从建筑结构设计方面加强现浇混凝土裂缝有效控制措施探讨

文/刘璇璇 武汉市民用建筑设计研究院 湖北 武汉 430000

一、混凝土裂缝的分类

1、收缩裂缝

收缩裂缝的种类主要分为塑性收缩裂缝和干缩裂缝。

（1）塑性收缩裂缝：在混凝土结构的表面上，经常会出现这样的裂缝，这种裂缝的形成形状没有规律性，长度也不尽相同，它们之间也没有连贯性。塑性收缩裂缝主要出现是由于在浇筑时，混凝土暴露在露天的情况下，在浇筑后，很大程度上会受到自然天气的影响，这种裂缝一般不会在浇筑的时候显现出来，会在浇筑几个小时候慢慢出现。

（2）干缩裂缝：这种裂缝和塑性收缩裂缝最大的区别就是出现的时间不同，它一般是出现在混凝土快凝固的时候，混凝土的表面会出现裂缝，这些裂缝的大小一般在0.05 ～ 0.2mm之间。在凝固前出现的这些裂缝，梁板这类构件多沿短方向分布，并出现在相邻的钢筋之间。这种裂缝是由于受到天气的影响，混凝土在不断的凝固过程中，水分蒸发的比较快，混凝土中的凝胶体干缩引起了初始应力，导致出现裂缝。

2、温度裂缝

温度裂缝产生的原因是由于温度、焊接和混凝土内部的水化热作用影响，冷热变化比较显著，导致混凝土内部结构的收缩或者膨胀，导致出现裂缝。这几种原因产生的裂缝也不太相同，环境温度产生的裂缝往往会出现在杆件截面，焊接产生的裂缝往往出现在焊接周边，水热化产生的裂缝多平行于结构的短边。下面我们将详细的分析这三类原因引起的裂缝。

（1）由于温度引起的裂缝主要出现在高温车间、冷藏室等一些温度骤变比较大的环境中，这些裂缝一般平行于梁板结构的短边。

（2）混凝土在浇筑后，会慢慢的硬化，在这个过程中，水泥本身会释放出比较多的热量，这就会提高混凝土内部的温度，这样混凝土内外部温度会出现较大的不同，此时如果未采取有效的治理措施的话，就会出现裂缝。

（3）焊接裂缝预制构件安装时预埋件因焊接措施不当，也会使周边的混凝土产生裂缝。

3、钢筋锈蚀裂缝

混凝土中的钢筋在由于某些原因，会出现锈蚀的情况，而且这些锈蚀会产生膨胀，进一步使混凝土开裂，降低钢筋和混凝土之间的粘合力，同时会降低混凝土整体结构的功能，耐久性不断下降。

4、受力裂缝

是指混凝土结构受外力影响引起的裂缝。我们常用的一般的混凝土构件在一定程度上是允许有裂缝的，但其中的构件会由设计的错误、荷载过大、施工质量等原因会使这些裂缝不断扩大，超出规定要求的范围。

5、水泥安定性不良产生的裂缝

由于水泥安定性不良使混凝土产生裂缝，裂缝的形式通常遍及结构的表面，形状如同龟裂，严重的可使构件弯曲、松脆或崩溃。水泥安定性不良主要是水泥熟料烧结不充分而产生较多的游离氧化钙，它在凝结硬化过程中水化很慢，当水泥已经凝结硬化后它还在继续起水化作用，破坏已经硬化的水泥石结构，使结构构件的体积发生不均匀变化而产生裂缝。使用安定性不良的水泥会降低结构或构件的承载力，严重的还会造成结构的承载力破坏。

二、从建筑结构设计方面有效控制裂缝的产生

1、选用新型材料

材料是构成建筑的基本物质，对材料的正确运用，合理发挥出材料的受力特性，也必然是新的结构形态迸发的源泉。新型建筑用钢和高强与超高强混凝土已经在国内外大量使用于高层和超高层建筑，以大大减少材料用量，减少建筑物截面，提高建筑使用面积，降低建筑物自重载荷和制造成本。钢纤维、化学短纤维与碳纤维等新材料也正在进入建筑结构领域，膜材料、复合木材料、纸结构材料、玻璃结构材料等有力地推动着结构的变革。

2、选择地基基础类型

选择地基基础方案时，一般都优先考虑采用浅基础，持力层设置在天然土层上。上部结构的层数与荷载情况是选择基础形式的重要因素。层数越多，荷载越大，要求基础的承载能力和总体刚度越大。上部结构的结构形式和结构体系也直接影响基础形式的选择。不同的上部结构对于地基不均匀，变形的敏感程度是不同的。

3、变形缝的设置

（1）沉降缝的设置。在建筑物的下列部位应设置沉降缝：地基土的压缩性有明显差异处；平面形状复杂的建筑物转折部位；高度差异或荷载差异处；建筑结构（或基础）类型不同处；过长的砖石承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位；局部地下室的边缘；地基基础处理方法不同处。

（2）伸缩缝的设置。排架结构的柱高（从基础顶面算起）低于8m时，宜适当减小伸缩缝间距。位于气候干燥地区，夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构，可按照使用经验适当减小伸缩缝间距。伸缩缝间距尚应考虑施工条件的影响，必要时（如材料收缩较大或室内结构因施工外露时间较长）宜适当减小伸缩缝间距。

4、结构构件优化设计的问题

（1）增加抗弯结构体系的有效宽度，以调整结构的抗侧刚度。增加宽度可以直接增大抵抗力臂，从而减小抗倾覆力。从材料力学的基本知识可以知道，同样面积、抗倾覆力同结构宽度的关系不同形状，可以获得不同的其几何特征。根据这个原理，不难理解加大宽度以后，整个结构的抗侧刚度得到很大提高。

（2）剪力墙超筋的情况。剪力墙暗柱超筋。软件中设定的暗柱最大配筋率是4%，而各规范以边缘构件方式给出了剪力墙主筋的配筋面积，没有最大配筋率。所以当程序给出剪力墙超筋的警告信息时，可以酌情考虑；当剪力墙连梁超筋时，通常表明其在水平地震力作用下抗剪承载力不够。

（3）柱的轴压比计算。软件在计算考虑地震作用下柱的轴压比时，采用的是地震作用组合下的的柱轴力设计值；软件在不考虑地震作用下柱的轴压比时，采取的是非地震作用组合下的柱轴力设计值。

三、结束语

总之，混凝土裂缝的发生是一个极其复杂的问题，裂缝产生的原因是多方面的，各种条件的相互作用也会导致裂缝的进一步发展，在结构设计阶段的控制预防尤其重要，也是从根本上防止和减少裂缝发生，从而保证结构的安全性和耐久性的有效手段。

[1]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（07）.