讲，裂缝的产生是绝对的。目前，在实际工程中，将理论与实践相结合，并且采用概念统计的方法，得到分析结果，经过实践研究证明，这种方法，具有一定的准确性。一般情况下，裂缝均为一些非贯通性的微裂缝，只是在裂缝控制的薄弱环节以及受力作用较大的情况下，才能發生裂缝贯穿，最终造成整个截面发生断裂。而对于我们肉眼所见大致在 0.05mm的范围内，如果超出了这个范围，那么就可以称之为宏观裂缝。而且在研究中发现，材料的破损程度可以通过裂缝的拓展程度具体表现出来。
在工程实践中，无裂缝是相对的，如果要求不出现裂缝，那么就要对应裂缝产生的机理，通过预应力的作用，将构件存在的全部预压力，控制在荷载作用下，这样，一方面，不仅需要付出很大的代价，另一方面，还会增加破坏的荷载力，造成脆性破坏，为构件带来其他的缺陷。
在工程防水要求下，并不要求完全没有裂缝，因此对于裂缝而言，在一定的条件下，其还具备一定的愈合能力。如地下室的外墙，我们经常会看到有白色沉淀物，这是因为在裂缝形成时，渗流的水与混凝土中的确良石灰发生了化学反应，形成了碳酸钙，进而就成为我们所见到的白色覆盖层。但是裂缝的愈合能力是有宽度要求，必须有要控制在 0.2mm的范围内，一旦超出这个范围，裂缝受到水分的冲刷，会变得更大。
四、控制裂缝产生的有效措施
针对以上提出的裂缝产生机理及其影响因素，提出了以下工程结构设计方面的解决性对策，具体如下：
1. 简化结构体系
在建筑工程结构设计中，要根据工程要求和实际情况，加强对结构设计的简化处理，采用现代概念设计理念，加强对复杂体系的分析，通过合理、科学的现代设计方法，避免裂缝的产生。与此同时，还要综合考虑到受力和变形作用，合理计算配筋，尤其是对于裂缝控制的薄弱环节，一定要做好防范处理，进而控制好结构体系对裂缝的有效预防。
2. 结构形状要规则
在布置结构的形状时，要尽量做到规则，确保整个结构应有的刚度，如果在设计中，结构布置不规则，那么其上下结构所承受的刚度不会统一，从而造成不同程度的变形，尤其是是刚度控制薄弱的环节，极易发生开裂的现象，为此，要进行结构设计时，结构的形状一定要保证其规则性，从而避免裂缝的产生。
3. 尺寸设计要合理
在进行结构设计时，尺寸设计也预防裂缝产生的主要环节。正如上文中以们提到，一旦结构的尺寸过长，那么其所产生的温差应力也会增大，最终出现裂缝。因此，需要设计人员在设计，结合工程实际要求，合理控制结构的尺寸，全面考虑结构应力与长度的关系，既要满足设计的规范和要求，也要避免裂缝现象的产生。
6． 材料运用要规范
首先，工程结构设计中，所选用的混凝土，既要满足防水要求，也要满足工程的承载力要求，其强度不可以过高，一般情况下，最好采用C25 -C35混凝土。其次，在结构设计中，可以采用粉煤灰，使得混凝土的和易性得到改善，同时，还可以减少水泥用量。第三，对于水泥品种的选择，最好采用收缩性小的水泥材料，并且可以适当地掺加一些外加剂，使得水灰比降低，严格控制内外温度，加强对整个结构的保温和保水养护。
另外，对于板类构件而言，其裂缝的控制主要是采用预应力混凝土，加强对楼面钢砼构件以及层面构件的分析，尤其是在楼面板预埋管线时，必须要用支架固定管线，而且，对于管线交叉部分，运用专门设计的接线盒，强化土板刚度。
总结：
总而言之，在建筑工程结构设计中，要想避免裂缝的产生，杜绝裂缝所带来的危害，需要设计人员要加强对裂缝的重新认识，并且针对裂缝产生的问题进行全面深入的分析，了解裂缝产生机理，从根本上控制裂缝的产生，切实保证工程质量。
参考文献：
[1]吴湛宇.浅析短肢剪力墙结构及异形柱结构的设计[J].科技风， 2010，（13）
[2]薛韬，王志刚. 试述预应力技术在建筑工程中的应用[J].黑龙江科技信息， 2007，（13）
[3]韩丽春，张宏建.浅谈预应力技术在建筑工程中的应用[J].黑龙江科技信息， 2009，（18）
[4]王中宇，付强.预应力技术在建筑施工中的应用分析[J].民营科技， 2010，（02）
[5]王彦芳.浅谈防止排水砼构筑物裂缝的措施[J].内江科技， 2010，（10）