摘要：众所周知，裂缝问题在混凝土结构中是一项广泛存在，且解决起来非常困难的工程问题。裂缝的存在不仅影响建筑外观，同时存在安全隐患；因此探讨从结构设计的角度来预防混凝土结构的开裂是很有必要的。本文主要分析了混凝土结构中裂缝的成因以及从结构设计的角度分析了可采取的抗裂措施和注意事项。提出了一些对于常见裂缝产生部位，设计时可采取的相应措施和处理方法。
关键字： 结构设计 抗裂处理 影响分析
引言
当前，随着技术人员对混凝土强度等问题不断地展开研究分析与实践，试验说明裂缝问题是工程中所无法避免的。而试验中证实，导致裂缝问题出现的原因主要包括、原材料、方案设计、工程人员技术，以及施工条件还有施工环境等。其中，结构设计的合理与否，以及施工的合理与否是造成裂缝出现，以及处理该问题的重点环节。
1.裂缝产生的成因分析
1.1设计因素。①由于借用地质报告造成差错，地基钻探勘测不准，业余设计者错误设计。②图纸采用梁平法，表达较简单，施工单位若素质较差，则不理解。
如某小区在客厅的楼板上有一条与整个房屋长向的垂直裂缝且贯穿。原以为是温度收缩裂缝，经仔细分析。由于下面是地下车库的一道墙，主体下沉与楼板收紧，产生应力而造成裂缝。
1.2环境因素。混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化，或水泥水化热使混凝土温度发生变化时，钢筋混凝土结构就产生温度变形。而建筑物中的结构构件在温度变形和约束的共同作用下，产生温度应力，当这种应力超过混凝土的抗裂强度时，就产生温度裂缝。如:自防水屋面板上的裂缝;大体积混凝土的裂缝。温度裂缝的特征:裂缝的宽度大小不一，但每一条裂缝宽度变化不大，裂缝宽度随着温度变化而变化。一般会出现表面的、较深的或贯穿性裂缝。其中表层裂缝的方向一般无规律性;较深的或贯穿裂缝走向，往往与主筋方向平行或接近平行。普通钢筋混凝土的裂缝不一定都是质量问题，只要裂缝宽度符合规范规定，都属正常情况。但对宽度超过规范规定，或降低构件的承载能力，或有失稳破坏可能，或影响耐久性等方面的裂缝等都应认真分析，慎重处理。
2.地下室及楼板的混凝土结构的影响分析
在对地下室的超长混凝土结构进行设计及施工的时候，这期间很容易出现干缩裂缝的问题。因此，在对其进行设计时，工程人员常常会采用相关的膨胀剂或者是纤维膨胀混凝土来给予处理。其中，纤维能够有效地对塑性裂缝进行预防，对一些害处较大的裂缝进行细化处理。而膨胀剂则能够起到防干缩的效果，这在许多工程中经常出现。比如在浙江大学的紫金港地下室中，在其建工之时，工程人员利用10%TEA的膨胀剂和0.9kgPP纤维/m?，这种情况下很难出现裂缝。
在对地下室进行设计时，工程人员首先要对其后浇带进行合理规划，现阶段，虽然许多工程已将地下室的后浇带放宽到一百米到一百五十米之内，但是众多的例子表明，因为地下室竣工后会进行回填，因此其环境的变化不明显，这种情况下边不用再对收缩问题给予考虑。
所以，现阶段对地下室和楼板进行设计时，工程人员应该重点对其混凝土的浇筑，以及养护等问题给予高度的重视。
2.1环境温度影响
夏天的时候，温度考虑范围应该确定在室外39.9℃，室内26℃，其中的温差要确定在13.9℃上。这时，楼板的混凝土强度要保持在2MPa上，特别是因为温差的原因，应该确定其产生的拉应力为σ=0.84Mpa。其中，对于C25型号的混凝土，应该保证在E=2.8×104Mpa，而抗拉强度则要维持在1.75Mpa，也就是σT=0.79Mpa.
2.2混凝土楼板切角的裂缝问题的分析
在对混凝土楼板进行安装的时候，因为受到双向剪力的影响，其切角处常常会出现裂缝。在此，笔者根据温度的变化，以及干缩温差产生的影响，进而对其楼板的收缩问题进行分析计算，其公式为、εt=3.24×10-4（M1•M2••••M10）（1-e-0.01t）。其中，εt是温差幅度变化的过程，而里面的t则以30天为基准。
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3.结构设计时采用的抗裂措施
3.1混凝土原材料的选择。
要控制混凝土的开裂，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。由于混凝土自身的特性，水灰比过大，水泥用量大，外掺剂保水性差，粗骨料少，用水量大，振捣不良，环境气温高，表面失水大(养护不良及吸水砖模)等都能导致蝮性收缩表面开裂。自20世纪初起，为了减小水化放热产生的影响，开始采用掺火山灰的办法，30年代又开发出低热水泥。利用加大粗骨料粒径、非常低的水泥用量、预冷拌合物原材料、限制浇筑层高和管道冷却等措施，进一步获得了降低水化温峰、抑制热裂缝的效果。因此从选择水化热低的水泥，控制水灰比，减少水泥用量和用水量，添加适当的外加剂等措施以控制混凝土的开裂。例如，超长的地下室结构外墙应选用补偿收缩混凝土，即在混凝土中掺入UEA，HEA等微膨胀剂，以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值不小于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。普通硅酸盐水泥外掺粉煤灰可有效控制早期和长期收缩开裂。
3.2提高结构自身承载力。
在结构设计过程中，有时虽然梁板的承载力和挠度均在规范允许之内，但相对承载力较小，由于承载力的降低会引起混凝土的开裂。因此，混凝土结构设计时，要考虑到混凝土的劣化，混凝土强度必须有一定安全储备，才能保证结构有足够的安全性和耐久性。
3.3减小地基的不均匀沉降。
因为建筑物地基的不均匀沉降而引起的结构裂缝的事例不多，位于采空区的建筑物易发生。此时需加强基础的整体性，以减小地基不均匀沉降对结构的影响，比如独立基础时设置拉梁，而且在有些工程中开裂还非常严重。此时建议在拉梁两端各设一道后浇带，如果地质条件较好可设一道或不设。
3.4地下室墙体裂缝的控制。
3.4.1采取“抗裂”的设计原则，控制裂缝发生。在墙板顶部和腰部设两道暗梁，并适当增设暗柱，以起到“模箍作用”；适当增加墙板钢筋，尤其是水平构造筋的配筋率应适量提高。
3.4.2墙体与大柱连接处截面尺寸应缓慢变化，以避免温差梯度的突变，建议采用下面类似做法，以防止收缩应力变化产生裂缝。
3.4.3为了防止墙体早期砼出现收缩裂缝，在墙体中设置适当数量的后浇带，后浇带设置间距15～25m，留置宽度800-1000mm，保留时间为40～60天，在建施工的一幢27层高层建筑，地下室墙板施工已近两年，未出现裂缝。墙板留置后浇带就是减少约束，释放温度收缩应力，给墙体有一定的伸缩自由。
3.4.4平面形状特征为外墙直线段少，直线段长度短，且构造柱基本上与墙体分开，墙体外约束及强约束基本上没有，内部约束大都为有利伸展的曲线分布，这也是墙体未出现裂缝的重要因素之一。
3.4.5进行砼配合比的试配试拌，采用水化热低收缩性小早期强度高的硅酸盐水泥作胶结料，粗骨料级配好，中粗砂含泥量小，掺早强缓凝型泵送剂，严格控制砼水灰比和搅拌时间，为墙体施工提供高质量的砼拌料。
4.结束语
总而言之，在现阶段的混凝土工程当中，裂缝问题是不可避免且普遍存在，而且是很难解决的实际问题。而导致裂缝问题发生的原因分为许多种，其中较为重要的一点则是结构设计，不妥的结构设计会直接导致裂缝的形成。因此，从裂缝产生的原因和对常见裂缝产生部位进行分析，优化结构方案，能够减少裂缝的形成或尽可能将其控制在允许范围之内，从而使建筑物能够满足安全、适用和耐久性。
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论文作者:周珍
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/12
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