天津华兴勘察设计有限公司天津市300241
摘要：目前，在建筑结构中使用最为广泛的材料为钢筋混凝土。但是，在这些钢筋混凝土建起的建筑结构中裂缝现象依旧较为常见，这对整个建筑物的稳定性能和安全性都产生了巨大的影响，它所埋下的安全隐患直接影响了人们的人身安全。因此，对于建筑结构设计裂缝的控制处理工作需要得到行业相关人员的广泛关注。本文就建筑结构设计裂缝的成因以及裂缝类型进行分析，讨论建筑结构设计裂缝的控制措施。
关键词：建筑结构；裂缝成因；裂缝控制措施
引言
混凝土是建筑工程施工期间必需材料之一，在城市化脚步不断推进的时代中，混凝土结构在建筑领域有广泛应用。但部分施工单位缺乏对混凝土的深度研究，以致工程施工与投运期间混凝土裂缝问题频频出现，严重影响工程施工整体质量，很可能减缩其寿命。大量的研究与实验发现，混凝土结构裂缝是工程施工中难以规避的问题，这与材料自身的属性及结构的受力变形机制相关。故此为满足建筑的使用需求与结构需求，在结构设计中加强对混凝土结构裂缝控制具有很大现实意义。
1现浇混凝土裂缝产生的原因
1.1大体积结构混凝土浇筑
在建筑工程大体积结构中混凝土温度变化是很容易出现裂缝，这一项问题非常明显。选择混凝土时，一定要选择质量上可保证的混凝土。比如可以选择低温混凝土，这样的混凝土在添加水时不会释放过量的热，浇筑时结构内部温度和外部温度不会出现较大温度差，避免混凝土裂缝。在一次成型浇筑中，混凝土内部结构中就会有大量的水化热聚集，一旦热量长时间不散发出来，当然结构内部温度也就会明显高于外部温度，内部混凝土结构在压力作用下出现不规则的压缩和膨胀，进而出现裂缝问题。
1.2复杂结构的混凝土浇筑
筑工程中假如出现了比较复杂的建筑结构，那就会让建筑外形出现一定的变形。在建筑工程中如果出现复杂结构，那么建筑的外观形状会有很大变形，比如在平面内出现的突出或凹陷，建筑的外观就是会出现线条和结构的变化。在建筑工程浇筑混凝土时是非常难控制的。假如建筑的内部构件和横梁承载力不够，那么建筑的整体就会出现变形，这样就会让建筑出现非常危险的裂缝。在许多的情况下，混凝土在完成设后，因为承载力的影响，一般都会出现收缩变形。这样的情况下工程师就会盲目的去增加配筋，虽然这种方法在一般情况下都会让混凝土对裂缝的抗性有所提高，但是在增加配筋的时候，其约束力会使收缩裂缝的数量增多，就会出现没有必要的问题。
1.3塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝一般是在施工过程中形成。由于在进行混凝土的浇筑过程中，处于一个暴露的状态，受到外部因素的影响，比如高温或者大风天气等等，易使得混凝土材料发生热胀冷缩等，当混凝土材料呈现出塑性状态后，混凝土中的水分会进一步减少，混凝土材料变硬，塑性收缩裂缝就此在建筑物的表面形成。塑性收缩裂缝呈不规则多边形分布，或者大致呈互相平行状分布。裂缝之间的距离最小的有几厘米，最大的有十几厘米。这些裂缝刚开始都是很浅的，逐渐会发展成为贯穿性裂缝。其预防措施有严格控制混凝土的水胶比、水泥用量和粉砂用量；在高温、大风及干燥天气下施工应采取措施保证质量。
2裂缝成因分析
2.1温度因素
据调查研究，我国现在使用的混凝土的线性膨胀系数表示为1×10-5/℃。当混凝土内外温差较大时，会产生压应力，继而产生拉应力，当拉应力大小超过混凝土的抗压极限强度时，就会产生裂缝。下面这个式子便可以说明温度应力与构件的关系：amax=0．5tLLyl。构件中间的最大温度便是a表示组件之间的摩擦系数为tLL；l表示构件长度。而影响到组间摩擦系数的还有水分，但随着温度的升高，混凝土结构内部水分就会大量蒸发，这就致使塑性收缩裂缝加速形成，如果在外界没有补充水分的条件下，情况就会变得更糟。
2.2施工质量因素
施工质量因素对于裂缝的形成也有很大的影响。主要涉及到的施工环节是混凝土浇筑。在混凝土浇筑过程中，要考虑到温度等因素，需要对混凝土结构及时补充水分。另一方面，要根据设计图纸上标注的最大荷载控制好浇筑的量，严格按照设计要求进行浇筑。另一方面，在对模板进行绑扎时，也要做得规范些，如果绑扎的不牢，也会导致裂缝的产生。
3裂缝控制措施
3.1分析结构平面的设计原则
建筑结构设计中，要求平面布局要合理规则，坚决避免平面线条、形状发生较大变化。如果平面存在凹口时，要在凹口位置设计拉梁，对于其周围的楼板，可进行加厚设计，以提高承载力，或者加强配筋。在建设中严格按照设计长度施工，如果房屋长度超过规定，可以在中部设置一个收缩后浇带。对于后浇带，通常设置间距为30m，具体位置一般在楼板和梁的1/3跨处，设置宽度范围在800~1000mm内。在设计后浇带时，要将板、墙、梁完全分隔开，按照要求连续配置钢筋，如果房屋长度超过规定数值，要设计出一个变形缝。除此之外，如果主楼和裙楼有很大高度差时，在主楼和裙楼之间设计后浇带和沉降缝，有效控制基础发生沉降导致的裂缝的出现，影响建筑的美观和质量。还要严格控制相关构件，例如在设置现浇钢筋混凝土墙雨棚、檐口、挂板、栏板等构件时都需要严格控制。如果水平长度在12m以上时，必须设置伸缩缝，控制距离在12m范围内。如果房屋长度在40m以上时，技术人员要在楼板中间设计出后浇带，目的是控制混凝土收缩温度和应力的影响。对于砖混结构而言，为了保证质量，避免出现大面积裂缝，可以将单元分户墙下的楼板断开浇筑，其中的钢筋要切断，而不能断开圈梁。
3.2分析设计配筋时的技巧
进行配筋设计时要考虑对混凝土的影响，结合工程实践经验得知，当构件的配筋率得到提高后，能有效控制裂缝的发生。对于梁和板构件其配筋率都有明确规定，在对受力钢筋进行配置时，遵循间距密、直径小的原则，这样就能有效控制发生的裂缝，由此可见，严格控制配筋率可以有效控制裂缝。建筑的屋面传热系数一般在1.0W/（m2•K）范围内，在对屋面板施工中，结构配筋时可以使用双层双向的配筋模式，对于没有负筋的板面，可以将板的支座负筋拉通，或者在没有负筋的位置上设计出双向钢筋网，科学和板负筋进行搭接保障操作质量。对于4边都进行嵌固的现浇楼板，在2个方向上同时对板收缩有影响，实践证实在4大角差中容易出现45°的裂缝，在板上集中体现了水平剪力，也就是在转换层位置其荷载分配情况发生了突变。处于转换层内的楼板会承担上下2部分剪力，要对承担的剪力重新分配。施工中要注意，楼板平面方向受力很大，会发生严重变形，因此在转换层处设置的楼板，一定要加强刚度，提高其承载力，避免过大的变形。在该工程中对转换层楼板施工中，为了保证其刚度，使用的混凝土型号为C35，厚为200mm。
3.3构件厚度的合理设计
为了确保施工后不影响钢筋耐久性和锚固，必须限制现浇筑构件的厚度，正常情况下规定厚度小于L/30～L/35（L为构件长度）。对于民用建筑而言，构件的最小厚度要控制在100mm。在此基础上要对楼板中的管线直径问题进行考虑，避免二者相互影响，导致不符合标准。根据工程实践经验得知，如果使用板厚度不达标，尤其是比较薄的时候，现浇混凝土容易出现裂缝，裂缝分布。针对构件的不同要结合工程要求合理限制，保证最终质量。
结语
在对转换层高层的建筑结构设计的分析，发现与其他结构相比，转换层高层建筑结构设计存在一定的复杂性。如果想要保证建筑工程质量的问题，就必须去考虑的比较全面。综合分析判断。在工程设计中，主要做好建筑等级的设置、结构的设计、结构平面的设计、框支柱的设计、框支梁的设计及转换层楼板的设计。转换层结构具有复杂及工程量大等特性，设计人员必须重视，从而优化设计流程，提高设计效果。
参考文献：
[1]苏成，黄志坚，刘小璐.高层建筑地震作用计算的时域显式随机模拟法[J].建筑结构学报，2015，（1）：13-22.
[2]王亚斌.建筑结构优化设计策略探析[J].住宅与房地产，2016，（27）：68.