混凝土結構設計與抗裂處理探析

摘 要：在使用混凝土為材料的建筑中普遍的具有裂縫的問題，并且很難能夠得到完全解決。這里面，因為混凝土在建筑中很多情況都會導致其出現裂縫，所以在設計人員在對混凝土的建筑施工進行設計的時候，要根據混凝土的結構以及不同的配比等元素提前展開預測，按照標準進行預測可能會出現裂縫的步驟。根據預測的結果，設計人員再條分縷析，按照出現的原因制定相關的解決方法。

關鍵詞：混凝土結構設計；抗裂處理；影響

引言

現在，隨著工程工作者對混凝土越來越深刻的研究以及探討，經過試驗表明，在混凝土建筑中裂縫是沒辦法阻止的。從試驗中得出，造成裂縫出現的主要因素是：原材料、設計方法、建筑工藝、建筑條件以及現場環境等。這里，設計的混凝土構造以及建筑是否合理會不會導致裂縫的產生，以及解決這種現象的重要步驟。

1 裂縫產生的成因分析

1.1 設計因素

①由于借用地質報告造成差錯，地基鉆探勘測不準，業余設計者錯誤設計。②圖紙采用梁平法，表達較簡單，施工單位若素質較差，則不理解。

1.2 環境影響

混凝土本身具備熱脹冷縮的特點，當混凝土內部進行水化熱時或者其周圍環境發生變化時，混凝土內部結構就會因為溫度的變化而發生變形。在建筑物中，構造的配件互相限制以及收到溫度的影響，會形成溫度應力，當混凝土的抗裂能力比這種溫度應力小的時候，就會因為溫度應力形成裂縫。例如混凝土大面積的裂縫。因溫度應力產生的裂縫特點：形成的裂縫寬度不一樣，但是成型后不會再有多大的變化，除非溫度發生變化，裂縫寬度也會發生變化。通常情況下裂縫或者在表面出現或者是比較深的狀態或者是貫穿走向，其中出現在表層的分布沒有規律可循；貫穿走向或者比較深的裂縫分布規律是和主筋接近于平行的狀態。一般情況下混凝土出現的裂縫寬度在標準范圍內都是正常的現象。但是如果混凝土產生的裂縫是以下狀態就應該認真的對待了：超出了標準寬度；形成的裂縫會影響穩定；會降低混凝土構筑物承載負荷的能力；耐用性變低。

2 地下室及樓板的混凝土結構的影響分析

在建筑地下室時，使用混凝土的范圍比較大，在建筑時就很容易會因為混凝土不濕潤而收縮出現裂縫。所以，在地下室中使用混凝土建筑時，設計人員在設計時就會在混凝土的配料中摻入纖維膨脹混凝土或者膨脹劑解決這個現象。摻入的纖維能夠避免裂縫的出現，對于能夠造成危害裂縫比較大的裂縫能夠開展細化處置。摻入的膨脹劑能夠預防混凝土出現收縮現象，在施工中經常使用這種方式。

對建筑的地下室開展策劃時，設計人員要提前對地下室的后澆范圍開展科學可行的計劃，近年來，即使已經有很多建筑物已經把地下室后澆帶的增加到了100-150米之間，但還是經過很多實踐表明，由于在建筑好地下室之后還要開展回填，所以周圍環境還是沒有太大的改變，這時就不用再考慮收縮問題了。

所以，現階段對地下室和樓板進行設計時，工程人員應該重點對其混凝土的澆筑，以及養護等問題給予高度的重視。

2.1 環境溫度影響

夏天的時候，溫度考慮范圍應該確定在室外39.9℃，室內26℃，其中的溫差要確定在13.9℃上。這時，樓板的混凝土強度要保持在2MPa上，特別是因為溫差的原因，應該確定其產生的拉應力為σ=0.84Mpa。其中，對于C25型號的混凝土，應該保證在E=2.8×104Mpa，而抗拉強度則要維持在1.75Mpa，也就是σT=0.79Mpa。

2.2 混凝土樓板切角的裂縫問題的分析

在對混凝土樓板進行安裝的時候，因為受到雙向剪力的影響，其切角處常常會出現裂縫。在此，筆者根據溫度的變化，以及干縮溫差產生的影響，進而對其樓板的收縮問題進行分析計算，其公式為：εt=3.24×10-4（M1·M2····M10）（1-e-0.01t）。其中，εt是溫差幅度變化的過程，而里面的t則以30天為基準。

3 結構設計時采用的抗裂措施

3.1 混凝土原材料的選擇

要減少混凝土非正常的裂縫。首先要從配置的原材料開始，原材料的種類選擇正確與否，直接關系到混凝土的開裂情況。因為混凝土本身具有的熱脹冷縮特點，如果配比材料中，水灰水泥量大、用水多、摻入的外加劑失水太多、粗骨料用量少、振搗方式不對、周邊溫度高、保濕養護沒做到位都會造成混凝土表面出現裂縫。從上世紀初期開始，為了減低水化熱帶來的溫度升高，已經往混凝土里面摻入火山灰，上世紀三十年代研究出了低水化熱的水泥。在混凝土攪拌中減少水泥量、粗骨料的顆粒加粗、熱遇到就會變冷的材料、減低澆筑高度以及冷卻管道等方法，都有效的降低了水化熱溫度，控制因為水化熱產生的裂縫現象。所以在選擇水泥的時候就要選擇水化熱比較低的型號、掌控水灰比、降低混合料中水泥和水的用量，摻入一些外加劑控制水泥水化熱現象，減少熱裂縫。

3.2 提高結構自身承載力

還有一種混凝土出現裂縫的原因是，在設計時，由于粱板的承受力比較小，即使是施重物在合理的要求內，還是會降低混凝土的承載力。所以，在對整個結構進行設計的時候，必須將混凝土存管好，否則會產生劣化，降低強度。只有這樣，就能夠保障建設后的結構體安全，耐用。

3.3 減小地基的不均勻沉降

因為建筑物地基的不均勻沉降而引起的結構裂縫的事例不多，位于采空區的建筑物易發生。此時需加強基礎的整體性，以減小地基不均勻沉降對結構的影響，比如獨立基礎時設置拉梁，而且在有些工程中開裂還非常嚴重。此時建議在拉梁兩端各設一道后澆帶，如果地質條件較好可設一道或不設。

3.4 地下室墻體裂縫的控制

3.4.1 針對裂縫，我們可以將抗裂作為設計的根本。施工時將暗粱設置在墻體的中部與底部，其中加上暗柱，能夠對其進行固定，也可以在其中加入墻體專用鋼筋，特別是同一平面構造筋應該加大使用率。

3.4.2 為了防止溫差變化太大，墻面與柱體的連接截斷面的大小必須縮小變化的程度，我們可以按照以下的方法，就能避免因收縮力而出現的裂縫。

3.4.3 為了避免在剛建筑好的墻體砼內會因為收縮產生裂縫，在建筑墻體時就布置一定數量的后澆帶，大概每隔15-25米布置一塊后澆帶，預留的寬度在8-10米，預留四十天到兩個月，一棟正在建筑的有27層高度的建筑物，建筑的地下室墻體差不多有兩年了，卻沒有裂縫的形成，就是因為在墻體中預留了后澆帶的原因，墻體的伸縮有一定的自由性，不會出現溫度應力。

3.4.4 外墻是平面樣式的特征，直線段不僅少而且比較短，基本上和墻體不是相連接的，外墻幾乎不受到墻體的外以及強制約。內部制約幾乎都是幫助其伸展的呈曲線狀態分布，這也是保護墻體沒有產生裂縫的主要原因之一。

3.4.5 進行砼配合比的試配試拌，采用水化熱低收縮性小早期強度高的硅酸鹽水泥作膠結料，粗骨料級配好，中粗砂含泥量小，摻早強緩凝型泵送劑，嚴格控制砼水灰比和攪拌時間，為墻體施工提供高質量的砼拌料。

4 結束語

綜上所述，在現在的建筑水平中，沒有辦法阻止裂縫的出現，而且一般情況下都會出現裂縫，還沒有能夠徹底解決的方法。致使混凝土出現裂縫的因素有很多類。最重要的因素之一就是對混凝土構造的設計和運用。

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