混凝土结构设计的抗裂

贾萍

摘要：随着建设工程业的发展，框架结构在建筑中应用广泛起来，但是现代建筑设计也向高层化发展，对钢筋混凝土提出更高的要求。而裂缝是混凝土结构常见的现象，不仅影响质量，也会影响美观，因此，为保证混凝土结构质量，施工和设计人员必须根据工程实际情况，对建筑工程混凝土裂缝的原因进行分析，针对性的提出应对改进措施并合理优化混凝土的施工结构设计，以提高对混凝土裂缝问题的控制效果。本文将就混凝土结构设计问题进行分析探讨，并提出相应的抗裂措施。

关键词：混凝土；结构设计；抗裂

前言：建筑行业的飞速发展使得混凝土结构面积以及尺寸越来越大，给施工裂缝控制带来了很大难度。混凝土结构物产生裂缝是结构物的承载能力、耐久性、防水性等的各种性能下降的主要原因。裂缝是混凝土中最常见而又最难以杜绝的缺陷，影响到建筑的使用寿命，所以合理的控制措施对延长结构物的使用寿命至关重要。据有关研究及实践报告显示结构物的裂缝问题属材料的固有特征，因此具有某种不可避免性。裂缝出现的原因多种多样，和混凝土材料的合格性、结构使用和维护等多方面相关，结构设计是先决条件，设计中需要针对不同的结构特征采取相应的抗裂措施。

一、工程概况及混凝土结构设计的重要性

目前，我国的建设工程事业的不断发展，框架结构在建筑工程施工中已经得到了普遍应用，可是，现代建筑设计也向复杂化和高层化不断发展。现在的建筑工程施工中混凝土已经被普遍应用，成为施工中最主要的原材料，然而我国的建筑中，混凝土的结构设计却并不完善，导致工程常常会出现裂缝问题，从而影响到建筑工程的质量，不利于我国建筑企业以及建筑行业的发展。所以，加强混凝土结构设计的技巧，采取相应的措施对我国的建筑行业以及国家经济的发展都有着深远的意义。

二、混凝土结构裂缝形成的原因

为了有效解决混凝土施工过程中存在的裂缝问题，需要对其产生原因做细致分析，导致混凝土裂缝的原因比较多，大概可以归纳为三方面，即原材料的配置、环境因素、以及施工设计。

2.1原材料的配置

混凝土中的外加剂、粗骨料、细骨料、水泥等材料不合格都会导致裂缝产生。比如水泥安定性不合格或者水泥比表面积较大，会导致混凝土因为需水量增加而使水灰比过大，水化热严重导致混凝土的开裂，还有骨料中含泥量较大也会增大混凝土的收缩率，因而也容易发生裂缝现象，另外由于外加剂不稳定，尤其减水剂质量，可能会出现减水率偏低，而为了达到混凝土的工作性能而增加用水量，水灰比的增大，较大水化热导致混凝土开裂。

2.2环境因素

施工现场环境恶劣，施工现场的温湿度也会对混凝土是否裂缝产生重要影响，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产生应力，降低其本身的抗拉强度，当混凝土抗拉强度小于温度应力时就会产生裂缝。

2.3施工设计

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，出现了各种形式的结构体，这些结构体本身来说就容易产生裂缝，再加上施工设计的不合理以及施工难度及施工误差，从而产生裂缝。除了以上三个主要影响因素以外，混凝土裂缝问题还受到施工工艺、后续维护等方面的影响。工作中需要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。

三、结构设计时用的抗裂措施

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减小环境温差

环境温差是日照温差与季节温差的总称。温差是影响裂縫产生的一个重要因素，所以要采取下列方法进行控制，即经有限元程序求解出温差应力然后根据计算值进行合理配筋亦或直接把配筋率提高到要求数值，从而提高配筋率来提高混凝土的极限拉伸的方案来减小温度应力对混凝土的影响。

3.3提高结构自身承载力

建筑工程设计过程中，虽然挠度和承载力都在标准规范的要求范围中，不过假使相比之下来说，承载力较小同时挠度较大造成的偏差也容易导致工程项目出现裂缝，那么，就需要提高结构的配筋率并且加大梁截面。同时，对混凝土相关项目的设计一定要考虑留出一定的安全余地。

3.4减小地基的不均匀沉降

地基不均匀沉降也是引起混凝土结构裂缝产生的原因，但是建筑物地基的不均匀沉降而引起的结构裂缝的事例不多。地基的不均匀沉降，引发混凝土受力不均导致裂缝现象。所以在设计的过程中要考虑到加强基础的整体性能，减小地基沉降对混凝土结构的影响。比如独立基础时设置拉梁，或采用筏板基础，或采用箱形基础。

3.5控制地下室墙体的裂缝并设置后浇带

社会持续发展，出现越来越多的超长建筑，同时由于很多建筑的功能以及美观要求不让设置伸缩缝，这就需要结构专业采取相应的措施解决混凝土收缩和由于温度应力导致的结构裂缝和变形。混凝土结构设计不仅仅是本身的结构设计，还涉及到与其他构件之间的结构合作。为了控制地下室墙体裂缝的发生，可采取在墙体顶部以及腰部设两道暗梁的措施，并适当增设暗柱，以起到模箍作用或适当增加墙体配筋。为防止墙体出现早期收缩裂缝，在墙体中可设置适当数量后浇带。按规范要求，每30-40m间距留出施工后浇带，带宽80-100cm，钢筋采用搭接接头，在45到60天后浇筑。

3.6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。

结束语

综上所述，随着建设工程业的发展，框架结构在建筑中应用广泛起来，但是现代建筑设计也向高层化发展，对钢筋混凝土提出更高的要求。混凝土裂缝直接影响到项目的美观性与安全性，要重点给予关注。混凝土的裂缝问题表现出不可避免性，需要从各个方面加以控制。文章详细分析了混凝土结构裂缝原因，以此为基础做出了相应的改进建议，希望可以促进相关工程实践工作的更好开展，全面控制，从而提高建筑物的整体质量，促进企业以及建筑行业的发展。

参考文献：

[1]方闽莉.混凝土结构设计抗裂措施探讨[J].江西建材.2014

[2]马建.浅析混凝土结构设计与抗裂处理[J].建筑·建材·装饰.2013（12）

[3]董萌.混凝土结构设计的抗裂措施探讨[J].中华民居.2014（6）

[4]宁向阳.混凝土结构设计抗裂措施探讨[J].江西建材.2014（3）

[5]高镭.浅谈混凝土结构设计阶段的裂缝控制[J].山西建筑.2010