基于房屋建筑結構設計的現澆混凝土裂縫控制的探析

黃徽岳

摘 要：為了深入探討房屋建筑結構設計的現澆混凝土裂縫控制，文中從以下角度進行了現澆混凝土建筑結構設計中裂縫控制措施分析：混凝土結構的概念設計、結構計算方法、樓面整體性及其水平剛度現在結構計算等方面，進而給出了房屋構造設計中的裂縫控制的具體措施。

關鍵詞：房屋建筑；結構設計；現澆混凝土；裂縫控制

1 現澆混凝土建筑結構設計中裂縫控制措施

在實施方案制定和施工圖設計階段時，相關人員需要考慮到裂縫的問題，應根據建筑結構的具體情況采取相應能控制裂縫的措施。要以抵抗為原則，從結構的各個方面著手抵抗各種荷載作用，一定要避免荷載裂縫超出相應規范中規定的范圍，另外，建筑結構的抗裂性和變形性以及規范中對承載力的要求都要達到。處理因構件變形而出現的裂縫可以結合抗放原理。抗可以適當加強構件一些部位的配筋，加強配筋就意味著混凝土的彈性拉伸變強，可以一定程度上改善混凝土的塑性和變形等問題。混凝土本身具有收縮變形的屬性，上面也提到加強配筋可以使混凝土的抗裂性有所提高，但是拉伸裂縫數量也會因配筋的加強而變多，若變形到一定程度時，一味的加強配筋只會使裂縫可能超出規范規定的限定范圍，反而會產生反作用。若使用抗原理來控制裂縫作用不大或者成本較高時，則可使用放的原理，根據現有的規范中的規定，可適當的留有伸縮縫和沉降縫。抗放結合主要針對結構變形影響比較大的情況，施工階段設后澆帶，當變形基本完成后，再澆筑后澆帶，將這些結構整合在一起，改善還在施工中的收縮和變形情況，具體操作如下：

1.1 混凝土結構的概念設計

要控制混凝土建筑結構設計中裂縫，概念設計起著決定性的作用，概念設計可體現設計人員的設計思路，各個構件和整體結構存在著密切的聯系，可以利用這種關系快速有效的比較和選擇整個結構體系。用整體概念來構思整個結構體系是結構工程師的主要工作，另外，基本構件具有力學屬性，在總體結構中也充分體現了它的作用，憑借概念設計和創新可以制定出一個經濟有效的整體結構方案。

1.2 設計概念

1.2.1 結構電算中的設計概念。可以看到目前建筑工程中對結構的分析都是通過計算機來實現的，結構電算中，數據檢查、判斷計算結果、程序選擇以及應用分析等對人的判斷力有一定的要求。程序選擇就是對程序進行判別，看它的計算原理和適用范圍與實際設計情況是否符合。而應用分析是對結構的具體情況的判別，例如變形、配筋和周期等方面的計算正確與否，有無按照相關規范進行。設計概念正確與否都關乎著以上的判斷。程序選擇的常用方法包含以下幾方面內容：其一，遵照各榀的抗側力結構受荷面積進行分配；其二，遵照各榀的抗側力結構剛性強度單向協同工實施分配；其三，依據全部抗側力的結構剛性強度雙向協同進行分配；其四，遵照三維桿件對空間進行分析。

1.2.2 結構計算方法。要簡化結構計算模型，簡化程度取決于計算程序，應根據實際受力情況來簡化計算模型，如結構構件的剛度、約束、連接和荷載等特性，真實的簡化模型應符合假設的力學模型。例如：在假定架構的彈性精力時，需要在縱向荷載及風荷載的作用下，假定建筑物處于正常情況下的彈性；如果在遇到地震情況時，抗震設計需要滿足構件與結構的彈性需求，所以，對于高層澆筑來講，其位移計結構內容通常遵照彈性的方法進行計算，并不考慮結構彈性情況下導致的內力分布。

1.2.3 樓面整體性及其水平剛度現在結構計算。分配側向荷載主要兩方面考慮：各榀抗側力結構和所有抗側力結構。具體用什么方法對樓面結構進行計算，要看樓面的整體剛度，柔性樓面應根據各榀抗側力結構的受荷載面積計算，半剛性樓面應根據各榀抗側力結構的剛度單向協同工作計算，剛性樓面則應根據所有抗側力結構的剛度雙向協同工作計算。水平力傳遞的主要構件是樓板，程序計算中一定要根據實際情況來選擇簡化模型，設計人員要根據樓面結構構件的具體情況對樓面剛度大小進行判定。單向及雙向空間的協同工作都是建立在假定樓面本身的平面剛性強度無限大，而不需要考慮平面以外的剛性強度，認為樓面處在平面中不會出現剪切形變與彎矩形變，僅做剛性運動，那么，全部的抗側力結構處于每層樓面的三個自由度，也就是橫縱水平位移計扭轉角。從而降低了所需掌握的未知數，簡化了計算。

1.2.4 其它。在進行結構電算時，還要看實際情況折減計算的自振周期，要通過正確的設計概念去考慮到變形影響因素、梁端彎矩幅度變化、構件計算長度等問題，在設計計算結構時不能只一味的套用程序，或者根本就不做分析，不然會造成很嚴重和不可挽救的后果，因此，設計人員必須很嚴肅認真的對待。

2 房屋構造設計中的裂縫控制的具體措施

一直以來，房屋構造設計中的裂縫控制的主要措施是設計和構造，影響混凝土結構裂縫的因素主要是設計、配筋和設置縫。外形規則、剛度勻稱、構件連貫的建筑物，不容易因溫度和外力而引起變形，因此在設計時要對建筑物的體量和外形進行控制。適當的對分層較明顯和地基土層區別很大的建筑物設置沉降縫和空間布置，為了控制裂縫的寬度和裂縫集中的問題，可在構件的某些部位適當的分布鋼筋，結合抗放原則，合理的設置和控制裂縫。結構裂縫控制常見的設計構造措施如下：

2.1 建筑結構的平面布置最好比較規則，不要出現表面坑坑洼洼，或者形狀容易出現變化的情況，適當的加厚凹進去的部位周圍的樓板，加強配筋并設置拉梁。建筑物的長度應嚴格控制在設計規范中的規定范圍內，若長度超出規范中規定的限值不多，可以講收縮后澆帶設置在房屋的中部，通常收縮后澆帶的間距是三十米，靠近梁和樓板跨的中部，寬0.8米至1米，應將后澆帶置于梁、墻、板之間，通過后澆帶將三者分開，鋼筋還是要連接。若長度超出規范中規定的限值很多時，就要設置變形縫了。如建筑的主體和裙樓的高度相差比較遠的時候，為了控制基礎沉降引起的裂縫，就要將沉降縫或者后澆帶設置在建筑主體和裙樓之間。可以看得見的構件如：混凝土墻女兒墻、欄板、擋棚等，若橫向長度大于十二米時，應設置間距小于或等于十二米的伸縮縫。若房屋的長度超過了四十米，為了使混凝土收縮應力和受溫度的影響減小，可以設置后澆帶在樓板的中間。

2.2 混凝土構件的厚度取決于鋼筋的某些特性，現澆構件的厚度限值應予以限定，厚度計算與板的跨度S有關，適當的厚度應不小于S/35，通常民用建筑樓板內還埋有管線，其厚度一般要大于10厘米，因為在實際操作中，板子太薄容易產生裂縫而斷裂，所以對于各個構件的厚度限值應給予相應的限定。

2.3 混凝土強度等級，所要用的水泥數量與選用的混凝土強度等級成正比，等級越高，所用水泥越多，水和水泥的比例也就越大，這樣就容易產生裂縫，通常現澆板的強度等級最好是小于或等于30，這與其平面尺寸大有關，現澆梁的強度等級也是一樣的。若梁板的強度等級小于墻柱時，那么梁柱交接點區域的混凝土強度等級和墻柱的一樣，梁的混凝土強度等級與柱不一致時，節點處理方法如上。

3 結語

綜上所述，在建筑工程結構設計中，要靈活的運用“抗”和“放”原則，才能有效的控制混凝土結構裂縫的產生。對建筑物進行合理的平面布局和空間布置，充分的考慮結構外荷載和次應力效應，通過正確的受力分析，采取合理的設計構造措施，才能保證結構裂縫寬度滿足裂縫控制的要求，達到控制和減少裂縫的目的。