从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题

吴丹

1 引言

通过做好建筑结构设计工作，不仅可以确保钢筋混凝土结构的整体作用得到充分的发挥，同时还能提升建筑工程的经济价值与社会效益。在进行混凝土结构的设计工作时，要提升基础工程以及上部机构的设计质量，充分应用钢筋混凝土的结构性能来抵御裂缝问题的出现。同时，还要做好混凝土结构体系、形状以及布置设计，进而提升建筑结构设计的整体质量。

2 混凝土结构裂缝的概述

2.1 混凝土结构的特征分析

一方面，建筑工程中的裂缝大多是竖向的，同时裂缝在长度方面基本与墙体的高度持平。在墙体的中间位置，裂缝相对较宽，在向两端延伸的过程中裂缝不断变细直至消失。另一方面，出现数量最多的裂缝，其宽度一般在0.3mm以内，裂缝问题多集中在墙体的中间部位。拆模工作之后，是墙体裂缝集中出现的时间，但是这一过程中与温度的快速变化有着一定的联系。在进行墙体的回填工作时，原来存在的裂缝会出现漏水的问题，但是这一过程中漏水量不是很多。

2.2 建筑结构设计可能出现的裂缝形式

混凝土结构裂缝形式主要包含以下三种：①塑性收缩裂缝。对于塑性收缩裂缝而言，其大多出现于建筑工程的表面，并且塑性收缩裂缝的出现主要受到环境因素的影响。比如说施工过程中混凝土表面的水分在短时间内蒸发，或者是模板对于水分的吸收过快，都可能造成塑性收缩裂缝的出现。②塑性沉降裂缝。对于塑性沉降裂缝而言，它的出现将会对建筑工程的整体质量产生较为严重的影响，并且这一裂缝形式主要是由于浇筑过程出现了问题所导致的。另外，如果模板工程施工时没能严格按照操作规定与施工规范进行，也可能造成塑性沉降裂缝的出现。③温度应力裂缝。施工过程中，如果环境中的早晚温差过大，可能导致温度应力裂缝的出现。同时，如果混凝土的表面散热效率不均，也可能造成温度应力裂缝，图1为建筑工程常见的混凝土结构裂缝。

图1 建筑工程常见的混凝土结构裂缝

3 混凝土结构出现裂缝的原因

3.1 施工方法选择不当

通过合理选择建筑工程的施工方法，可以有效降低混凝土裂缝问题的出现概率。但是，如果混凝土浇筑过程中使用的振捣方法不合理，将造成混凝土表面出现蜂窝问题或者是浇筑不密实等一系列问题。混凝土在其运输过程中，经常会出现水分蒸发的问题，这样一来将造成混凝土的坍落度下降、和易性降低，这一将导致混凝土出现结构裂缝。另外，如果施工过程中施工工艺与顺序没有控制好，也将导致结构裂缝的出现。

3.2 建筑结构设计方面的问题

建筑工程各项施工工作是严格参考设计方案进行的，如果建筑结构设计出现了问题，将直接影响到建筑工程的施工质量。现阶段，在进行建筑结构的设计工作时，一些设计人员大多会忽视掉楼板厚度以及配筋位置分布等方面的设计，同时对于梁的跨度等力学原理也没有引起重视。这样一来，就导致楼梯墙面出现了相应的裂缝。此外，在进行建筑结构的设计工作时，需要考虑到正常使用以及承载力极限状态两方面的要求，进而提升建筑结构设计的合理。但是，在进行实际的设计与施工过程中，往往会忽略掉使用状态的受力分析，进而造成了建筑工程出现裂缝与变形等问题。

3.3 保温措施不合理

建筑工程设计与施工环节中，结构会与外界空气直接接触。由于南方地区冬季的昼夜温差加大，因而混凝土经常出现热胀冷缩的问题。同时，建筑工程的外墙墙体会受到阳光的照射，但是内部结构并不会受到太阳直射的影响。这样一来，就会导致建筑墙体出现受热不均匀的现象，进而加剧了墙体的热胀冷缩效应。此外，在进行楼板与墙体的保温工作时，没有采取合理的保温措施与方法，也将导致裂缝问题的出现。

4 从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝防治

4.1 合理设计混凝土结构的尺寸

不同建筑材料存在着不同的变形差异，再加上混凝土结构受到环境温差的影响，导致了混凝土结构的开裂问题。尤其对于一些结构尺寸较大的混凝土来说，由于受到材料变形以及温差因素的影响，混凝土结构应力将会显著增大，在这种状态下很容易出现楼板和墙体裂缝。因而，在进行结构设计工作时，设计人员要提升混凝土结构尺寸的合理性，并且在进行结构设计过程中，要选用合理的结构布置方案。这样一来，才能提升结构在受力状态下的整体性能，同时也可以确保结构刚度得到合理的分配。在进行配筋设计过程中，设计人员要严格按照设计规范以及设计标准进行设计，提升配筋工作的合理性。另外，设计过程中要尽量避免使用变形差异较大的材料，进而可以防止因为材料自身变形而导致的混凝土结构裂缝。特殊情况下，设计人员可以使用裂缝止裂带来缓解混凝土结构的变形差异，图2为裂缝止裂带的具体应用。

图2 裂缝止裂带的具体应用

4.2 选取合适的允许温差

在进行混凝土结构的施工过程中，温差裂缝出现的重要原因之一就是混凝土的表层与内部存在着过大的温差。因为，为了防止混凝土结构出现温差裂缝，设计与施工过程中要对温差进行合理的规定。通过大量的混凝土施工工作，设计人员与技术人员可以根据实际的施工状况以及工作经验进行容许温差的合理计算与确定。在进行实际的施工工作时，要将混凝土内外温差值控制在25℃以内，并且在进行拆模工作时，要对混凝土的内部温度与自然环境温度的差值进行严格的把控。

4.3 注重混凝土材料的质量控制工作

混凝土材料质量的好坏将会对建筑工程的整体施工质量产生重要的影响，因而要对混凝土材料的质量进行严格的控制。一方面，在进行原材料选择过程中，要确保材料性能满足施工设计要求。这一过程中，要有针对性的选择原材料的种类。在进行水泥材料的选择工作时，要尽量选择水化热相对较低的水泥产品。施工过程中，在确保混凝土性能的前提下，尽量减少水泥的用量；另一方面，要注重进场环节中混凝土材料的质量检验工作，对于那些不符合设计要求的水泥材料，不得用于施工工作。另外，还要对集料的质量进行严格控制，确保集料的含泥量达到设计要求。同时，施工过程中要尽量选择质地坚硬的石料，并且要保证级配达到设计要求。施工过程中，可以根据实际需要在混凝土中加入适量的添加剂，以提升混凝土的性能，防止混凝土裂缝问题的发生。

4.4 优化混凝土配比设计

在进行混凝土配合比的设计工作时，要确保水泥的标号和混凝土的设计强度等级一致。在进行具体的配置工作之前，设计人员要应先进行取样检测工作，之后再通过调节各种材料的比例关系，不断进行混凝土配合比的优化工作。另外，在进行配合比设计工作时，设计人员要对施工现场的具体情况进行了解，比如说要进行施工现场自然条件的了解，同时还要对混凝土构件的截面大小以及具体的浇捣技术进行分析，对于施工过程所用的工艺与技术进行研究。此外，设计过程中要对混凝土材料的坍落度进行合理的设计，不断提升混凝土的和易性。在进行混凝土骨料的选择时，要进行骨料级配的优化，必要时可以掺加适量的粉煤灰或高效减水剂，进而降低水泥的用量，防止施工过程中出现裂缝问题。需要注意的是，设计过程中可以选用适量的低碱或无碱外加剂。

4.5 优化混凝土结构的配筋设计

为了防止混凝土构件出现裂缝问题，设计过程中要优化混凝土构件的配筋率。我国颁布实施的《混凝土结构设计规范》规定，在进行建筑工程不同板、梁构件的设计工作时，要采取合理的配筋率与钢筋间距，同时还要根据具体情况配置相应的受力钢筋。在进行配筋设计时，要尽量降低钢筋的直径、增加钢筋的密度，这样一来可以减小构件裂缝的出现。在进行建筑工程屋面设计工作时，要确保传热系数保持在1.0W/（m2·K）之内，同时在进行屋面板的混凝土结构设计过程中，要进行双层双向配筋，进而提升配筋环节的质量。另外，可以采用拉通板的支座负筋的形式进行无负筋板面区域的处理，同时也可以在板无负筋的区域配置相应的双向钢筋，并且将其搭接在板负筋上，进而提升配筋工作的质量。

5 结束语

混凝土施工质量将会对整个建筑工程的安全性与稳定性造成直接的影响，因而要提升建筑结构设计质量，不断优化混凝土结构设计，防止混凝土结构裂缝等问题的出现。

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