從建筑結構設計談混凝土結構的裂縫問題

吳丹

1 引言

通過做好建筑結構設計工作，不僅可以確保鋼筋混凝土結構的整體作用得到充分的發揮，同時還能提升建筑工程的經濟價值與社會效益。在進行混凝土結構的設計工作時，要提升基礎工程以及上部機構的設計質量，充分應用鋼筋混凝土的結構性能來抵御裂縫問題的出現。同時，還要做好混凝土結構體系、形狀以及布置設計，進而提升建筑結構設計的整體質量。

2 混凝土結構裂縫的概述

2.1 混凝土結構的特征分析

一方面，建筑工程中的裂縫大多是豎向的，同時裂縫在長度方面基本與墻體的高度持平。在墻體的中間位置，裂縫相對較寬，在向兩端延伸的過程中裂縫不斷變細直至消失。另一方面，出現數量最多的裂縫，其寬度一般在0.3mm以內，裂縫問題多集中在墻體的中間部位。拆模工作之后，是墻體裂縫集中出現的時間，但是這一過程中與溫度的快速變化有著一定的聯系。在進行墻體的回填工作時，原來存在的裂縫會出現漏水的問題，但是這一過程中漏水量不是很多。

2.2 建筑結構設計可能出現的裂縫形式

混凝土結構裂縫形式主要包含以下三種：①塑性收縮裂縫。對于塑性收縮裂縫而言，其大多出現于建筑工程的表面，并且塑性收縮裂縫的出現主要受到環境因素的影響。比如說施工過程中混凝土表面的水分在短時間內蒸發，或者是模板對于水分的吸收過快，都可能造成塑性收縮裂縫的出現。②塑性沉降裂縫。對于塑性沉降裂縫而言，它的出現將會對建筑工程的整體質量產生較為嚴重的影響，并且這一裂縫形式主要是由于澆筑過程出現了問題所導致的。另外，如果模板工程施工時沒能嚴格按照操作規定與施工規范進行，也可能造成塑性沉降裂縫的出現。③溫度應力裂縫。施工過程中，如果環境中的早晚溫差過大，可能導致溫度應力裂縫的出現。同時，如果混凝土的表面散熱效率不均，也可能造成溫度應力裂縫，圖1為建筑工程常見的混凝土結構裂縫。

圖1 建筑工程常見的混凝土結構裂縫

3 混凝土結構出現裂縫的原因

3.1 施工方法選擇不當

通過合理選擇建筑工程的施工方法，可以有效降低混凝土裂縫問題的出現概率。但是，如果混凝土澆筑過程中使用的振搗方法不合理，將造成混凝土表面出現蜂窩問題或者是澆筑不密實等一系列問題。混凝土在其運輸過程中，經常會出現水分蒸發的問題，這樣一來將造成混凝土的坍落度下降、和易性降低，這一將導致混凝土出現結構裂縫。另外，如果施工過程中施工工藝與順序沒有控制好，也將導致結構裂縫的出現。

3.2 建筑結構設計方面的問題

建筑工程各項施工工作是嚴格參考設計方案進行的，如果建筑結構設計出現了問題，將直接影響到建筑工程的施工質量。現階段，在進行建筑結構的設計工作時，一些設計人員大多會忽視掉樓板厚度以及配筋位置分布等方面的設計，同時對于梁的跨度等力學原理也沒有引起重視。這樣一來，就導致樓梯墻面出現了相應的裂縫。此外，在進行建筑結構的設計工作時，需要考慮到正常使用以及承載力極限狀態兩方面的要求，進而提升建筑結構設計的合理。但是，在進行實際的設計與施工過程中，往往會忽略掉使用狀態的受力分析，進而造成了建筑工程出現裂縫與變形等問題。

3.3 保溫措施不合理

建筑工程設計與施工環節中，結構會與外界空氣直接接觸。由于南方地區冬季的晝夜溫差加大，因而混凝土經常出現熱脹冷縮的問題。同時，建筑工程的外墻墻體會受到陽光的照射，但是內部結構并不會受到太陽直射的影響。這樣一來，就會導致建筑墻體出現受熱不均勻的現象，進而加劇了墻體的熱脹冷縮效應。此外，在進行樓板與墻體的保溫工作時，沒有采取合理的保溫措施與方法，也將導致裂縫問題的出現。

4 從建筑結構設計談混凝土結構的裂縫防治

4.1 合理設計混凝土結構的尺寸

不同建筑材料存在著不同的變形差異，再加上混凝土結構受到環境溫差的影響，導致了混凝土結構的開裂問題。尤其對于一些結構尺寸較大的混凝土來說，由于受到材料變形以及溫差因素的影響，混凝土結構應力將會顯著增大，在這種狀態下很容易出現樓板和墻體裂縫。因而，在進行結構設計工作時，設計人員要提升混凝土結構尺寸的合理性，并且在進行結構設計過程中，要選用合理的結構布置方案。這樣一來，才能提升結構在受力狀態下的整體性能，同時也可以確保結構剛度得到合理的分配。在進行配筋設計過程中，設計人員要嚴格按照設計規范以及設計標準進行設計，提升配筋工作的合理性。另外，設計過程中要盡量避免使用變形差異較大的材料，進而可以防止因為材料自身變形而導致的混凝土結構裂縫。特殊情況下，設計人員可以使用裂縫止裂帶來緩解混凝土結構的變形差異，圖2為裂縫止裂帶的具體應用。

圖2 裂縫止裂帶的具體應用

4.2 選取合適的允許溫差

在進行混凝土結構的施工過程中，溫差裂縫出現的重要原因之一就是混凝土的表層與內部存在著過大的溫差。因為，為了防止混凝土結構出現溫差裂縫，設計與施工過程中要對溫差進行合理的規定。通過大量的混凝土施工工作，設計人員與技術人員可以根據實際的施工狀況以及工作經驗進行容許溫差的合理計算與確定。在進行實際的施工工作時，要將混凝土內外溫差值控制在25℃以內，并且在進行拆模工作時，要對混凝土的內部溫度與自然環境溫度的差值進行嚴格的把控。

4.3 注重混凝土材料的質量控制工作

混凝土材料質量的好壞將會對建筑工程的整體施工質量產生重要的影響，因而要對混凝土材料的質量進行嚴格的控制。一方面，在進行原材料選擇過程中，要確保材料性能滿足施工設計要求。這一過程中，要有針對性的選擇原材料的種類。在進行水泥材料的選擇工作時，要盡量選擇水化熱相對較低的水泥產品。施工過程中，在確保混凝土性能的前提下，盡量減少水泥的用量；另一方面，要注重進場環節中混凝土材料的質量檢驗工作，對于那些不符合設計要求的水泥材料，不得用于施工工作。另外，還要對集料的質量進行嚴格控制，確保集料的含泥量達到設計要求。同時，施工過程中要盡量選擇質地堅硬的石料，并且要保證級配達到設計要求。施工過程中，可以根據實際需要在混凝土中加入適量的添加劑，以提升混凝土的性能，防止混凝土裂縫問題的發生。

4.4 優化混凝土配比設計

在進行混凝土配合比的設計工作時，要確保水泥的標號和混凝土的設計強度等級一致。在進行具體的配置工作之前，設計人員要應先進行取樣檢測工作，之后再通過調節各種材料的比例關系，不斷進行混凝土配合比的優化工作。另外，在進行配合比設計工作時，設計人員要對施工現場的具體情況進行了解，比如說要進行施工現場自然條件的了解，同時還要對混凝土構件的截面大小以及具體的澆搗技術進行分析，對于施工過程所用的工藝與技術進行研究。此外，設計過程中要對混凝土材料的坍落度進行合理的設計，不斷提升混凝土的和易性。在進行混凝土骨料的選擇時，要進行骨料級配的優化，必要時可以摻加適量的粉煤灰或高效減水劑，進而降低水泥的用量，防止施工過程中出現裂縫問題。需要注意的是，設計過程中可以選用適量的低堿或無堿外加劑。

4.5 優化混凝土結構的配筋設計

為了防止混凝土構件出現裂縫問題，設計過程中要優化混凝土構件的配筋率。我國頒布實施的《混凝土結構設計規范》規定，在進行建筑工程不同板、梁構件的設計工作時，要采取合理的配筋率與鋼筋間距，同時還要根據具體情況配置相應的受力鋼筋。在進行配筋設計時，要盡量降低鋼筋的直徑、增加鋼筋的密度，這樣一來可以減小構件裂縫的出現。在進行建筑工程屋面設計工作時，要確保傳熱系數保持在1.0W/（m2·K）之內，同時在進行屋面板的混凝土結構設計過程中，要進行雙層雙向配筋，進而提升配筋環節的質量。另外，可以采用拉通板的支座負筋的形式進行無負筋板面區域的處理，同時也可以在板無負筋的區域配置相應的雙向鋼筋，并且將其搭接在板負筋上，進而提升配筋工作的質量。

5 結束語

混凝土施工質量將會對整個建筑工程的安全性與穩定性造成直接的影響，因而要提升建筑結構設計質量，不斷優化混凝土結構設計，防止混凝土結構裂縫等問題的出現。

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