解析建筑工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制措施

蔣坤林

摘要：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的一種作用效應(yīng)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫是較難避免的。利用鋼筋彌補(bǔ)混疑土抗壓不抗拉的缺陷，利用混凝土的強(qiáng)度彌補(bǔ)鋼筋延性高的問(wèn)題。為此，人們對(duì)混凝土的質(zhì)量給予了極大的關(guān)注。我國(guó)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)得到了廣泛地推廣和應(yīng)用。但是，由于混凝土是一種脆性材料，早期強(qiáng)度低，施工過(guò)程中極易出現(xiàn)裂縫缺陷，影響建筑結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。

關(guān)鍵詞：建筑工程;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);裂縫控制措施

引言

建筑施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋日益增多，且其數(shù)量有增大趨勢(shì);預(yù)拌混凝土迅速在全國(guó)普及，混凝土的組分有了很大的變化，但現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)利用鋼筋彌補(bǔ)混疑土抗壓不抗拉的缺陷，利用混凝土的強(qiáng)度彌補(bǔ)鋼筋延性高的問(wèn)題。因?yàn)槭褂玫幕炷潦嵌喾N材料組成的一種混合體，且又是一種脆性材料，在受到溫度、壓力和外力的作用下，都有出現(xiàn)裂縫的可能性。

1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫概述

隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，建筑物的高度、跨度不斷增加，高層、超高層建筑物層出不窮。采用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土柱，由于受軸壓比的限制，導(dǎo)致柱截面尺寸非常大，不僅影響使用功能，而且不利于結(jié)構(gòu)抗震。混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫不僅影響到結(jié)構(gòu)的美觀，也可能影響結(jié)構(gòu)的正常使用與耐久性。當(dāng)裂縫寬度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，可能危及結(jié)構(gòu)的安全。是一個(gè)相當(dāng)普遍的質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重的已影響到工程的使用和安全，是一個(gè)需要探討和解決的技術(shù)難題。近年來(lái)，盡管裂縫問(wèn)題引起了業(yè)界重視，但仍未得到很好解決。并加強(qiáng)施工中的質(zhì)量控制，進(jìn)而才能保證施工質(zhì)量。在這種情況下，建筑材料的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。但是這種技術(shù)目前也存在著一些不足。

2.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因

2.1由外荷載及溫度作用產(chǎn)生的裂縫

建筑物中裂縫的存在預(yù)示著結(jié)構(gòu)承載力可能不足，過(guò)大的裂縫會(huì)促使鋼筋銹蝕而降低結(jié)構(gòu)耐久性，會(huì)造成房屋滲漏，影響建筑物美觀。在配置水泥混凝土的時(shí)候要根據(jù)設(shè)計(jì)的要求配合比嚴(yán)格配置，因?yàn)樗啾旧砭哂幸着蛎浐鸵资湛s的性質(zhì)，在混凝土澆筑后的一段時(shí)間內(nèi)，水泥混凝土不能達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度值，普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30%—40%的設(shè)計(jì)荷載時(shí)，就可能出現(xiàn)裂縫，肉眼一般不能察覺(jué)，而構(gòu)件的極限破壞荷載往往在設(shè)計(jì)荷載的1.5倍以上。外荷載的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。這種作用應(yīng)力是按常規(guī)計(jì)算的主要應(yīng)力，結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)與設(shè)計(jì)一致。雖然各個(gè)行業(yè)的裂縫寬度計(jì)算公式不完全一致，但是，如果結(jié)構(gòu)體形較大，長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，就會(huì)形成較大的溫度應(yīng)力，當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不能抵抗溫度應(yīng)力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。但在其適用范圍內(nèi)以其計(jì)算結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制還是安全的。具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度變形，由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。即使遵守了設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定尚不能完全對(duì)間接作用引起的裂縫起到妥善的控制，設(shè)計(jì)人員還必須根據(jù)各工程的特點(diǎn)和實(shí)際情況，有責(zé)任在設(shè)計(jì)中采取必要的有效措施。

2.2由混凝土的材料性質(zhì)造成的裂縫

建筑物的結(jié)構(gòu)以及構(gòu)成建筑物的材料在設(shè)計(jì)的時(shí)候不僅僅要從力學(xué)的角度使建筑物成立，同時(shí)也要充分考慮到建筑物的地質(zhì)條件、使用性能、環(huán)境因素、施工水平等多方面的因素。延長(zhǎng)混凝土的養(yǎng)護(hù)齡期，使混凝土的徐變和收縮趨于穩(wěn)定后再加載;它比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有更大的承載力、更強(qiáng)的剛度和更加良好的抗震性能。不僅僅如此，它的構(gòu)件截面小，可以節(jié)省很多的空間。空腹式比實(shí)腹式節(jié)省材料，而且其中涉及混凝土材料性能、工程中的環(huán)境溫度變化情況、結(jié)構(gòu)剛度、地基的水平阻力等的參數(shù)較難準(zhǔn)確取值。因而計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性受到很大影響。水泥水化反應(yīng)后，反應(yīng)產(chǎn)物的體積與剩余自由水體積之和小于反應(yīng)前水泥礦物體積與水體積之和，就會(huì)形成水化反應(yīng)收縮。水泥水化反應(yīng)收縮量可達(dá)混凝土體積的0.5%以上，如養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或養(yǎng)護(hù)時(shí)間過(guò)短就會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。使本不需要加固的結(jié)構(gòu)而花費(fèi)了大量的人力、物力去補(bǔ)強(qiáng)加固，使己處在危險(xiǎn)狀態(tài)、本應(yīng)該拆除的結(jié)構(gòu)，所有原材料及成品的品種規(guī)格、性能等應(yīng)符合國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，對(duì)完成的焊縫除進(jìn)行必要的外形尺寸、表面質(zhì)量檢查外，還應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，以確定焊縫質(zhì)量等級(jí)。卻因草率處理而潛藏著突發(fā)事故的危險(xiǎn)。混凝土材料是一種水硬性混合材料，其性能和水的含量有直接的關(guān)系，但是無(wú)論做足哪方面的努力都不可能避免混凝土中的水由于自然因素的蒸發(fā)而導(dǎo)致混凝土中水分的下降，混凝土的物理性能發(fā)生改變。缺少對(duì)社會(huì)的責(zé)任感造成的，我國(guó)現(xiàn)在需要大力發(fā)展型鋼材料，而且國(guó)家對(duì)建筑物的質(zhì)量也越來(lái)越重視，對(duì)建筑商的要求也越來(lái)越高。

3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取相應(yīng)的預(yù)防和控制措施

3.1由外荷載作用產(chǎn)生的裂縫

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全評(píng)價(jià)概述。在影響現(xiàn)有結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的可靠性狀態(tài)的各種因素中，對(duì)結(jié)構(gòu)安全起決定作用的是構(gòu)件的極限承載能力，而其它因素諸如裂縫、變形、偏差等，其影響可以體現(xiàn)在構(gòu)件的承載能力下降上。不同類型的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋由于間接作用的原因產(chǎn)生的裂縫具有某些規(guī)律性。其特點(diǎn)是多發(fā)生在混凝土因約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力較大部位，通常和承受荷載的關(guān)系不明顯。混凝土強(qiáng)度等級(jí)，鋼筋強(qiáng)度、數(shù)量和直徑，精心設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算把裂縫寬度控制在合理的范圍內(nèi)。這也是目前普通設(shè)計(jì)人員唯一一種可以通過(guò)規(guī)范給出的公式計(jì)算寬度進(jìn)行控制的裂縫。雖然在裂縫出現(xiàn)前附加鋼筋中的應(yīng)力較低，但裂縫一旦出現(xiàn)，它將會(huì)對(duì)裂縫的展開(kāi)取到很好的抑制作用可減小裂縫寬度。

3.2合理設(shè)置伸縮縫和后澆帶

混凝土保護(hù)層過(guò)厚，或踩塌已綁扎的上層鋼筋，使承受負(fù)彎矩的受力筋保護(hù)層加厚，而形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。承載能力和構(gòu)造與連接是重要子項(xiàng)，裂縫和變形是次要子項(xiàng)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力，取決于混凝土、鋼材的材質(zhì)。如現(xiàn)澆式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)最大的設(shè)置間距為55米，但有些工程的長(zhǎng)度在60m～70m甚至更長(zhǎng)，有些設(shè)計(jì)人員在沒(méi)有超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的情況下，都不設(shè)伸縮縫，僅憑一些常用的做法進(jìn)行處理，難免出現(xiàn)問(wèn)題。同時(shí)鋼筋必須正確擺放，鋼筋的保護(hù)層按設(shè)計(jì)原理控制大小，避免鋼筋間的距離過(guò)大引起鋼筋之間的混凝土出現(xiàn)裂痕。其位置影響了角部負(fù)鋼筋應(yīng)置放的正確位置，因而減少了角部縱橫向負(fù)鋼筋的有效高度，使其不能充分發(fā)揮作用。

4.結(jié)語(yǔ)

隨著當(dāng)今對(duì)混凝土耐久性研究的不斷深入，材料科學(xué)的不斷發(fā)展和建筑技術(shù)水平的不斷提高，鋼筋混凝土作為結(jié)構(gòu)材料在施工中，鋼筋混凝土的質(zhì)量已成為影響結(jié)構(gòu)安全和耐久性的重要問(wèn)題。它已影響到正常的生活和生產(chǎn)，因此，分析現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因及探索裂縫的防治措施具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

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