从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题张海涛

从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题张海涛

张海涛

哈尔滨工业大学建筑设计研究院黑龙江省哈尔滨市150090

摘要：近年来，随着我国社会主义建设的不断发展，建筑业领域也在急剧发展。但各类建筑质量安全问题也屡见不鲜，其中建筑混凝土结构裂缝是其中一大原因。因此，怎样减少混凝土结构裂缝的产生，是建筑行业想要平稳发展不能忽视的研究课题。

关键词：建筑结构设计；混凝土结构；裂缝问题

1容易产生裂缝的特殊部位

1.1混凝土梁板

我们可以按照成因将混凝土梁、板的裂缝分为温差裂缝、结构裂缝、收缩裂缝和构造裂缝三种。（1）温差裂缝因为是混凝土构造外部的温度变化较大，导致体积大的混凝土结构热胀冷缩而产生的。（2）结构裂缝则是由于混凝土梁、板的刚度相较于墙体的刚度稍小些，导致结构性裂缝出现在一些梁、板薄弱部分和截面发生突变处。（3）收缩裂缝易形成于混凝土结构在硬化收缩、塑性收缩、失水收缩和碳化收缩的四个过程中。

1.2大体积基础混凝土板

大体积的基础混凝土板出现裂缝，主要是由于一次性整体浇筑的混凝土基础底板体积过大，在升温阶段易产生较大的内外温差，导致此时强度较低的混凝土板表面产生裂缝。

1.3地下室混凝土墙板

地下室混凝土板墙产生裂缝的原因有以下三个：第一，环境温度对内墙板的影响较大。第二，基础使墙板受到远远大于桩基作用于基础的约束时，会使墙板发生裂缝贯穿的几率大大提高。第三，在气温骤降的季节里，地下室混凝土内墙板比热容小，降温速率快，难以做到对墙板的养护。

1.4高强度混凝土

随着建筑结构建造需要和材料学的快速发展，在具体工程中，高强混凝土的使用量会不断增加。然而高强混凝土与普通混凝土所采用的配合比设计有许多差别，因而水泥水化在高强混凝土的生成及硬化过程中所引起的混凝土结构体积缩小、收缩裂缝产生的几率也将大于普通混凝土结构。

2结构设计引起混凝土裂缝原因分析

2.1因施工因素产生的裂缝

在建筑结构设计工作中，受人为因素的影响比较大。有些设计相对不合理，并且施工人员素质不高、执行施工工作不认真的现象普遍存在。很多建筑工程在进行建筑结构设计的时候，只是将相关的设计指标达到要求的最低标准即可，而且在施工的时候也极其的不负责任，未能按照严格的标准进行施工处理。并且对建筑的细节部分重视度不够，规定要求的孔的深度、孔的数量不达标等等，从而导致了建筑结构中的混凝土经常出现一些裂缝问题，这些都为建筑工程的安全埋下了极大的隐患。这些因素的存在不仅使建筑的工程质量较差，还使企业的知名度受损，对企业自身的发展不利，甚至会让其远远的落后于竞争对手，最后退出这个行业的舞台。

2.2因材料使用不当产生的裂缝

水泥、石、沙等是建筑结构中混凝土的使用原料，如果在选用水泥等级上不合理，那么就很容易导致混凝土裂缝问题的产生。另外，石子的粒径也对混凝土的质量安全起着至关重要的作用，粒径过大或过小都会对建筑的结构产生重要影响。除了以上所说的之外，在施工中还应该注意这些原料之间的搭配比例，因为原料搭配比例是否合理、掺水量多少等问题也和混凝土结构有着重要的联系。在使用这些原料时，还应该注意这些原料的使用期限，因为水泥等原料都会有一定的保质期，如果过了保质期，水泥的质量就会大打折扣，因而也会对建筑结构的安全产生一定的隐患，若是使用了这些过期的物料，建筑结构中的混凝土很容易产生裂缝同题。

2.3因形变产生的裂缝

众所周知，梁板是建筑结构中混凝土受力和传力的重要结构。依靠梁板的支撑力量，可以让建筑的结构初具模型，如果在施工的过程中对梁板的保护措施不到位，或者是拆模时间过早，极易造成弹性形变超出混凝土梁板的预定范围，一旦超出了这个预定的范围，就会导致梁板部位的混凝土出现裂缝问题。此外，如果在建筑施工的过程中过早的对梁板荷载，并且梁板的强度没有达到相应的指标要求，此时会造成梁板部位的混凝土形变过大，进而导致混凝土裂缝问题的出现。

3对混凝土建筑结构裂缝的控制措施

在结构设计过程中，应充分考虑各种产生裂缝的可能，采取经济有效的结构设计手段从源头上控制混凝土结构开裂的可能。应重视对于构造钢筋的配置，尤其是现浇楼面结构板、剪力墙等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选取。在那些容易产生应力集中的薄弱部位适当加强构造钢筋的配置。基础设计应该充分考虑不均匀沉降的不利影响。结构设计过程中，可考虑主要由以下几个方面着手控制混凝土结构裂缝：（1）严格按国家标准《混凝土结构设计规范》中关于正常使用极限状态设计的相应要求进行混凝土结构构件的裂缝宽度及挠度验算，对不满足规范要求的结构构件进行调整，如加大构件截面高度或增大构件纵向受力钢筋的配筋率，以达到控制构件最大裂缝的目的。（2）对平面较长的建筑，应按规范的相应要求设置变形缝，把结构划分成若干个简单规则的单元，从而减小结构构件内部由温差、混凝土收缩、基础不均匀沉降等产生的附加应力，能有效控制裂缝的产生及发展。（3）合理设置后浇带，设置后浇带可以适当增大伸缩缝的间距，后浇带的间距不宜过大，一般控制在30-40米之间设置一道为宜，后浇带宽可取0.8-1m，后浇带内的钢筋一般情况下不截断。后浇带保留时间一般不少于一个月。在此期间，收缩变形可完成30%-40%。后浇带的浇筑时间宜选择气温较低（但应为正温度）时段，可用强度高一级的微膨胀混凝土浇筑。（4）整体结构采用补偿微膨胀混凝土，此措施常用于大体积混凝土基础及超长地下室结构中。大体积混凝土基础及超长地下室由于一次浇筑的混凝土体量较大和结构超长，产生的温度应力很大，及易产生裂缝，此时在混凝土中掺入适量微膨胀剂可以起到收缩补偿作用，可有效控制裂缝的开展，保证工程的质量。（5）加大结构楼板的厚度、适当提高楼板的配筋率，板面钢筋双向拉通，并采用控制裂缝性能较佳的热轧变形钢筋，板筋以小直径、小间距为原则布置。在易裂的边缘部位也可以设置暗粱，提高该部位的配筋率。（6）结构楼板平面应尽量简单规则，在进行结构布置时，为了防止楼板平面的形状出现凹凸的情况，应当尽可能选择较为规整的平面或合理布置结构梁的位置，以此来达到将形状不规整的平面调整为规则平面的目的，在结构施工图纸设计中，应当对平面凹口附近的楼板配筋进行加强，并增配角部抗裂钢筋。（7）控制混凝土的水灰比，减少混凝土的坍落度，合理掺加塑化剂和减水剂。严格控制混凝土原材料的的质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量应尽量减少。根据工程特点，可以利用混凝土后期强度，这样可以减少用水量，减少水化热和收缩。

4结语

综上所述，混凝土裂缝的形成有许多方面的原因，除了设计因素外，外部环境条件、结构材料不达标、施工组织不合理及养护工作不到位也是导致开裂的重要因素。基于此，应当通过工程建设过程中的各个环节一起努力，建立健全完善的管理体系以及制定合理的管理条例，在设计阶段和施工阶段均采取有效的措施来控制结构裂缝的产生，以此来提高混凝土结构工程的质量。

参考文献

[1]苑绍东.房屋建筑裂缝控制的研究及应用[D].青岛理工大学,2016.

[2]皮孝建.试论房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略[J].江西建材,2016,03:51.

[3]徐航新,余佳.关于建筑结构设计预控工程裂缝的思考[J].低碳世界,2016,19:193-194.

[4]程鸿超.建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制措施[J].工程建设与设计,2016,18:23-24+27.