混凝土结构设计裂缝控制措施

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［摘要］近些年来，随着我国市场经济的不断发展，为建筑行业提供了空前的发展机遇，建筑行业发展的速度不断加快。但是从当前我国建筑行业发展的实际情况来看，混凝土结构在实际施工和使用过程中，裂缝问题时常发生，极大地影响到工程质量，也影响到结构的安全，天面层和地下室层等的裂缝造成渗漏，影响了建筑物的使用。所以说，加强对建筑结构设计过程中裂缝问题产生的原因进行研究，并采取有效策略进行解决和弥补是目前及今后我国建筑行业发展过程中的一大要点。因此，本文首先对结构设计过程中裂缝问题产生的主要因素进行分析和探讨，并在此基础上提出了相应的解决和控制策略，希望能够为今后我国建筑结构设计水平的提升提供参考。

［关键词］建筑工程；结构设计；裂缝；控制措施

从建筑工程项目建设的整个过程来看，建筑结构的设计环节是非常关键的一个环节，其不但关系到建筑企业的经济效益，也对建筑工程建设的质量有着直接的影响。在对建筑结构设计的过程中，一旦出现疏漏导致工程建设和使用过程中出现裂缝的问题，不但会影响工程建设的正常开展，甚至会引发巨大的安全问题，造成人员和财产的巨大损失。因此，在建筑结构设计的过程中，必须要对裂缝问题引起充分的重视，尽可能的避免由于裂缝问题而对工程建设质量产生负面影响。

1建筑工程项目建设过程中常见的裂缝类型分析

由于混凝土的抗压强度非常高，而抗拉强度相对却很低，约为抗压强度的10%。因此，在施工和使用过程中，一旦混凝土构件内的拉应力超过了它的抗拉强度，混凝土构件就会出现裂缝。这是裂缝出现的最根本原因。导致混凝土内部产生过大的应力从而导致裂缝出现的原因很多，一般来讲，有以下一些原因：混凝土材料配合比不合理引起的自身收缩过大；由于建筑的不均匀沉降；由于温度的变化，造成热胀冷缩；由于外力过大，构件承载力不足造成的裂缝；还有施工操作不当，振捣不够密实，过早拆模板，养护不够等原因。

2建筑结构裂缝问题出现的主要因素分析

2.1由于混凝土材料的配合比不合理而导致裂缝施工时，当混凝土原材料不合格、配合比不合理、拌和不均匀、骨料离析，砂子含泥量比较大等情况时，混凝土硬化收缩就比较大，产生的裂缝就比较大。当混凝土的强度等级比较高，水泥的含量较大，水化热很大，温度升高，导致构件在硬化过程中，构件内部温度高，表面温度低，最终导致混凝土早期在硬化过程中表面开裂。如图1所示，混凝土塑性裂缝的特点中间裂缝较大，两头裂缝较小。图12.2由于建筑的沉降差较大而造成的裂缝问题当建筑物的基础地质情况不好，如土层不均匀，基础埋深不一致；采用了不同的基础形式；建筑物的体型复杂，基础荷载相差较大，结构的刚度相差过大等原因，造成了基础沉降差较大，不均匀的沉降会造成很大的构件应力，当应力超过了混凝土强度时，混凝土就会开裂。2.3由于温度的变化导致的裂缝问题在混凝土这种建筑材料实际的使用过程中，当外界的气温变化较大，造成混凝土的热胀冷缩，经过几年的循环后，裂缝就形成并越来越大，如图2所示。

3建筑结构在设计过程中裂缝问题的有效控制策略分析

3.1合理确定混凝土材料的配合比。首先，在设计时，合理选用结构的混凝土强度等级。对于梁板结构，不宜选用过高的混凝土强度等级，宜采用C35及以下等级。骨料选用时，选尽可能选用较粗的骨料，砂子要选用粗砂，且粗细骨料配级良好，混凝土在硬化过程中的收缩裂缝就会减少。当强度等级降低，水泥用量就减少，相应的水化热就影响就减小，从而也减少了因水化热过大而造成的早期混凝土表面收缩裂缝的产生。图2在混凝土的实际使用过程中，混凝土会有一个长期而缓慢的徐变收缩的过程，徐变收缩积累到一定程度，裂缝就显现出来。因此，对于有防水要求，或对裂缝宽度要求较高的结构，可以通过在混凝土搅拌时掺加膨胀剂，相比于传统的混凝土结构，掺加膨胀剂的混凝土结构，膨胀剂引起的膨胀抵消了混凝土的早期的硬化收缩和后期的徐变收缩，从而有效的改善混凝土的性能，避免裂缝的出现。3.2控制好建筑物的不均匀沉降。在设计阶段，根据地质情况及建筑物结构形式，选择好基础形式。一个结构，不宜采用两种不同形式的基础。当采用天然基础时，要验算每个基础的沉降量，如果相邻的基础的沉降差不符合规范的要求时，调整基础的尺寸重新验算，直到相邻基础的沉降差满足规范的要求。当采用桩基础时，要根据实际情况需要决定是否验算基础的沉降。对于建筑体型复杂，层数相差较大的高低层连成一体的建筑物，因高低层数变化部位的基础荷载相差较大，处理不当，容易引起较大沉降差，从而造成结构的开裂。因此，可采用后浇带的施工方法，等两边结构的沉降基本完成后，再将后浇带补上。3.3控制好混凝土构件的温度变化。温度变化较大的部位如屋面层的梁板，要做一定厚度的保温隔热层，或做种植屋面，对减小温度的影响大有帮助。3.4对建筑楼板配筋进行重点设计。结构平面外转角部位的楼板，因混凝土的应力较大，容易产生45度角的斜向裂缝，因此这些部位要求按双层双向配筋，并且每层每向配筋率不小于0.3%。对于平面凹凸不规则的楼板，在凹入的阴角部位，容易产生应力集中，导致楼板开裂，因此在该部位要增加斜向的板筋。在对建筑楼板配筋进行设计时，必须要尽可能的采用小直径和小间距的配筋方式，在楼板配筋设计过程中，应该尽量选择直径相对较小、钢筋间距较小，钢筋密度较大的配筋方案。其次，在对结构进行设计时，还应该加强对有肋钢筋的应用，有肋钢筋在经过热轧处理之后往往具有更强的握裹力，能够有效的对裂缝问题进行控制。再次，在对冷轧钢筋进行应用的过程中，必须要采取有效的方式来提升其握裹力，例如改变冷轧钢筋的形状等。最后，针对建筑结构屋面层不同的跨度情况，必须要对楼板钢筋的间距进行针对性的设置。对于屋面板或露天板结构，宜适当加大板厚，采用双层双向配筋，对减少裂缝很有作用。3.5对跨度大，荷载大，反复荷载的结构的处理措施。对跨度大，荷载大，反复荷载的结构，出现裂缝的机会较大。在结构长期的使用过程中，因结构的荷载大，跨度大，混凝土应力大，加上混凝土徐变的影响，结构的裂缝就会出现。如果在结构里使用预应力钢筋，预应力钢筋会对混凝土构件施加压应力，这个压应力会大大抵消混凝土里的拉应力，甚至不出现拉应力。当没有了拉应力，裂缝的问题就可以解决了。3.6加强后浇带设计的应用。后浇带的设置对减少裂缝的产生有积极效果。一般来讲，在对后浇带进行设计的过程中，通常是将后浇带设置在结构受内力较小的位置，而且需要将后浇带保持在五十天以上。大量的研究和实践表明，后浇带的设置能有效的减少混凝土前期收缩裂缝的产生，对于建筑结构裂缝控制具有明显的效果。

4结束语

总的来讲，我国经济水平的不断提升极大地推动了我国建筑行业的发展和进步。但是从现阶段我国建筑行业发展的现状来看，建筑结构的裂缝问题是最为常见的一种质量问题，对建筑的质量、外观和使用造成很大的影响。因此，在今后的建筑结构设计过程中，必须要对裂缝问题引起充分的重视，在分析裂缝问题产生原因的基础上，采取有效的措施对混凝土结构裂缝进行控制，从而提升建筑结构设计水平，推动建筑行业实现可持续发展。

参考文献

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作者:夏杰雄 单位:佛山德顺施工图审查有限公司