（四川省建筑设计研究院，四川省 成都市 610000）
摘要：建筑行业的进步发展使得先进的施工技术得到了运用，对于混凝土裂缝的处理也更为经济适用。现浇钢筋混凝土结构是建筑施工中多见的结构形式，在建筑工程中遇到的混凝土裂缝问题也比较多见，因此，为了让工程设计人员的工作更为顺利，本文重点分析了现浇混凝土裂缝的控制方法。
关键词：建筑结构设计；现浇混凝土；裂缝；控制措施
1现浇混凝土结构设计概述
1.1混凝土结构概念设计
在裂缝控制中，混凝土结构的概念设计有着重大影响。概念设计可以帮助快速确定设计方法，并充分利用各个基础构件与整体结构体系的关系，快速思考和选择总体结构。因为基础构件的力学特性对整体建筑结构有重大影响，可以通过概念设计的创新来得到稳定性和抗裂性都很好的总体结构方案。
1.2设计概念
1.2.1结构电算法的设计概念
计算机在现在的结构分析中已经不可或缺，计算结果和数据检查都需要电算，但是应用分析和程序选择还需要人力进行重要判断。应用分析是指判断结构内力和变形的计算是否正确。程序选择是指对程序的原理和运用范围进行判断，比较是否符合工程设计要求。
1.2.2结构计算方法
结构计算的方法是通过建立模型，然后依据计算程序简化模型，使模型适应其实际的使用环境。结构的荷载布置和刚度以及连接特性都是模型必须包含的。简化模型的最终实际特性要一致于软件模拟的模型。
1.2.3楼面水平强度和整体性
结构计算的各榀抗侧力结构分配主要包含三个方面：刚度单向协同、刚度双向协同和受荷面积。结构楼面的总体刚度决定了计算方法的选择。同时，楼面刚度需要依据楼面配筋和厚度等情况进行判断。
2.现浇混凝土裂缝原因
2.1建筑设计方面原因
2.1.1斜屋面、露台、外墙节能保温措施不够
由于夏天室外墙体温度高于室内温度，结构外墙面在高温下发生受热膨胀，如果未采取保温措施，在纵横两外墙面的变形对楼板产生牵拉作用下，东西单元的卧室楼板被外墙向外拉伸就容易引起裂缝。同样，屋面如果未设保温层，顶层楼板会因热胀冷缩而引起开裂。
2.1.2住宅长度超长
住宅平面超长，由于温差和材料变形，会造成墙体和楼板横向开裂。仅就长度而言，结构长度与应力呈非线性关系，如结构长度小于规范要求，结构内力影响很小。
2.1.3平面形状
当住宅卧室沿长度、宽度方向尺寸变化，由于楼板刚度不一致，会产生不相同变形，引起薄弱部位开裂。
2.2结构设计方面原因
2.2.1结构的设计原则是，整个建筑结构的功能必须满足两种状态的要求:承载力极限状态，以保证结构不产生破坏，不失去平衡，不产生破坏时过大变形，不失去稳定；正常使用极限状态，以确保结构不产生超过正常使用状态的变形、裂缝及耐久性、振动及其它影响使用的极限状态。目前人们对第一极限状态已给予足够重视并严格执行，而对第二种极限状态却经常被忽视。
2.2.2从钢筋混凝土现浇楼板各种受力体系分析，受力状态考虑都是局限于楼板平面的应力变化（按弯矩配置抵抗正、负弯矩的受力钢筋）、板平面的受剪变形。即使是考虑板端嵌固端节点产生弯矩，也只是考虑板平面弯曲或屈曲所产生的应力。在楼板受力体系分析时，对于现浇结构构件之间在三维空间中如何分配内力、协调变形，根本没有考虑。
2.2.3结构设计对板内布线引起裂缝的构造考虑不够。住宅电器、电信快速发展的今日，现浇楼板内暗敷PVC电线管越来越多，甚至有些部位三根交错叠放，两根管交错叠放更为普遍。PVC管错叠处板的抗弯高度大大降低，从而减弱了板的抗弯性能。
2.2.4对开口楼板，特别是开洞口比较大的双向板，设计时往往只考虑楼板在竖向荷载作用下的洞口四周加强配筋。由于纵向的受力钢筋被切断，而忽视了板与墙体或板与梁的变形协调问题。这时如墙或梁的刚度较大，板的孔边凹角处未必出现应力集中现象，开洞板易发生翘曲。
3.现浇混凝土结构裂缝控制分析
3.1平面布置：
设计建筑平面时要保持规则状态，防止平面出现异常变化。当平面出现凹口时，要对凹口边缘添设拉梁，凹口周边楼板要增大厚度且添设配筋。对房屋长度的控制要严格按照标准进行，当长度超出标准范围较小时，可对中部设置收缩后浇带。后浇带之间的距离在30m，位置在梁和楼板的1/3跨处，宽度在900mm左右。彻底分开后浇带应将梁、墙和板，钢筋之间要保持良好的搭配。在房屋长度超出标准范围较大时，要添加变形缝。若建筑物群房和主楼之间的高差值较大，需要对中间部位设置沉降缝或后浇带，以此缩小由基础沉降造成的裂缝。
针对外露的相关构件，在水平长度大于12m后要添加伸缩缝，间距需小于12m，如：挂板、栏板、檐口、雨棚等。若房屋长度超过40m时，则需在楼板中部添加后浇带，以此降低混凝土收缩应力及温度影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而砖混结构需把单元分户墙下的楼板断开浇筑。钢筋切断，圈梁不断开，配筋构造。构件厚度：设计时要把握好钢筋锚固和耐久性等方面的内容，严格限制现浇构件的最小厚度，而现浇板板厚最好控制在≥L/30～L/35（L为板的计算跨度），通常对于民用建筑不要控制在100mm以上。从当前的施工作业状况看，板厚较薄时则会造成收缩裂缝，这就需要施工人员根据具体的构建状况进行处理，保证各类建筑指标在有效范围内。
3.2厚度设计
钢筋的耐久性和锚固也是设计的过程中需要给与很好地把握的内容，对应于现浇构件的厚度的最小值，需要给与严格的限制，最好控制在L/30―L/35之上，所谓L，其指的是板的计算跨度，对于民用建筑而言，通常需要控制在100mm及其以下。观察目前多数的施工作业，可以发现如果通常不要控制在以上。从当前的状况看，如果板厚较薄，收缩裂缝就会产生，所以，施工人员需要根据构建的具体情况，给予处理，从而实现建筑指标处于有效的范围之内。
3.3选用合适强度的混凝土强度等级
水泥总量随着混凝土的强度级别的升高而增加，水灰比也相应的增大，裂缝出现的可能性也越大。由于现浇板的平面一般来说比较大，其所用的混凝土强度级别最好小于C30。同时楼板和现浇板的混凝土所选等级应该相同。而当板和梁的混凝土级别小于墙和柱时，结构核心部位所用混凝土级别应该与墙和柱一致。
3.4配置钢筋设计
根据实际需要，合理增加构件的配筋率可以有效减小裂缝宽度。在相关工程规范中，钢筋间距和配置钢筋比率在不同构建中都得到了明确规定，主张采用钢筋间距较小原则。在实际建筑工程中，应该严格按照相关工程规范来设置钢筋间距和配置钢筋。
在建筑结构的楼面板应该选用双向双层来配置钢筋，特别在一些没有钢筋连接的部位要配置钢筋来将楼板支起，一般是采用双向钢筋网来配置钢筋。
3.5布置洞口和管线
如果管线被预置入楼板中，钢丝网片就应该布置在管线的上面，预埋板中的管线直径需要小于等于整个板厚的二分之一，但是应该不能超过50mm，楼板上下边缘与管壁之间的净距离应该大于等于25mm，如果预埋于板中的管线有交叉存在的情形，线盒就需要采用，管线是不能够进行交叉重叠的放置的。对楼板进行开洞的时候，必须要加强洞口周边必要的和必需的加强措施，如果洞口尺寸在300mm以内，板内钢筋不得进行切断操作，而应该从洞口绕过;如果洞口尺寸大于1000mm，边梁就应增设在洞口边。
如果剪力墙洞口尺寸小于等于800mm，为避免小洞口发生角裂现象，能够和需要采取的措施就应该为沿洞口周边补强纵向钢筋和水平筋，构造配筋，加设斜筋;如果剪力墙的洞口尺寸大于800mm，在洞口两侧，进行边缘构件的配置，纵向钢筋也,{配置于洞口的上下边缘。如果要预留孔洞在梁腰上，位置应尽可能选择在拉力和较小的剪力部位，梁高中部的1/3内，梁跨2/3范围内，增设洞口周边斜筋和箍筋。
3.6合理控制温度和湿度
温度裂缝是混凝土裂缝之一。温度裂缝比较常见，常发生在经历温度骤变的大体积建筑上。大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构最容易出现温度裂缝。混凝土在硬化的过程中，水泥水化必然会产生大量的水化热。据数据显示当水泥用量在350-550kg/m3，每立方米混凝土释放出17500-27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度高达70℃左右，甚至更高。混凝士的体积比较庞大，大量的水化热聚积在混凝土内部得不到及时散发，从而导致混凝土内部温度急剧上升。但是混凝土表面散热明显要比混凝土内部散热快，因此形成强烈的内外温差。混凝土内部与外部热胀冷缩的程度由于温度的不同而不同。由于膨胀成都的差异混凝土表面会产生一定的拉应力。混凝土承受的拉伸强度有限。一旦拉应力超过混凝土的抗拉强度极限，混凝士表面就会产生裂缝。温度裂缝多发生在混凝土施工中期和后期。新浇注的混凝土构件暴露于空气中，由于混凝土在凝结之前，表面失水较快会产生收缩。这样的收缩会产生塑形收缩裂缝。一般在千热或大风天气塑形收缩裂缝比较容易出现，塑性收缩多为中间宽、两端细且长短不一，互相不连贯，较短的裂缝一般长达20～30cm，有的裂缝可长达2～3m，宽达1～5mm。
混凝土急剧降温受多种因素的影响。比如受到寒潮的袭击，会导致混凝土表面温度急剧下降。混凝土产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，而这种裂缝一般只在混凝土表面较浅的范围产生。温度裂缝的走向一般没有一定规律，大面积的结构裂缝一般交错纵横。梁板类的长度尺寸较大的结构，裂缝多与短边平行，深入和贯穿性的温度裂缝通常和短边的方向平行或者接近于平行。裂缝会沿着长边分段出现，中间部分比较密集。裂缝的宽度大小不一致。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝一般是中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化则不太明显，这种裂缝的出现会引起混凝土的碳化和钢筋的锈蚀，从而降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
混凝土结构成型后，需要覆盖保湿。如果没有及时覆盖，表面水分散失快，体积会收缩比较大，而混凝土内部湿度变化小，收缩也比较小，因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面的收缩。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错，梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边。深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。这种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
结语
综上所述，总而言之，在现浇混凝土建筑结构的设计中，需要充分考虑次应力效应和荷载效应，要灵活的利用“抗”和“放”原则，充分考虑建筑物的空间和平面结构，才能有效减少混凝土结构裂缝的出现。另外通过对结构设计的措施，不断创新和工程材料的探索，积极采用各种结构方案来控制裂缝以使其满足规范要求。
参考文献
[1]王铁梦.浅析工程结构裂缝控制[J].国学咨询，2014（4）
[2]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，2015（7）
论文作者:胡芝茂
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年3月下
论文发表时间:2018/9/11
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 楼板论文; 钢筋论文; 结构论文; 洞口论文; 温度论文; 《新材料.新装饰》2018年3月下论文;