从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题

从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题

宗旭

华诚博远工程技术集团有限公司北京市100000

摘要：在建筑结构设计和施工过程中，常常出现混凝开裂现象。因此，下文主要介绍了混凝土结构裂缝类型及成因，并提出相应的措施来对裂缝控制，确保整个建筑工程的质量。

关键词：建筑结构设计；混凝土结构；裂缝问题

1混凝土结构的裂缝类型及成因

1.1塑性沉降裂缝成因

塑性沉降裂缝的产生的原因主要是由于混凝土骨料沉降时受到钢筋模板等阻隔，导致浇筑不均匀而产生的。由于混凝土处在塑性状态并且尚未硬化之前，在某种程度上制约了上部混凝土的均匀沉降。一般情况下，塑性收缩裂缝大多是互相平行，有不少深层缝隙存在。塑性沉降裂缝主要出现混凝土浇筑后半个钟头到三个钟头内，因为混凝土此时处于塑性状态，其表面泛浆消失时产生，总而言之就是混凝土塌落度大、沉陷过高导致塑性沉降裂缝的产生。

1.2塑性收缩裂缝成因

出现塑性收缩裂缝一大重要因素是在浇筑混凝土后，其表面水分蒸发速度太快而导致的。通常该种裂缝多在混凝土表面出现，倘若混凝土浇注后三到四个钟头，并未采取措施来覆盖其表面，而且在炎热或大风天气时平板结构混凝土表面水分蒸发很快，或者是混凝土基础、模板吸水过快，再加上混凝土本身的水化热高等因素造成混凝土产生急剧收缩，此时混凝土强度接近零，无法抵抗该种变形应力而出现开裂。

1.3结构裂缝成因

结构裂缝主要出现在混凝土刚性不均匀的地方，当楼板的承受能力不均匀时，会造成突变处或薄弱处出现裂缝。一般情况下，现浇楼板承载力基本能够达到设计要求，然而，如若将预制多孔板改为现浇板时，导致整体墙体刚度变大，楼板刚度则有所下降，所以在部分薄弱部位或是截面突变出极易有裂缝出现。

1.4应力裂缝成因

应力裂缝是因为混凝土收缩而引发的，一般情况下其保包含了自身收缩、碳化收缩、干燥收缩、塑性收缩裂缝等这种类型。众所周知，在混凝土的凝固过程中，会产生水汽蒸发、这就导致其体积会不断减小，进而出现收缩，收缩的过程中成板的四周受到支座的束缚，不能够自由的伸展，当混凝土的收缩使得约束力超出界限后，必然会出现浇板出现开裂，而开裂的地方也就是应力相对集中的地方。混凝土没有按照规定时间达到相应的强度过早拆模的时候，也会加重混凝土的负荷，出现过载，使得混凝土楼板出现弹力变形的情况，也会让其受到压力、弯矩、拉力的应力，导致混凝土出现裂缝变形的情况。

2混凝土结构裂缝的有效控制措施

2.1科学设计建筑平面

在对建筑平面进行设计时，应该要确保平面处于一个规则状态，避免有异常情况的出现。如若平面有凹口，则需要于边缘位置拉梁，且适当增加周围楼板厚度，且合理添加配筋。除此之外，还需要切实按照相关设计标准来控制房屋长度，如若长度超出规定数值较多，则应当要添加变形缝；如若长度超出不多，则可在其中间部位设置收缩后浇带，控制两者间距离在30m，以在墙、梁、板之间形成良好的搭配。如若主楼和周边建筑存在较大高差时，则需要将沉降缝或后浇带设置于建筑之间，以达到有效控制由于基础沉降而出现的裂缝的目的。如若房屋长度在40m以上，则可将后浇带设置于楼板中部，以达到降低温度和混凝土收缩应力影响的目的。如若外露的现浇钢筋混凝土栏板、挂板、女儿墙、雨棚以及檐口等构件其水平长度在12m以上，则需要设置伸缩缝。

2.2合理设计建筑结构

在设计建筑结构过程中，应当尽可能将顶层墙体砂浆砌筑强度增大，从而有效提升墙体的抗剪能力。此外，应当将圈梁设置于全部纵墙与横墙顶层，以提升其整体性能。然而，对于顶层圈梁，尤其是纵向圈梁高度应当尽可能小，从而将墙体和圈梁间的约束力减小，进而将屋面板变形而对墙体的水平推力降低。另外，应当要加强顶层构造柱。在顶层墙体应当要设计构造柱，以确保整体结构能够满足抗震要求，而且还应当将抗裂构造柱设计于两端墙体中。

在设计结构过程中，需要对钢筋的配置予以充分重视，尤其是薄壁构件如墙板、楼面以及现浇箱梁等更需要合理选择构造钢筋的数量以及直径。同时还需尽量将基础抗裂性提升，合理布置构造钢筋于以及产生应力集中的薄弱位置。

2.3构件厚度的合理设计

在设计过程中，应当要对现浇筑构建的厚度进行严格限制，以避免后期作业不会对钢筋的锚固与耐久性造成影响。一般而言，应当要将其厚度控制在L/30～L/35（L为构件长度）以内。对于民用建筑来说，应当要设计构件最小厚度在100mm以内。而且好像综合考虑楼板中的管线直径，防止二者间互相造成影响而致使与标注要求不相符。结合设计经验可知，如若使用板的厚度没有达到相关标准要求，特别是过薄的情况下，现浇混凝土极易产生裂缝，因此在实际设计过程中，需要结合实际工程需求以及构件类型来对其厚度进行合理设计，以确保质量达标。

2.4合理设置混凝土等级

一般情况下，随着混凝土强度等级的增加，其所使用的水泥量也不断增多。如若水灰量较大，则会加大裂缝出现的几率。对于现浇板来说，其往往具有较大的平面尺寸，所以在设计过程中应当要控制器强度等级不超过C30，而现浇梁和楼板的混凝土强度是相同的，如果墙、柱混凝土强度等级比板、梁高的时候，那么节点核心区的混凝土强度等级应和柱和墙保持一致。

2.5分析设计配筋时的技巧

在设计配筋时应当要将其对混凝土的影响考虑在内。结合实际经验可知，合理提高构件配筋率能够有效控制构件的裂缝宽度。在我国现行的《混凝土结构设计规范》中明确规定了不同板和梁的构件的钢筋间距与配筋率。配置板的受力钢筋，应当要遵循间距密直径小的原则，以达到将构件裂缝降低的目的。所以在设计过程中必须要严格按照相关设计规范中的要求来确定构件的配筋及间距。不仅如此，还应当维持建筑屋面传热系数在1.0W/（m2•K）范围内，且对屋面板的结构采取双层双向配筋。而且可以拉通板的支座负筋对无负筋的板面区域进行处理，或者在板无负筋的区域配置双向钢筋，并搭接在板负筋上。对于没有负筋的板面，可以将板的支座负筋拉通，或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。

3结束语

总而言之，混凝土施工是一个非常重要的组成部分，混凝土不仅用于建筑的承载，还用作墙体的内外面材料，混凝土结构的好坏关系到建筑的质量安全。所以从建筑结构设计角度加强对混凝土结构裂缝问题的研究，提出相应的解决办法对于确保施工的质量有重要意义。因此，施工单位应该高度重视裂缝问题，运用先进的管理措施和技术手段，不断提高管理水平，从结构设计上避免裂缝问题的出现，确保施工质量。

参考文献

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