建筑结构设计中现浇混凝土裂缝控制

黄涛

【摘 要】 随着我国社会经济的发展，必然会导致城市对基础设施和各类住宅的需求大增，建筑工程中采用现浇混凝土的比重越来越大，在建筑工程中现浇混凝土结构在建筑工程中得到了广泛的应用。本文就建筑结构设计中裂缝产生的原因和控制方法问题进行详细探讨。望对今后工作有指导与参考价值。

【关键词】 建筑设计；现浇混凝土；裂缝控制；结构设计

1 现浇混凝土结构设计

1.1 混凝土结构概念设计

混凝土是由水泥、水、细骨料（如砂子）、粗骨料（如石子）外加剂等原料按一定比例搅拌后入模浇注，并经养护硬化后做成的人工石材。依据混凝土的研究以及大量工程实践所提供的经验都说明，因为混凝土是由骨料、水泥气体及水分等组成的非匀质材料，所以水泥在硬化过程中，体积产生变形，这种变形是不均匀的，当变形大于约束应力时即产生裂缝。

1.2 设计概念

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[1]。

1.2.1 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缺少的一部分了，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专业人士进行重要判断。具体说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。

1.2.2 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。

1.2.3 楼面水平强度和整体性

结构计算的各榀抗侧力结构分配主要包含三个方面：刚度单向协同、刚度双向协同和受荷面积。结构楼面的总体刚度决定了计算方法的选择。同时，楼面刚度需要依据楼面配筋和厚度等情况进行判断。

2 现浇混凝土裂缝产生的原因

2.1 荷载裂缝

现浇混凝土板浇注成型后在混凝土未达到一定强度时堆放重物或模板支撑体系设计不合理、支撑材料选用不合理、模板设计时荷载考取值有误，在混凝土未达到设计强度前，模板支撑体系变形或混凝土拆模过早致使混凝土抵抗不了变形产生的裂缝。

在工程设计施工中，必须把荷载裂缝控制在工程规范允许的最大限度内，可以通过在设计计算和构造上运用“抗”原则，来抵消结构内部的多种荷载效应，使其既能够满足承载力要求，又能够满足抗变形和抗裂要求[2]。

2.2 沉缩裂缝

混凝土结硬前没有沉实或沉实能力不足而产生沉缩裂缝，现浇注的混凝土由于重力作用较重的固体颗粒下沉，迫使较轻的水分上移，既所谓“泌水”。由于负弯矩筋板内对固体颗粒的支撑，钢筋两侧的混凝土下沉变形相对于其他变形就较小，形成了沿钢筋长度方向的纵向裂缝，裂缝深度一般至鋼筋顶面。

2.3 温度裂缝

是由于的温度的影响，如太阳照射、气温、等产生较大温差而形成温度应力引起温度变形，混凝土养护不及时，采取措施不当，造成裂缝。表面温度裂缝是因水泥的水化热而产生的，多发生在大体积混凝土中。

2.4 施工裂缝

在施工过程中，常会引起裂缝。当浇注混凝土的模板为吸水性及较干时，模板吸收混凝土中的水分而膨胀，使初凝的混凝土拉裂。混凝土配合比中粗细骨料级配不合理，成型后的混凝土自身结构不合理，抵抗变形的能力弱。另外泵送混凝土中，砂率大，水灰比大，混凝土坍落度过大，及养护不当，易产生施工裂缝。

3 现浇混凝土结构裂缝控制分析

在处理由于变形而引起的裂缝，在采用“抗”原则基础上还可以采用“放”原则。“抗”原则主要是通过在建筑结构中合理的强化配筋来提高混凝土的整体弹性从而有效缓解混凝土结构的变形。与此同时，强化配筋还可以提高建筑的抗裂性，如可以在屋面板角部位和横梁侧面合适的增加钢筋数量来提高整体结构的稳定性和抗裂性。

4 现浇混凝土结构裂缝控制方案创新

控制混凝土结构裂缝普遍采用设计和构造两种措施，其对结构裂缝大部分表现在构造缝布置和配置钢筋等方面。在设计过程中，要主要考虑建筑结构的尺寸 和体量，并尽力使构件不断续，以减少温度对变形的影响。同时对于高度相差太大的建筑要通过布置沉降缝和钢筋来减小裂缝宽度，综合利用“抗”和“放”的原则来控制裂缝。

4.1 结构的平面设置

在建筑结构的平面设置上，应该主动避免凹口产生，若出现凹口应立即在四周牵引支梁，并且加厚楼板和布置钢筋以固化平面。另外，应该在规范范围内设置房屋长度，若出现长度过长，可通过布置收缩后浇带和变形缝来解决。一般建筑物主楼和群房高度相差很大，此时可以通过设置后浇带和沉降缝来缩小建筑结构裂缝[3]。

4.2 混凝土构件厚度

在建筑结构中应该要对耐久性和钢筋锚固进行着重分析，从而限制现浇构件所应取得最小厚度。一般来讲，现浇板的厚度应该大于L/32，在考虑楼板内部管道半径的作用后民用建筑的相应指标应该大于一百毫米。依据实践可知，收缩裂缝一般在楼板厚度较小时出现，不同的构件应该设置相应的最小厚度值。

4.3 混凝土等级

水泥总量随着混凝土的强度级别的升高而增加，水灰比也相应的增大，裂缝出现的可能性也越大。由于现浇板的平面一般来说比较大，其所用的混凝土强度级别最好小于C30。同时楼板和现浇板的混凝土所选等级应该相同。而当板和梁的混凝土级别小于墙和柱时，结构核心部位所用混凝土级别应该与墙和柱一致。

4.4 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。

4.5 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。

5 结语

总而言之，在现浇混凝土建筑结构的设计中，需要充分考虑次应力效应和荷载效应，合理利用“抗”和“放”原则， 充分考虑建筑物的空间和平面结构因素，这样才能有效减少结构裂缝的出现。另外通过对结构设计的不断创新和工程材料的探索，积极采用各种结构方案来控制裂缝以使其满足规范要求。

参考文献

[1] 王铁梦.浅析工程结构裂缝控制[J].国学咨询，2010（4）

[2] 惠云玲.工程结构裂缝诊治技术与工程实例探究[J]中国科技，2012（7）

[3] 罗国强.略论混凝土与砌体结构裂缝控制技术[J].中国建材，2011（3）