浅析房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略

苏文喜

浅析房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略

苏文喜

在房屋建筑中，现浇混凝土裂缝问题一直是困扰着人们的复杂的问题，造成房屋建筑现浇混凝土裂缝的原因有很多种，对混凝土裂缝进行控制必须要从其产生的原因下手。本文主要结合笔者多年工作经验从建筑结构设计方面入手，阐述了现浇混凝土裂缝产生的原因和控制策略。

建筑；结构；设计；现浇；混凝土；裂缝

引言

在房屋建筑工程中，混凝土已经被广泛的应用于工程建设中。随着对房屋建筑要求的不断提高，对房屋建筑结构设计的要求也在不断的提高，对现浇混凝土裂缝的关注也越来越多。一旦建筑物产生裂缝，就会使得整个建筑物的使用性能和使用寿命受到影响，所以做好混凝土裂缝的控制变得十分重要。

1 房屋建筑现浇混凝土裂缝产生的原因

根据现浇混凝土裂缝产生的原因，可以分成两类：①由外荷载因其的裂缝和次应力引起的裂缝；②由变形引起的裂缝。主要包含因为温度变化、湿度变化、收缩、膨胀、不均匀沉降等原因产生的裂缝。它的主要特征是建筑结构在受到内部和外部的变化之后产生的变形。当变形受到约束和限制的时候就会产生内应力，应力值超过一定数值之后就会导致裂缝的产生。

1.1 温度应力的原因

温度应力是造成建筑工程结构设计中裂缝产生的一个重要原因之一。由于混凝土浇筑工作刚完成，混凝土内部内部的热量不能够及时的散发出去，造成混凝土内部的温度比外部温度高很多，这样一来，由于温差的缘故，混凝土外部出现了一定的拉应力的同时，混凝土内部也产生了压应力，对于刚浇筑完成的混凝土来说，育龄期时间不长，混凝土的抗拉强度也会相应变低，在大多数情况下，混凝土本身的承受力的最大值也不能够满足拉应力和压应力的共同作用，这样一来，混凝土表面就会出现温度裂缝。

1.2 塑性变形造成裂缝产生

混凝土在硬化之前，都处于塑性状态，同时，上部建筑在均匀沉降过程中也会存在一定程度的阻碍，这样一来，结构就会出现裂缝。在实际施工中，混凝土的表面积会在一定程度下变大，同时钢筋直径和骨料的尺寸超出施工要求规定的范围，都会造成混凝土水平收缩过程中的障碍。塑性变形造成的裂缝之间间隔通常在0.6mm左右，而且裂缝之间是相互平行的。

1.3 结构裂缝的产生

随着新技术和新材料在建筑行业中的应用于普及，原始的预制多孔板已经远远不能满足当前建筑施工的要求，同时现浇板在施工中得到了广泛的应用。虽然现浇板的使用，大大提高了整个建筑物的承载负荷能力，但是，建筑物的整体刚度也会在一定程度上增大，这样一来，在原有墙体的刚度跟现浇板刚度之间不能够达到很好的协调的时候，墙体的截面就会出现形变或者裂缝。

1.4 应力裂缝的产生

一般来说，混凝土结构的徐变收缩往往会造成盈利裂缝的产生。自身收缩、塑性收缩、干燥收缩是建筑工程施工中比较常见的裂缝形式。当施工人员完成对建筑物整体的浇筑施工后，建筑物在一定时期之内会出现硬化，在硬化的这个阶段，建筑物内部的水汽会蒸发，这样一来，建筑物的体积会不断缩小，在这个过程中，支座会制约建筑物的收缩程度，在这个基础上，建筑物的收缩跟支座的制约之间不断碰撞，混凝土板极易出现断裂的情况，同时，断裂形成的裂缝往往会出现在混凝土板的中间部位。此外，混凝土的凝固过程尚未完成的情况下，混凝土承受超过其负载能力的荷重，也会造成裂缝的出现。

经过相关调查研究发现，在房屋建筑混凝土结构中，80%以上的裂缝产生的原因都是因为混凝土凝结过程中的温度变化、体积收缩等原因带来的胀缩不均匀以及不均匀沉降等非外力因素。

2 房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略

在房屋建筑设计中，不仅要满足设计规范的要求，还需要根据建筑所在地区的地震烈度等级、建筑物的平面尺寸、地基基础情况、规模、体量等情况进行综合考虑，对混凝土结构采取有效的设计措施，对混凝土的裂缝进行有效的控制。

2.1 做好房屋建筑结构布置

在房屋建筑结构设计中，一方面不仅要重视平面布置和受力简单合理的结构布置，尽量少选择或者不选择凹凸结构过多的设置，这样能够有效地减缓温度应力过于集中情况下而裂缝的出现；另一方面，要严格按照设计的要求和规则来设计建筑的长高，尤其是要保证建筑物的长度在温度作用下伸缩的变化范围之内，这样一来，当温度发生变化的情况下，墙体具有一定程度的灵活性，大大减少温差过大产生裂缝的情形。

2.2 严格建筑工程结构的尺寸设计和选材

建筑材料尺寸不合理，在收到温差影响情况下，很容易导致混凝土结构出现裂缝的情况，因此，在进行建筑工程结构设计中，要明确结构尺寸的合理，同时，结构设计的时候，要严格保证设计方案能够体现出结构受力明确，同时，选材过程中要尽量选择变性差异比较相近的材料，这样能够很大程度上减少材料变形造成的结构裂缝。

2.3 设置附加筋

墙体垂直裂缝多出现在墙体的中部，因墙体受到底板钢筋约束易产生应力集中。经验表明，宜在墙体中部的1000mm范围内加密水平筋的间距（50～100mm），形成一道“暗梁”。另外，墙体与柱子连接部位，也容易出现垂直裂缝，这是由于墙与柱的配筋率相差较大，收缩应力不一致而产生的。相应的办法是用直径准8～10mm，长1500mm的附加筋，插入柱内约150mm，其余部分伸入墙内。增加量为原同向配筋率的10～15%。梁两侧腰筋的间距不宜大于200mm。对于结构开口部，结构截面变化处和结构复杂部位等，应增设附加筋，这对控制裂缝有利。

2.4 应用钢纤维混凝土

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。在实际施工中，通过设置适量的钢纤维在混凝土梁的底部位置，能够极大程度的提高混凝土的抗裂能力。钢纤维的应用，能够缓解钢筋混凝土裂缝的应力集中的情况，对裂缝的向下发展起到了一定的抑制作用，同时钢纤维还有助于混凝土构件经受的钢筋应力，这样一来，裂缝间混凝土的整体受力性得到加强，同时，整个建筑工程构件的刚度也会变大。如福建漳龙高速公路乌石山隧道处于构造剥蚀中低山区，地形复杂，隧道区内构造发育以断裂为主，裂隙彼此贯通，多处形成密集裂隙带，尤其是在隧道出口550m范围内，层间破碎带更加发育，对该段隧道的影响更加显著。在隧道进洞50m后拱顶出现较大沉降，多次发生塌方。最后决定以钢纤维喷射混凝土支护取代钢筋网喷射混凝土支护，随后显示支护沉降变形较小，在多次爆破作用下裂缝仅出现3～5mm，安全通过塌方区。随着其钢纤维生产技术的不断进步和基础理论的不断完善，钢纤维混凝土的应用领域将进一步拓宽，发展前景未可限量。

3 结语

裂缝的出现严重影响了建筑物的使用安全性和使用寿命，因此，在建筑施工设计中严格避免裂缝的产生对于建筑物的安全性和延长使用寿命具有十分重要的意义。上文通过对造成建筑工程结构设计中出现裂缝的原因进行初步分析，并就这些原因提出相关的解决措施。在实际施工过程中，要充分结合建筑工程的地质水文环境以及建筑物的结构形式来进行考虑和设计，制定出具有针对性的控制裂缝的方案设计，同时，施工过程中要严格按照方案设计中的要求和规则来进行施工，加强对施工过程的监督，从多方面入手，有效的减少建筑工程裂缝的出现，给建筑工程的质量提供坚实的保障。

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TU755.6

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1004-7344（2016）15-0319-02

2016-5-10

苏文喜（1976-），男，工程师，大学本科，主要从事建筑结构设计方面工作。