建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中現(xiàn)澆混凝土裂縫的防治要點思考

向竹林

摘要：現(xiàn)代社會的飛速發(fā)展使得城市化進(jìn)程明顯加快，城市對于基礎(chǔ)設(shè)施和多種住宅的需求量有所提升，需要高度重視建筑工程的整體質(zhì)量問題。建筑工程現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)備受矚目，但與之相關(guān)的裂縫問題直接制約了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新及發(fā)展。本文重點概述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中現(xiàn)澆混凝土裂縫防治要點，通過闡述相關(guān)的裂縫問題，制定出針對性應(yīng)對方案，保證讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計成果更加顯著。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;現(xiàn)澆混凝土;裂縫;防治要點

現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)在國家建筑中扮演著重要的角色，被廣泛的運用至項目建設(shè)的環(huán)節(jié)，尤其是在城市化和工業(yè)化進(jìn)程日益加快的今天，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用頻率得以提升【1】。受到多種因素的影響，現(xiàn)澆混凝土易出現(xiàn)裂縫問題，因裂縫引發(fā)的糾紛問題困擾著各方主體，同時也傷害了各個主體的基本利益。需要采取合理的方式，讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)澆混凝土裂縫問題合理規(guī)避，在設(shè)計、施工和溫度等多個方面采取舉措。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中現(xiàn)澆混凝土裂縫的類型

（一）荷載裂縫

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的現(xiàn)澆混凝土裂縫中，荷載裂縫主要是由混凝土構(gòu)件受到外部荷載的直接影響，使得應(yīng)變高于自身極限應(yīng)變，產(chǎn)生了較為明顯的裂縫【2】。構(gòu)件的荷載裂縫控制可以劃分出三個等級：一級是嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件;二級是一般要求不出現(xiàn)裂縫的相應(yīng)構(gòu)件;三級是可出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。對于三級構(gòu)件來說，允許的裂縫也有著一定的寬度要求，同時還需體現(xiàn)出規(guī)律性。

（二）地基沉降裂縫

地基沉降造成的不平衡問題引起了現(xiàn)澆混凝土裂縫，一般表現(xiàn)為多屬貫通性裂縫。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，現(xiàn)澆混凝土的該類裂縫涵蓋著斜向裂縫、水平裂縫以及正八字裂縫等多種多樣的類型，通常集中在門和窗洞口附近的45°角方向。如果未能及時的采取控制方案，將會使得不均勻性進(jìn)一步加劇，最終導(dǎo)致不均勻沉降量的增大，裂縫也越來越多【3】。

（三）溫度裂縫

溫度裂縫的出現(xiàn)通常涵蓋著兩個原因：首先是混凝土長期暴露于室外，構(gòu)件極易受到晝夜溫差的影響，以至于內(nèi)部和外部的熱脹冷縮情況突出，導(dǎo)致混凝土表面的拉應(yīng)力出現(xiàn)，一旦超出混凝土實際的抗拉強(qiáng)度，則會出現(xiàn)該類裂縫;其次是澆筑大型混凝土結(jié)構(gòu)的過程中，凝固硬化的時候極易出現(xiàn)明顯的水化熱現(xiàn)象，考慮到混凝土本身的體積較大，水化熱易使其有所膨脹，熱脹冷縮的過程就會導(dǎo)致混凝土的拉應(yīng)力產(chǎn)生，以此出現(xiàn)了明顯的溫度裂縫。

（四）收縮裂縫

混凝土在凝固硬化的時候，極易產(chǎn)生這種收縮變形的情況，如果發(fā)生收縮變形時的幅度較大，則會產(chǎn)生收縮裂縫，加劇混凝土結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性。澆筑混凝土的過程中，還應(yīng)該考慮表面變化和內(nèi)部變化，如果二者間的差異明顯，則會在構(gòu)件表面出現(xiàn)大的拉應(yīng)力，一旦超出了特定的極限抗拉強(qiáng)度，表面的收縮裂縫隨之產(chǎn)生。收縮裂縫于板、墻等諸多構(gòu)件中表現(xiàn)為龜裂和斜裂縫等多種形式，在梁和柱等不同的構(gòu)件中，裂縫則是呈現(xiàn)中間大兩頭小的狀態(tài)。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中現(xiàn)澆混凝土裂縫的防治要點

通過對上述提及到的不同裂縫加以分析，明確了裂縫出現(xiàn)的主要原因是構(gòu)件在結(jié)構(gòu)體系中的應(yīng)變超出了極限應(yīng)變，由此影響到最終的結(jié)構(gòu)完整性?？刂坪鸵?guī)避裂縫的時候，需要采取適宜的方式：其一是借助于強(qiáng)化構(gòu)件配筋率和增大構(gòu)件截面尺寸等手段，使得構(gòu)件抗變形的能力進(jìn)一步強(qiáng)化，由此科學(xué)的減少裂縫的數(shù)量;其二是運用設(shè)置變形縫以及沉降縫等手段，將應(yīng)力適當(dāng)?shù)尼尫?，最終達(dá)到控制裂縫的目標(biāo)。

（一）結(jié)構(gòu)平面及立面適當(dāng)設(shè)計

建筑平立面進(jìn)行設(shè)計的過程中，需要結(jié)合相應(yīng)的規(guī)則加以分析，由此可以規(guī)避集中荷載較大所引起的裂縫。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）中的相關(guān)規(guī)定，針對于建筑體型加以分析：若是不規(guī)則的建筑，則需要采取對應(yīng)的強(qiáng)化舉措，還需做好不規(guī)則的細(xì)致研究及論證【4】。嚴(yán)重不符合規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)不予使用。建筑平面設(shè)計的過程中，如果出現(xiàn)了明顯的凹口，則應(yīng)該在結(jié)構(gòu)設(shè)計中針對于凹口位置采取必要的強(qiáng)化方案，比如適當(dāng)?shù)脑黾永汉吞岣甙伎谔幇宓暮穸鹊龋_保凹口結(jié)構(gòu)的整體剛度得到提升，減小因產(chǎn)生集中應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫的概率。平面設(shè)計的階段，也需要對于房屋的長度進(jìn)行分析，如果建筑本身較長的時候，則需要結(jié)合實際的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計好伸縮縫，根據(jù)相應(yīng)的要求完成混凝土澆筑任務(wù)。

（二）確定與實際相符的基礎(chǔ)形式

對于基礎(chǔ)形式進(jìn)行選擇的時候，應(yīng)該合理的規(guī)避地基不均勻沉降所致的裂縫。設(shè)計及勘察的階段，需仔細(xì)考慮地形結(jié)構(gòu)及當(dāng)?shù)赝临|(zhì)結(jié)構(gòu)，如果地基相對均勻且上部荷載變化并不明顯的結(jié)構(gòu)，則可以選擇經(jīng)濟(jì)性理想的獨立基礎(chǔ);反之地基壓縮性較大且呈現(xiàn)出不均勻的狀態(tài)，則可以選擇剛度大的基礎(chǔ)形式，由此可以適當(dāng)?shù)目s減結(jié)構(gòu)的相對沉降量，保證控制好裂縫的出現(xiàn)概率。上部荷載十分復(fù)雜，地基呈現(xiàn)出不均勻的狀態(tài)，可以適當(dāng)?shù)氖褂脴痘A(chǔ)，由此根據(jù)建筑物本身不同區(qū)域的情況，選擇設(shè)計不同樁徑、樁間距等多個指標(biāo)，由此使得沉降處于相對科學(xué)的范圍中。建筑物墻體中也可結(jié)合實際的需要設(shè)計出對應(yīng)的圈梁以及構(gòu)造柱，這樣能夠讓建筑本身的整體性得到強(qiáng)化，同時還能確?？箯潉偠冗M(jìn)一步提高，在某種程度上使得裂縫出現(xiàn)的概率降到最低，即便是出現(xiàn)了相應(yīng)的問題，也可控制其具體影響。

（三）將結(jié)構(gòu)截面的高度加以確定

梁、板等結(jié)構(gòu)截面的尺寸高度取值進(jìn)行詳細(xì)分析，這是對裂縫產(chǎn)生重要影響的因素。構(gòu)件截面尺寸的大小可以決定著構(gòu)件本身的剛度大小，如果剛度較大的時候，則應(yīng)該符合裂縫控制的實際需求，踐行經(jīng)濟(jì)、美觀和合理的原則。一般來說，需要按照下述原則對梁的高度取值：懸臂梁應(yīng)該是L/4-L/5，框架梁則是L/8-L/15，板為L/30-L/35且不應(yīng)該在100毫米以下【5】。

（四）完成對構(gòu)件的配筋設(shè)計

通過穩(wěn)步提升混凝土構(gòu)件的具體配筋率，應(yīng)該盡量的使用小直徑，也可著重分析小間距的鋼筋，這樣可以在一定程度上控制裂縫數(shù)量，還能促使著裂縫的寬度得到有效的縮減。如果是允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)該結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范加以分析，明確實際的要求，讓配筋率滿足最大裂縫寬度指標(biāo)。板構(gòu)件的選擇階段，如果是長期處于室外的板構(gòu)件，應(yīng)該注重雙層雙向鋼筋的合理運用，規(guī)避裂縫問題產(chǎn)生于無板負(fù)筋區(qū)域中。也可在屋面板陰陽角位置增設(shè)放射鋼筋，這樣可以適當(dāng)?shù)谋苊饬芽p，降低變形應(yīng)力集中區(qū)域的影響。板上開洞的時候，需結(jié)合洞口大小情況采取相關(guān)方案，規(guī)避洞邊集中應(yīng)力所產(chǎn)生的應(yīng)力。

結(jié)語

混凝土結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計通常涵蓋著承載力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)，一般在設(shè)計的過程中，應(yīng)該對承載力極限狀態(tài)進(jìn)行全方位的分析，通過科學(xué)的判斷，由此規(guī)避可能出現(xiàn)的現(xiàn)澆混凝土裂縫問題。

參考文獻(xiàn)

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