混凝土结构设计中的抗裂对策探讨

混凝土结构设计中的抗裂对策探讨

刘建

关键词：混凝土结构设计；抗裂；对策

1、混凝土结构设计的原则

1.1整体性设计原则

整体性设计原则是把要设计的建筑作为由各个组成部分构成的一个整体来全面研究整体的功能、构成及发展规律，从整体与部分相互依赖、相互结合、相互制约的关系中揭示系统的特征和运动规律。

1.2动态性设计原则

动态原则就是要探索系统的内外联系及系统发展变化的方向、趋势、活动的速度和方式，还要探索系统发展的动力、应用和规律。对于建筑设计来讲尤其要满足现在，兼顾未来，把握时代的发展方向。

1.3结构性设计原则

结构是要素关系作用下的结合方式，是性能的载体，普遍地存在于建筑之中。结构决定性能，性能表现可以反作用于结构。要素运动的稳定与否、发展方向将影响结构的稳定与否和发展方向，而关系是将要素连接起来的作用，是构成系统的纽带，关系的质和量决定结构性能的稳定性，因此必须了解它的结构。

1.4最优化设计原则

系统形成的过程实际上是差异整合的过程。差异的事物能够整合在一起，它们之间必定有同一性，相互需要、相互支持、优势互补，这是整合的前提和基础。通过差异的整合使建筑的各个部分有机地组织在一起。

2、混凝土结构产生裂缝的原因

2.1原材料质量

原材料质量引起的裂缝主要是指混凝土采用材料质量不合格。主要包括水泥、沙、水、骨料以及其他外加剂等等。例如，砂石含泥量超过规定，不仅会降低混凝土的强度和抗渗性，还会是混凝土干燥室产生不规则的网状裂缝。

2.2设计因素

当前现代建筑功能性和美观性兼备导致建筑结构设计越来越复杂，为了能够满足人们的需要出现了一些大高差、大面积及同一地基不同基础形式的结构体等这些结构体本身来说就容易产生裂缝再加之施工难度及施工误差从而产生裂缝。

2.3环境因素

混凝土具有热胀冷缩的性质，受温度影响较大。当混凝土水热化或者周围环境发生变化时混凝土的内外温差变大从而发生变形这种变形会在其内部产生应力降低其本身的抗拉强度肖混凝土抗拉强度小于温度应力时就会产生裂缝。

除了上述三个主要影响因素以外，混凝土裂缝问题还受到诸如构筑物结构、施工工艺以及后续维护的影响，只有综合考虑并完善这些细节工作，才能有效改善混凝土施工实践工作，提升建筑工程质量。

3、混凝土结构设计中的抗裂措施

3.1原材料的控制

要控制混凝土的开裂，首先需要从原材料的选择出发，原材料选择的正确与否，直接影响到混凝土的开裂。水泥强度达不到要求，水灰比过大以及水泥用量过大、外加剂使用不当等都能产生裂缝。混凝土原材料种类众多，其使用性直接决定了混凝土的质量。自20世纪初起，为增加粗骨料的粒径、降低水泥的用量等措施来将水化温峰降低从而达到抑制热裂缝的目的。

3.2设计概念

同时，与概念设计可以创造经济安全的总体结构方案不同，设计概念，通过在施工图纸设计过程中认真把握对工程结构计算需要的力学理论和材料特性的概念，确定优良的图纸设计和总体设计方法。

3.2.1结构电算法的设计概念

计算机在现在的结构分析中已经不可或缺，计算结果和数据检查都需要电算，但是应用分析和程序选择还需要人力进行重要判断。应用分析是指判断结构内力和变形的计算是否正确。程序选择是指对程序的原理和运用范围进行判断，比较是否符合工程设计要求。

3.2.2结构计算方法

结构计算的方法是通过建立模型，然后依据计算程序简化模型，使模型适应其实际的使用环境。结构的荷载布置和刚度以及连接特性都是模型必须包含的。简化模型的最终实际特性要一致于软件模拟的模型。

3.3合理的设计方案

在建筑方案布局时，结构工程师积极地参与方案设计，避免不利的结构布局和过于集中的主次构件关系，方案布局时和模型建立时，选择合理的构件截面尺寸和构件主次关系，做到层次清晰、受力明确。同时结合工程具体情况，合理的设置温度后浇带、沉降后浇带等结构措施，尤其是对于超常规的大体积、大面积构件，选择合理的结构构件对控制混凝土裂缝的产生有很积极的影响。此外，结构工程师在进行设计时，充分考虑温度的影响，对建筑不同部位的混凝土构件，结构上积极地采取不同的措施，设置温度钢筋，减小裂缝发生的概率；地基基础设计时，认真考虑建筑地质情况，选定合理的地基处理方案，避免由于地基基础沉降问题而导致的混凝土结构开裂。

3.4必要厚度的保护层

混凝土结构设计不仅是结构设计，还涉及到其他构件间的合作。在混凝土结构中，钢筋和混凝土都是其中一份子，两者之间要有好的承载力才能保证结构的整体性。钢筋在混凝土中锚固是钢筋与混凝土共同的保证，所以，要除去钢筋上的锈蚀、泥土，使钢筋和混凝土很好的结合，以确保混凝土对钢筋的握裹力。如果有锈蚀就很难保证混凝土和钢筋的充分结合，导致两者之间存在缝隙，导致混凝土产生裂缝，裂缝发展会导致混凝土剥落开裂，这种裂缝不但破坏混凝土对钢筋的握裹力、破坏钢筋的锚固，还会加速钢筋的锈蚀。长期下去会造成承载力下降，甚至危及结构的安全。所以，要有必要厚度的保护层使钢筋与外界隔绝，避免此种情况的发生。

3.5配置钢筋设计

根据实际需要，合理增加构件的配筋率可以有效减小裂缝宽度。在相关工程规范中，钢筋间距和配置钢筋比率在不同构建中都得到了明确规定，主张采用钢筋间距较小原则。在实际建筑工程中，应该严格按照相关工程规范来设置钢筋间距和配置钢筋。在建筑结构的楼面板应该选用双向双层来配置钢筋，特别在一些没有钢筋连接的部位要配置钢筋来将楼板支起，一般是采用双向钢筋网来配置钢筋。

3.6洞口和管线放置

在楼板中埋放管道线路的时候还应该在其上部部放钢丝网片，同时管道线路的半径应该小于楼板厚度的1/3，管道边缘与楼板的距离应该大于26毫米，另外要在管线有重叠交叉的地方采取绝缘措施，避免直接叠放。在楼板的洞口要采取相应的强化措施，洞口尺寸要小于350毫米，钢筋不能穿过洞口，同时要在洞口周围设置钢筋以强化其结构强度。另外在主梁中间位置的洞口，要分散布放在拉力较弱的地方，同时也需要在洞口旁边增加倾斜钢筋来箍住洞口。

结束语

混凝土结构裂缝问题比较复杂，需要在各个方面采取有效措施才能有效控制裂缝。在设计的过程中要对结构裂缝针对性分析，总结实践过程中遇到的问题和经验根据不同的裂缝性质采取不同的预防措施同时借鉴国内外先进的设计理念提高设计水平保证建筑物的承载力、安全性和使用寿命。

参考文献

[1]董萌.混凝土结构设计的抗裂措施探讨[J].中华民居，2014.

[2]宁向阳.混凝土结构设计抗裂措施探讨[J].江西建材，2014.