戶恒慶

（安徽華盛國際建筑設(shè)計工程咨詢有限公司　安徽　合肥　230000）

淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂縫控制

戶恒慶

（安徽華盛國際建筑設(shè)計工程咨詢有限公司安徽合肥230000）

隨著我國經(jīng)濟、技術(shù)的發(fā)展和城市化建設(shè)步伐的不斷加快，各大城市中建筑工程項目也越來越多，同時建筑結(jié)構(gòu)問題也隨之增加，結(jié)構(gòu)裂縫問題是建筑結(jié)構(gòu)比較普遍和突出的問題，結(jié)構(gòu)裂縫對于建筑工程的安全和正常使用有著重要的影響。為了減少建筑結(jié)構(gòu)中裂縫的產(chǎn)生，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時就應(yīng)采取有效的措施進行預防控制。本文首先對建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫產(chǎn)生的主要原因進行分析，然后提出建筑結(jié)構(gòu)裂縫控制的相關(guān)措施。

建筑工程；裂縫；結(jié)構(gòu)設(shè)計；控制措施

1　引言

2　建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫的主要成因

2.1原材料質(zhì)量引起的裂縫

混凝土的原材料主要有：粗骨料、細骨料、水泥沙、水。在建筑施工過程總?cè)绻笆械暮嗔砍^了規(guī)定的標準，會在一定程度上降低混凝土的強度和抗?jié)B性，最終導致混凝土硬化后產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫，由此可見，原材料質(zhì)量的選擇環(huán)境是減少或避免建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)嚴格進行混凝土原材料的篩選，這樣才能最大化的保證混凝土原材料符合質(zhì)量標準要求，進而提高建筑工程整體質(zhì)量水平。

2.2塑性變形引起的裂縫

在混凝土硬化前，由于混凝土的塑性變形造成混凝上裂縫的產(chǎn)生，這是因為混凝上在硬化前始終處于塑性狀態(tài)，而上部結(jié)構(gòu)的均勻沉降受到限制，導致整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。對于混凝土建筑結(jié)構(gòu)，如果混凝土的表面積增大或者混凝土中骨料粒徑過大，配置的鋼筋直徑過大都會使得混凝土水平方向的收縮比垂直方向的收縮困難，進而造成混凝土表面出現(xiàn)大量不規(guī)則的裂縫，此中裂縫之間的間距通常在0.3～1.0mm范圍內(nèi)，其表現(xiàn)出相互平行的形式，并且這些裂縫自身會延展到一定的深度。

2.3溫度應(yīng)力裂縫

溫度應(yīng)力裂縫產(chǎn)生主要原因是在混凝土澆筑后，聚積在混凝土內(nèi)部的水蒸氣難以在短時間內(nèi)散發(fā)出去，最終導致混凝土內(nèi)部溫度過高，然而混凝土的表面散熱比較快，進而在混凝土內(nèi)外形成了很大的溫差，在混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生一定的壓應(yīng)力，而在混凝土表面會產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。如果在混凝土的表面，存在著很大的溫度梯度，在混凝土表面便會產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，然而這個時候混凝土的齡期比較的段，混凝土的抗拉強度比較低，如果由于溫差使混凝土表面的拉應(yīng)力超過了混凝土此時的抗拉強度，在混凝土表面就會產(chǎn)生不同程度的溫度裂縫圖1為某工程混凝土板剛施工完不就，由于內(nèi)外溫差造成的裂縫。

圖1　混凝土的溫差裂縫

3　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫控制的對策

3.1合理設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸及選材

建筑材料差異、變形和自身的溫差在一定程度上都會造成建筑結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生，尤其是當建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸比較大時，結(jié)構(gòu)會隨著材料的變形和溫差的增大而產(chǎn)生隨之增大的應(yīng)力，在建筑結(jié)構(gòu)中墻體和樓板中很容易產(chǎn)生橫向裂縫。根據(jù)大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，結(jié)構(gòu)應(yīng)力和長度通常呈現(xiàn)非線性相關(guān)關(guān)系，因此，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中就應(yīng)合理的確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸，并在初步設(shè)計階段選擇最佳的結(jié)構(gòu)布置方案，使結(jié)構(gòu)在實際工作中能夠保持很好的整體性能，同時還用保證結(jié)構(gòu)剛度分配的合理性以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件傳力的明確性，在進行配筋計算的過程中，應(yīng)嚴格按照國家相關(guān)設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計，從而減少或避免結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。在設(shè)計中應(yīng)盡量選擇使用差異接近變形較小的材料，從而有效的抑制由于材料自身的變形而造成的結(jié)構(gòu)裂縫。

3.2現(xiàn)澆混凝土樓板的裂縫控制措施

對兩組患者均采用相同的治療措施，包括止血、禁食、吸氧、擴充血容量、病情監(jiān)測等。對照組患者采用常規(guī)健康教育，通過發(fā)放宣傳資料、播放視頻和口頭宣講等，針對上消化道出血的相關(guān)知識進行宣教。觀察組則在對照組的基礎(chǔ)上，應(yīng)用基于循證護理的健康教育方式，具體方法如下。

3.2.1保證混凝土結(jié)構(gòu)剛度

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中只有保證混凝土結(jié)構(gòu)剛度滿足規(guī)范標要求，才能夠防止混凝土結(jié)構(gòu)由于不均勻沉降而導致的應(yīng)力產(chǎn)生，從而有效增強建筑結(jié)構(gòu)的抗應(yīng)力性能。

3.2.2設(shè)置放射鋼筋

控制現(xiàn)澆混凝土樓板的裂縫一種有效的方法就是在建筑外墻角位置上設(shè)置放射鋼筋的如圖2所示，通常在建筑各外墻角處設(shè)置5根及以上的放射鋼筋，配筋范圍應(yīng)控制在樓板跨度的1/3左右，長度不小2m，且放射鋼筋的間距不得大于100mm。通過在板角設(shè)置放射鋼筋能夠有效的約束板角的應(yīng)力，放射鋼筋的應(yīng)力抵消導致混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的應(yīng)力，從而起到減少或避免混凝土板裂縫的產(chǎn)生。

圖2　抑制板角裂縫的放射筋

3.3溫度裂縫在設(shè)計中的對策

（1）布置構(gòu)件時應(yīng)盡量避免出現(xiàn)超長結(jié)構(gòu)，當超長構(gòu)件無法避免時，對于水平剛度比較的構(gòu)件（如剪力墻）應(yīng)分散布置，不應(yīng)布置在縱向兩端，以免產(chǎn)生過大的約束溫度變形，進而產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力；建筑結(jié)構(gòu)中主要受力構(gòu)件的主要收縮力向應(yīng)和建筑結(jié)構(gòu)的縱向平行。

（2）對于超長結(jié)構(gòu)在溫度變化和混凝土收縮作用下應(yīng)重點注意的部位：①頂層邊柱的柱頂?shù)奈灰坪蛷澗厥亲畲蟮模瑧?yīng)適當加強縱筋的配筋率。②縱向通長的梁中部，縱向附加應(yīng)力最大，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)當采取相應(yīng)措施，加強配筋，加強腰筋的配筋梁，并保證鋼筋的搭接構(gòu)造要求。③屋面板內(nèi)的鋼筋應(yīng)通長設(shè)置，板面鋼筋可拉通一半，在收縮最明顯的結(jié)構(gòu)部位，板面鋼筋宜全部拉通。

（3）后澆帶是當前我國在防止混凝土結(jié)構(gòu)裂縫中最常用的一種施工措施，設(shè)計構(gòu)造形式如圖3所示。后澆帶能大大的減少混凝土早期收縮，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)合理設(shè)置后澆帶的位置，通過后澆帶的布置使結(jié)構(gòu)劃分為多個沉降均勻的個體，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)從整體上進行把握，后澆帶間距不宜大于30m，后澆帶澆筑的時間宜大于60d；后澆帶應(yīng)該直通頂層，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計說明中因注明后澆帶的施工處理措施。

圖3　

3.4應(yīng)用鋼纖維混凝土控制結(jié)構(gòu)裂縫

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計當中控制混凝土裂縫的另一種有效措施是在鋼筋混凝土梁底部加入鋼纖維。這種措施，使得鋼筋混凝土梁中的鋼筋能夠充分起到抗裂的作用，并讓建筑結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求。以鋼筋鋼纖維混凝土梁為例，鋼筋混凝土梁中摻入鋼纖維率在1.0～1.5％左右時，鋼纖維混凝土層將就能達到0.3倍左右的截面高度，起到很好的控制混凝土裂縫的效果。

鋼纖維鋼筋混凝土構(gòu)件無論是在安全性還是在正常使用性能上比普通的鋼筋混凝土構(gòu)件有明顯改善。著主要是因為：鋼纖維依靠自身很強的粘結(jié)力給混凝土基體裂縫處的應(yīng)力場施加一個反向的應(yīng)力場，在一定程度上緩和了混凝土基體裂縫處的應(yīng)力集中，阻止了混凝土裂縫的進一步擴展，在荷載作用下使得混凝土裂縫開展滯后，推遲了混凝土構(gòu)件開裂的時間；跨越裂縫的鋼纖維仍然能夠傳遞應(yīng)力，而裂縫截面上的部分拉力由鋼纖維和未裂混凝土共同承擔，進而降低了混凝土構(gòu)件裂縫截面上的鋼筋應(yīng)力，有效的抑制混凝土構(gòu)件裂縫的開展，提高了裂縫之間混凝土的整體性和構(gòu)件的剛度；鋼纖維增強了混凝土和縱向鋼筋間的粘結(jié)錨固力，減低了鋼筋的粘結(jié)滑移梁，進而降低了鋼筋的平均應(yīng)變，并且顯著的提高了主裂縫間鋼纖維混凝土的平均拉應(yīng)變，并產(chǎn)生一些微細的裂縫，從而降低了主裂縫的寬度。

4　結(jié)語

在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，混凝土裂縫是非常普遍且難以控制的問題，是我國長期以來一直困擾設(shè)計人員和施工技術(shù)人員的技術(shù)難題。在大多數(shù)建筑工程中雖然裂縫是不可避免的，但可以通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工技術(shù)措施進行控制。在建筑工程設(shè)計的過程中針對綜合考慮影響裂縫產(chǎn)生的各種因素，并嚴格按照我國結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計，一定能把裂縫控制在最小的范圍內(nèi)。

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2015-4-10