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摘要：本文主要从混凝土结构物裂缝产生的原因开展讨论如何从设计方面控制建筑混凝土结构物裂缝，旨在与同行探讨学习，共同进步。
关键词：设计 结构物 裂缝 原因 措施
一、裂缝产生原因：
混凝土结构物在施工过程中和使用过程中通常要承受外荷载和变形荷载的作用，通常把这两种荷载统称为广义荷载。其中静荷载、动荷载和其他荷载统称为第一类荷载，而变形荷载，则称为第二类荷载混凝土裂缝产生的主要原因有以下三种：
(1) 由动、静荷载引起的直接应力并导致裂缝的产生，也就是说是由结构的主要应力导致的混凝土楼板裂缝。
(2) 在外荷载作用下，由结构次应力引起的混凝土楼板裂缝，现阶段、很多建筑物的结构构件的计算模型和其实际工作状态仍然有很大的区别，例如工程中比较常见的薄膜理论假定，虽然在壳面误差并不明显，但是由于边界条件的限定，边缘区域误差很难估计，实际工程中，这些区域经常因为弯矩和切力超过极限而导致混凝土出现裂缝；那么弯矩和切力相对薄膜理论的直接应力来说，便被称之为次应力；再者如屋架按铰接节点计算，混凝土屋架节点有明显的弯矩和切力，它们往往是引起节点裂缝的主要原因，此处的弯矩和切力我们称为次应力，除此之外，还有些常规排除在外的外荷载应力，但实际工程中却引起裂缝。
(3) 由结构变形变化引起的混凝土楼板裂缝。由于地基不均匀沉降、温度变化、湿度变化等因素而引起的裂缝，由于结构变形导致混凝土楼板裂缝的产生，当变形得不到释放从而引起应力的产生，这种应力的大小与建筑物结构构件的刚度有直接关系，当应力超过其承载极限是便会导致裂缝的产生，当裂缝出现后结构变形得到释放或部分释放，同时建筑物的刚度下降，就又会导致应力松弛。对于一些结构构件，虽然其材料强度并不高，但是材料的韧性很好，虽然承载能力有限，但是也可以适应建筑物的变形要求，所以其抗裂性能较高。
二、结构设计导致的楼板裂缝产生的原因
对于一个住宅工程来说，实施的首要阶段是设计，如果在这一环节出现问题，即使在后续的材料准备阶段和施工阶段不出现问题，混凝土楼板也会出现，因此从这个角度来说，设计因素是导致混凝土楼板产生裂缝的内因。本文通过对实际工程的调研分析，从设计角度来讲，总体可以分为以下几点：
(1) 体型不规则
现阶段，由于相应的技术标准对住宅通风、日照、采光的要求，设计人员通常采用建筑平面不规则、平面凹凸布局、立面不规则等措施来达到标准的要求，因此，在设计阶段，如果只注重建筑物的功能要求而忽视了结构处理的问题。那么，在这些存在凹凸的部位，就会出现形状突变、收缩应力集中和温度应力，从而形成薄弱环节，如果在设计时稍有疏忽，由于温差变化及混凝土收缩就会导致楼板受产生较多的裂缝。
(2) 结构处理不当
混凝土楼板配筋不合理。实际工程中，有的混凝土楼板配筋不合理，为了降低成本，配筋率偏低，钢筋之间的距离偏大，楼面又会存在一些异形板块，对于拐角的应力集中和重分布缺少关注；对于一些跨度比较大的混凝土楼板，很少采用双向双层配筋，导致混凝土楼板跨中只有一层钢筋，从而导致贯穿性的垂直裂缝在混凝土楼板的无负筋区域出现，如图1
通常情况下，在进行正常使用极限状态进行验算时，如果只考虑结构几何尺寸、结构荷载和边界条件等主要因素，而忽视了施工人员素质不佳、施工工艺不规范等人为因素导致混凝土楼板裂缝产生的情况。
设备设计和结构设计配合不良：房屋建筑设计人员在进行房屋结构设计时，关于楼板的厚度，如果只是按照设计规范要求，双向板厚度大于等于L/40、单向板厚度大于等于L/35
的要求来取值；关于设备的管线布置，如果只是按照设备要求进行布置的话，如果混凝土楼板中又预埋有大量的PVC管线时，由于管线的交叉布置就会导致楼板的有效厚度被削弱，特别是只有一层钢筋的混凝土楼板中部，经常出现顺着PVC管线走向的裂缝。
(3)设备设计和结构设计配合不良：房屋建筑设计人员在进行房屋结构设计时，关于楼板的厚度，如果只是按照设计规范要求，双向板厚度大于等于L/40、单向板厚度大于等于
L/35的要求来取值；关于设备的管线布置，如果只是按照设备要求进行布置的话，如果混凝土楼板中又预埋有大量的PVC管线时，由于管线的交叉布置就会导致楼板的有效厚度被削弱，特别是只有一层钢筋的混凝土楼板中部，经常出现顺着PVC管线走向的裂缝，如图2：
(4) 材料的取用不当：随着商混的出现，高强混凝土应用越来越广泛。通过研究发现，水胶比和混凝土中的水泥浆量是导致混凝土收缩的最关键的两个因素，而混凝土强度主要取决于水泥的强度等级和水泥浆量。据有关研究资料显示，当混凝土中水泥浆量从25%增加到
35%时，而其他条件不变的情况下，混凝土的体积收缩量将增大50%以上，因此，在设计过程中，如果仅仅是提高混凝土强度等级，但是如果没有相应的构造措施来提高混凝土楼板抗裂能力的话，肯定会增加混凝土楼板开裂的可能性。
(5) 温度应力对屋面板作用被忽视：一方面当外界环境的温度突变时，由于温度的传递需要时间，所以混凝土楼板中心和表面会存在温度差，并导致混凝土楼板中产生温度应力和应变，另一方面，混凝土楼板存在抵抗变形能力的内外部约束，和外界环境温度的共同作用下，相互促进并导致混凝土楼板内部应力不断发展，当楼板内外温差达到一定程度时，混凝土表面会产生很大的拉应力，当应力超过混凝土的极限抗拉强度，混凝土的表面裂缝就会出现。
三、设计方面的相关预防控制措施
（一）从建筑体型角度的控制措施
(1) 对于平面比较规则的建筑物，大跨度板相邻的小跨板、建筑物四角区域、住宅厕所斗周边的小跨板是建筑物相对薄弱部位。因此，在进行结构设计时，在这些相对薄弱的环节设置双层双向通长钢筋，受力钢筋的配筋率就会大大提高，与此同时，增加构造筋配筋率，关键部位增设不少于2φ 12梁腰筋。
(2) 对于平面不规则的建筑物。建筑物平面凹凸变化处、两规则的平单元连接处、平面转角处、横截面较小的连廊处、建筑物四角区域、环形建筑的平面刚度较弱处、住宅厕所沉降斗周边的小跨板、大跨度板相邻的小跨板是建筑物相对薄弱的部位。因此在进行结构设计时，如果想尽可能消除不利影响，可以在相应的薄弱环节设置永久性变形缝，设置后浇带以消化变形，提高受力钢筋配筋率设置双层双向通长钢筋，与此同时，增加构造筋配筋率，构造配筋率应高于规范规定的最低配筋率，关键部位增设不少于2φ 12梁腰筋。
(3) 对于表面规则，里面不规则的建筑物。多塔楼连接之间的裙楼楼板、立面凹凸变化楼板是其相对薄弱部位。提高受力钢筋配筋率设置双层双向通长钢筋，与此同时，增加构造筋配筋率，构造配筋率应高于规范规定的最低配筋率，关键部位增设不少于不少于2φ 12梁腰筋。
（二）从结构类型角度考虑控制措施
(1) 框-剪结构建筑物：这种结构的建筑物其相对薄弱部位一般出现在剪力墙周边的梁板构件，特别是剪力墙之间的连梁、小跨度板、两栋主楼之间的裙楼梁板、较大截面的柱周边的小跨度板。拟采取的相关措施：相关薄弱板块需增设双层双向通长钢筋，梁构件增设腰筋，在主楼之间的裙楼板中应增设不低于10 的双层双向通长钢筋。
(2) 框架结构的平面中各部位刚度相对均匀，变形释放能力较好，混凝土收缩和温度差异所产生的局部拉应力相对较小，结构抗裂措施可相对放宽一些。
(1) 相对薄弱环节：楼层洞口周边梁板，较大的凹入部位的梁板，地下室顶板洞口周边梁。
(2) 拟采用的相关措施：相关薄弱板块需增设双层双向通长钢筋，梁构件增设腰筋。重点考虑地下室顶板洞口，尤其关于洞口边梁，增设架立筋和腰筋，其直径应不小于18 mm，钢筋数量不少于 2 根，构造筋间距不能超过 200 mm。另外加 810@200 设置在四角楼板的板角，钢筋搭接长度不小于 1 600 mm。
（三）从建筑长度方面出发的控制措施
(1)对于多塔楼裙楼板建筑：如果建筑物长度超过70 m，可以沿建筑物长度方向设置双层通长钢筋，钢筋直径和钢筋间距通长采用不小于 8@200或者10@300；如果建筑物长度超过90 m时，除双层通常钢筋外，沿着长向还需增设不小于2φ12梁腰筋。
(2) 对于框架结构建筑：如果建筑物主体长度超过90 m，可以沿建筑物长度方向设置双层通长钢筋，钢筋直径和钢筋间距通长采用不小于8@200或者10@300，如果建筑物长度超过100 m时，除双层通常钢筋外，沿着长向还需增设不小于2φ14梁腰筋。
(3) 对于框架-剪力墙结构的建筑物：当建筑物主体长度超过80 m时，可以沿建筑物长度方向设置双层通长钢筋，钢筋直径和钢筋间距通长采用不小于8@200或者10@300。
参考文献：
[1]罗先兵．现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因及防治措施[J]．西部探矿工程，2006，18(1)：217-218．
[2]郑宏宇，苏益声，邓志恒．混合结构房屋现浇楼板裂缝的有限元数值分析[J]．工程力学，2007，24(2)：120-125．
[3]滕延民，任建峰，王永祥．现浇钢筋混凝土楼板裂缝的成因及防治[J]．青岛理工大学学报，2006，27(6)：85-88．
论文作者:周丽娜
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/11
标签：楼板论文; 混凝土论文; 裂缝论文; 钢筋论文; 应力论文; 建筑物论文; 荷载论文; 《基层建设》2016年30期论文;