蘇文喜

淺析房屋建筑結構設計中的現澆混凝土裂縫控制策略

蘇文喜

在房屋建筑中，現澆混凝土裂縫問題一直是困擾著人們的復雜的問題，造成房屋建筑現澆混凝土裂縫的原因有很多種，對混凝土裂縫進行控制必須要從其產生的原因下手。本文主要結合筆者多年工作經驗從建筑結構設計方面入手，闡述了現澆混凝土裂縫產生的原因和控制策略。

建筑；結構；設計；現澆；混凝土；裂縫

引言

在房屋建筑工程中，混凝土已經被廣泛的應用于工程建設中。隨著對房屋建筑要求的不斷提高，對房屋建筑結構設計的要求也在不斷的提高，對現澆混凝土裂縫的關注也越來越多。一旦建筑物產生裂縫，就會使得整個建筑物的使用性能和使用壽命受到影響，所以做好混凝土裂縫的控制變得十分重要。

1 房屋建筑現澆混凝土裂縫產生的原因

根據現澆混凝土裂縫產生的原因，可以分成兩類：①由外荷載因其的裂縫和次應力引起的裂縫；②由變形引起的裂縫。主要包含因為溫度變化、濕度變化、收縮、膨脹、不均勻沉降等原因產生的裂縫。它的主要特征是建筑結構在受到內部和外部的變化之后產生的變形。當變形受到約束和限制的時候就會產生內應力，應力值超過一定數值之后就會導致裂縫的產生。

1.1 溫度應力的原因

溫度應力是造成建筑工程結構設計中裂縫產生的一個重要原因之一。由于混凝土澆筑工作剛完成，混凝土內部內部的熱量不能夠及時的散發出去，造成混凝土內部的溫度比外部溫度高很多，這樣一來，由于溫差的緣故，混凝土外部出現了一定的拉應力的同時，混凝土內部也產生了壓應力，對于剛澆筑完成的混凝土來說，育齡期時間不長，混凝土的抗拉強度也會相應變低，在大多數情況下，混凝土本身的承受力的最大值也不能夠滿足拉應力和壓應力的共同作用，這樣一來，混凝土表面就會出現溫度裂縫。

1.2 塑性變形造成裂縫產生

混凝土在硬化之前，都處于塑性狀態，同時，上部建筑在均勻沉降過程中也會存在一定程度的阻礙，這樣一來，結構就會出現裂縫。在實際施工中，混凝土的表面積會在一定程度下變大，同時鋼筋直徑和骨料的尺寸超出施工要求規定的范圍，都會造成混凝土水平收縮過程中的障礙。塑性變形造成的裂縫之間間隔通常在0.6mm左右，而且裂縫之間是相互平行的。

1.3 結構裂縫的產生

隨著新技術和新材料在建筑行業中的應用于普及，原始的預制多孔板已經遠遠不能滿足當前建筑施工的要求，同時現澆板在施工中得到了廣泛的應用。雖然現澆板的使用，大大提高了整個建筑物的承載負荷能力，但是，建筑物的整體剛度也會在一定程度上增大，這樣一來，在原有墻體的剛度跟現澆板剛度之間不能夠達到很好的協調的時候，墻體的截面就會出現形變或者裂縫。

1.4 應力裂縫的產生

一般來說，混凝土結構的徐變收縮往往會造成盈利裂縫的產生。自身收縮、塑性收縮、干燥收縮是建筑工程施工中比較常見的裂縫形式。當施工人員完成對建筑物整體的澆筑施工后，建筑物在一定時期之內會出現硬化，在硬化的這個階段，建筑物內部的水汽會蒸發，這樣一來，建筑物的體積會不斷縮小，在這個過程中，支座會制約建筑物的收縮程度，在這個基礎上，建筑物的收縮跟支座的制約之間不斷碰撞，混凝土板極易出現斷裂的情況，同時，斷裂形成的裂縫往往會出現在混凝土板的中間部位。此外，混凝土的凝固過程尚未完成的情況下，混凝土承受超過其負載能力的荷重，也會造成裂縫的出現。

經過相關調查研究發現，在房屋建筑混凝土結構中，80%以上的裂縫產生的原因都是因為混凝土凝結過程中的溫度變化、體積收縮等原因帶來的脹縮不均勻以及不均勻沉降等非外力因素。

2 房屋建筑結構設計中的現澆混凝土裂縫控制策略

在房屋建筑設計中，不僅要滿足設計規范的要求，還需要根據建筑所在地區的地震烈度等級、建筑物的平面尺寸、地基基礎情況、規模、體量等情況進行綜合考慮，對混凝土結構采取有效的設計措施，對混凝土的裂縫進行有效的控制。

2.1 做好房屋建筑結構布置

在房屋建筑結構設計中，一方面不僅要重視平面布置和受力簡單合理的結構布置，盡量少選擇或者不選擇凹凸結構過多的設置，這樣能夠有效地減緩溫度應力過于集中情況下而裂縫的出現；另一方面，要嚴格按照設計的要求和規則來設計建筑的長高，尤其是要保證建筑物的長度在溫度作用下伸縮的變化范圍之內，這樣一來，當溫度發生變化的情況下，墻體具有一定程度的靈活性，大大減少溫差過大產生裂縫的情形。

2.2 嚴格建筑工程結構的尺寸設計和選材

建筑材料尺寸不合理，在收到溫差影響情況下，很容易導致混凝土結構出現裂縫的情況，因此，在進行建筑工程結構設計中，要明確結構尺寸的合理，同時，結構設計的時候，要嚴格保證設計方案能夠體現出結構受力明確，同時，選材過程中要盡量選擇變性差異比較相近的材料，這樣能夠很大程度上減少材料變形造成的結構裂縫。

2.3 設置附加筋

墻體垂直裂縫多出現在墻體的中部，因墻體受到底板鋼筋約束易產生應力集中。經驗表明，宜在墻體中部的1000mm范圍內加密水平筋的間距（50～100mm），形成一道“暗梁”。另外，墻體與柱子連接部位，也容易出現垂直裂縫，這是由于墻與柱的配筋率相差較大，收縮應力不一致而產生的。相應的辦法是用直徑準8～10mm，長1500mm的附加筋，插入柱內約150mm，其余部分伸入墻內。增加量為原同向配筋率的10～15%。梁兩側腰筋的間距不宜大于200mm。對于結構開口部，結構截面變化處和結構復雜部位等，應增設附加筋，這對控制裂縫有利。

2.4 應用鋼纖維混凝土

鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的多相復合材料。在實際施工中，通過設置適量的鋼纖維在混凝土梁的底部位置，能夠極大程度的提高混凝土的抗裂能力。鋼纖維的應用，能夠緩解鋼筋混凝土裂縫的應力集中的情況，對裂縫的向下發展起到了一定的抑制作用，同時鋼纖維還有助于混凝土構件經受的鋼筋應力，這樣一來，裂縫間混凝土的整體受力性得到加強，同時，整個建筑工程構件的剛度也會變大。如福建漳龍高速公路烏石山隧道處于構造剝蝕中低山區，地形復雜，隧道區內構造發育以斷裂為主，裂隙彼此貫通，多處形成密集裂隙帶，尤其是在隧道出口550m范圍內，層間破碎帶更加發育，對該段隧道的影響更加顯著。在隧道進洞50m后拱頂出現較大沉降，多次發生塌方。最后決定以鋼纖維噴射混凝土支護取代鋼筋網噴射混凝土支護，隨后顯示支護沉降變形較小，在多次爆破作用下裂縫僅出現3～5mm，安全通過塌方區。隨著其鋼纖維生產技術的不斷進步和基礎理論的不斷完善，鋼纖維混凝土的應用領域將進一步拓寬，發展前景未可限量。

3 結語

裂縫的出現嚴重影響了建筑物的使用安全性和使用壽命，因此，在建筑施工設計中嚴格避免裂縫的產生對于建筑物的安全性和延長使用壽命具有十分重要的意義。上文通過對造成建筑工程結構設計中出現裂縫的原因進行初步分析，并就這些原因提出相關的解決措施。在實際施工過程中，要充分結合建筑工程的地質水文環境以及建筑物的結構形式來進行考慮和設計，制定出具有針對性的控制裂縫的方案設計，同時，施工過程中要嚴格按照方案設計中的要求和規則來進行施工，加強對施工過程的監督，從多方面入手，有效的減少建筑工程裂縫的出現，給建筑工程的質量提供堅實的保障。

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TU755.6

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1004-7344（2016）15-0319-02

2016-5-10

蘇文喜（1976-），男，工程師，大學本科，主要從事建筑結構設計方面工作。