关于建筑结构设计预控工程裂缝的思考

徐航新，余　佳（.中航长沙设计研究院有限公司，湖南长沙40000；.广州铁路集团公司，湖南　长沙　40000）



关于建筑结构设计预控工程裂缝的思考

徐航新1，余佳2
（1.中航长沙设计研究院有限公司，湖南长沙410000；2.广州铁路集团公司，湖南长沙410000）

在建筑工程施工中，混凝土是十分重要的施工材料，不可避免的会带来各种裂缝问题。根据研究，混凝土裂缝具有可控性特点，因此，在建筑结构设计阶段，可以采取有效的预控措施，加强抗裂处理。对此，本文首先介绍了几种常见的建筑结构裂缝类型，然后对混凝土结构裂缝问题产生原因以及建筑结构设计阶段裂缝问题预控措施进行了详细探究。

建筑；结构设计；裂缝

1　引言

现阶段，在建筑工程施工过程中，现浇钢筋混凝土结构已经得到广泛应用，随着城市化进程的不断加快，在建筑工程施工中，混凝土裂缝较为常见，对此，可以采用一系列措施控制建筑工程裂缝，提升建筑工程施工质量。

2　建筑结构裂缝的类型

2.1收缩裂缝

在建筑工程施工过程中，收缩裂缝的类型有很多种，包括：①干缩收缩裂缝，这一裂缝是由于集料以及水泥石变形不一致所造成的，干缩收缩裂缝裂缝比较细小，而且一般存在于建筑工程表面，呈纵横交错状态，在较大的粗集料周围集中，呈辐射状。②沉降收缩裂缝，这一裂缝的产生原因是混凝土配比不同，骨料密度不同，因此在混凝土浇筑过程中，可能会出现骨料分布不均匀的问题，进而造成沉降收缩裂缝。③塑性收缩裂缝，这一裂缝的产生原因是在混凝土初凝完成后，混凝土结构表面会出现失水的问题，进而产生开裂，塑性收缩裂缝裂缝比较浅，而且形状不规则。在建筑工程中，常见混凝土收缩裂缝如图1所示。

2.2应力裂缝

收缩裂缝以及温度裂缝均属于应力裂缝的形式，在现浇混凝土裂缝中也最为常见，收缩裂缝则主要由混凝土硬化造成。由于受到自然环境的影响，混凝土浇筑后随着时间变化，其内部水分会逐渐蒸发，致使体积越来越小，从而产生收缩裂缝。

2.3温度裂缝

在建筑工程混凝土结构中，如果混凝土内外温差比较大，则会出现温差裂缝。通常情况下，温度裂缝发生在施工过程中，其形式有深入型以及贯穿型，深入和贯穿的温度裂缝与短边方向基本平行，但是，如果裂缝比较浅，则往往很难找出分布规律。

3　混凝土结构裂缝问题产生原因

3.1建筑混凝土材料方面

图1　常见混凝土收缩裂缝

建筑混凝土是施工当中应用的最多的材料之一，因而对于建筑工程裂缝的产生也具有关键作用。首先对混凝土材料自身引起工程裂缝的原因进行分析，就会更加深入地了解出现建筑工程裂缝问题的原因。现阶段，为了充分利用混凝土资源使混凝土的使用更加的规范，就要严格的按照国家的标准进行混凝土的采购和利用。由于商品混凝土价格比较低廉，因此，在建筑工程施工中，一般都采用商品混凝土进行施工。虽然商品混凝土的应用优势明显，但是由于其含沙量比较高，而且水灰比比较大，因此，在建筑工程施工过程中，混凝土质量以及施工质量很难得到保证，这就会导致混凝土裂缝问题增加。传统的混凝土材料含砂率一般在35～36%之间，但是，商品混凝土的含砂率一般在42～45%之间。除此以外，商品混凝土水灰比也高于传统混凝土水灰比，传统混凝土水灰比一般在0.5左右，而商品混凝土的水灰比一般在0.7左右，除此以外，商品混凝土中水泥的使用量也传统混凝土水泥使用量相比也有所增加。由此可见，上述多种原因会导致商品混凝土的抗拉轻度变弱，在一定程度上使整体的工程质量出现降低减弱的现象。另外，抗拉强度是非常重要的，一旦抗拉强度减弱以后，由于不能满足建筑工程设计负载荷方面的要求，最终就会使得建筑工程出现裂缝的现象。因此，建筑工程在今后使用商品混凝土进行施工过程中，一定要严格按照相关标准要求对商品混凝土的配制比例进行控制，这样才能从根本上解决建筑工程由于混凝土材料自身而引起的裂缝问题。

3.2建筑混凝土结构设计方面

不同的建筑结构具有不用的性能要求，在进行结构设计中，应该结合建筑工程结构的性能要求，对混凝土结构进行科学合理的设计，只有保证混凝土结构设计的科学性和合理性，并且对混凝土结构荷载进行具体分析，才能够为混凝土材料的选择以及配合比设计提供重要依据，尽量减少混凝土结构裂缝问题的发生几率。在建筑工程施工过程中，如果对于混凝土标号选择不当，或者混凝土结构荷载均匀性比较差，则会导致混凝土结构出现裂缝问题。

4　建筑工程出现裂缝问题预防措施

4.1选材和配合比设计方面

在选材和配合比设计方面，注意以下几个方面的问题：①结合混凝土结构要求以及混凝土强度等级需要，合理选择水泥品种；②结合相关规范要求，合理确定混凝土含泥量，并且选用级配优良的砂以及石原材料，在混凝土配合比设计过程中，如果水灰比、砂率选择不当，则很容易出现混凝土和易性出现偏差的问题，最终就会导致混凝土结构出现离析、泌水以及保水性不良等问题，导致混凝土结构收缩量增加；③在混凝土拌合过程中，如果掺合料或者外加剂选用不当，也会导致混凝土收缩率增加，因此，应该结合实际情况合理选用混凝土外加剂和掺和料；④如果水泥用量越大、用水量越高，则会导致水泥浆体积增加，坍落度，对此，在确定好混凝土材料配合比后，设计人员还应该对施工现场进行深入调查研究，结合实际情况确定混凝土设计坍落度；⑤对不同品种、不同掺量的膨胀剂所起到的不同膨胀效果进行综合分析，正确掌握混凝土补偿收缩技术的运用方法。

4.2建筑结构设计强度方面

在对建筑结构进行设计时，对于建筑的强度一定要进行准确的计算在对强度的计算结束后，对于得出的结果要进行核实，才能对建筑整体的刚度进行深入的设计。此外，还要充分地对整体的建筑刚度进行考虑，以实现整体建筑结构设计的优化，只有这样才能有效防止出现因为不均匀沉降现象引发的裂缝问题。

4.3严格控制构件厚度

根据实践研究发现，现浇混凝土构件的厚度大小会在一定程度上影响裂缝问题的产生几率，如果构件厚度比较小，则更容易出现裂缝问题。对此，在建筑结构设计过程中，应该严格控制混凝土构件厚度。

4.4加强配筋设计方面

在建筑混凝土结构设计过程中，不仅需要严格控制建筑工程的整体刚度，而且还应该重视建筑工程楼板的配筋问题。根据调查研究发现，在建筑工程施工过程中，由于楼板配筋方面存在着配筋的直径过大配筋的间距过大等问题，很容易导致建筑工程在投人使用后出现了裂缝现象。因此，相关设计人员就要在楼板配筋的过程当中，必须遵循以下原则：楼板配筋的直径除了要满足相关标准的要求之外，还应该尽可能的细，以缩小钢筋之间的间距。

4.5钢纤维混凝土的应用要求

在建筑工程施工过程中，对于结构的设计要严格的控制，在对钢筋混凝土梁进行裂缝宽度验算时，可能会出现裂缝宽度无法满足 《混凝土结构设计规范》中规定的宽度要求的问题，主要的方法有：可以通过一些措施进行调节，例如，增加建筑结构截面的尺寸、不断提高混凝土强度的等级、减少钢筋直径或增大钢筋截面面积等；通过这些措施能够使裂缝宽度达到设计的要求。另外，如果梁的最大裂宽程度降低，抗裂程度就对应的提高，这种方法在防空的地下室结构中的设计应用较广，也可以用于对抗建筑裂度要求较高的混凝土结构。

5　结语

综上所述，随着钢筋混凝土材料的普及使用，房屋建筑结构设计难度有所增大，通过对现浇混凝土加以分析，主要裂缝有收缩裂缝、应力裂缝、温度裂缝等等，造成混凝土结构出现裂缝的原因也多种多样，主要原因体现在材料方面、设计方面。对此，在房屋结构设计中，应该合理选择施工材料，并结合工程设计要求确定混凝土配合比，加强建筑结构强度设计，严格控制构件厚度，加强配筋设计方面，同时还需要确保钢纤维混凝土应用符合相关要求，这样才能有效减少裂缝问题的发生几率。

［1］钟和平.通过建筑结构设计预控工程裂缝［J］.中国新技术新产品，2010（08）：149.

［2］钱元江.试论建筑结构设计中控制裂缝的措施［J］.中国城市经济，2011（26）：256.

［3］邓国梅，任宝丽.建筑结构设计预控工程裂缝探析［J］.广东科技，2013，22（10）：150～151.

余 佳（1982-），女，工程师，工程硕士，主要从事工程管理工作。

TU755

A

2095-2066（2016）19-0193-02

2016-6-20

徐航新（1983-），男，工程师，本科，主要从事结构设计工作。