試論建筑結構設計中預控工程裂縫的探究

李秋穎

摘 要：隨著建筑行業的不斷發展，其工程質量得到了很大的提高，但是在其使用的過程中，建筑樓板都會或多或少的出現裂縫的現象，為了更好地促進建筑行業的發展，必須將這一問題加以解決。筆者通過對建筑結構中裂縫現象進行分析，提出加強設計的幾點措施，僅供參考。

關鍵詞：建筑結構；預控工程；裂縫

隨著人們生活水平的不斷提高，對建筑設計的要求已經不僅僅局限于質量上面，對其建筑的結構也提出了更高的要求，以前的多孔板結構模式逐漸被混凝土的結構所替代，而對其質量問題也提出了更高的要求，因為混凝土自身存在著裂縫的現象，要想更高地促進建筑結構的發展，必須將這一問題加以解決。

1 混凝土裂縫的種類

1.1 微觀裂縫

微觀裂縫的寬度為0.05mm以下。微觀裂縫分為粘著裂縫、集料裂縫、和水泥石裂縫三種。（1）集料裂縫，即集料本身缺陷；（2）水泥石裂縫，一般分布于集料之間的水泥漿中；（3）粘著裂縫，在集料的周圍出現的水泥石粘結面上的裂縫。

1.2 宏觀裂縫

建筑宏觀裂縫為可以肉眼可見的、混凝土寬不小于0.05mm的裂縫。宏觀裂縫分為表面裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫三種。（1）表面裂縫：混凝土澆筑初期，在混凝土表面散熱情況不好的情況下，由于水化熱大量產生，混凝土形成溫度梯度，表面溫度低、內部溫度高，使混凝土表面產生拉應力，內部形成應力，當混凝土的極限抗拉強度低于拉應力時，混凝土表面就產生裂縫。（2）深層裂縫：處在大面積的拉應力狀態的基礎約束范圍內的混凝土，若產生了表面裂縫，在這種區域內則有可能發展為深層裂縫。（3）貫穿裂縫： 整個混凝土由于地基變形、體積收縮變形等原因導致截面貫穿性裂縫。

2 裂縫原因

2.1 溫度變化引起

冬夏溫度變化的影響，給混凝土的質量安全帶來很大的挑戰，因為外墻結構會受到熱脹冷縮的影響，在高溫環境下會發生膨脹的現象，在低溫環境下會發生收縮的現象，在拉力的作用下混凝土就會發生裂縫的現象，在橫縱交接的地方就會發生斷裂，特別是在建筑的轉角部位，其受到上下拉伸的影響就會更大，就會出現45°的裂縫條形。

2.2 以混凝土收縮為主引起的收縮裂縫

收縮是混凝土固有的特征之一。混凝土澆搗后，在硬化過程中和硬化以后的一段時期內出現。混凝土一年的收縮量約為0.3～0.6mm/m。影響收縮的因素有環境的相對溫度、構件截面尺寸、養護方法和混凝土強度等級等。

2.3 建筑設計方面原因

隨著建筑行業的不斷發展，把更多的目光投向在建筑結構的設計上面。目前大部分建筑結構采用的都是混凝土的結構模式這種模式雖然提高了建筑結構的性能，但是墻體的開裂現象卻時常發生，當臥室和客廳的尺寸發生變化時，由于樓板承受的鋼度不同，就會形成不同程度的裂縫現象。因為建筑房屋的結構墻面很長，所以會因為材料使用過程中產生的收縮和溫度變化產生變形的現象，使得墻體連著樓板會一起產生斷裂的現象，如果這時，外墻的保溫措施起不到效果，樓板也會產生裂縫的現象，當屋里墻面結構熱漲和外墻結構同時發生熱漲現象時，其結構的頂部就會出現較大的裂縫，越往下裂縫的現象越小。

3 結構設計預防現澆混凝土裂縫方面的措施

3.1 通過設計預控墻體溫度裂縫

在外界陽光的影響下，墻體會因為陽光照射使得建筑的整體升溫，相比于屋面板的溫度而言還是較低，在夏季溫度較高的情況下就會形成裂縫的現象，由于受到水平推力的影響，屋蓋的膨脹要比墻體發生的膨脹明顯，在整體墻體的強度低于應力時，就會形成水平或者豎直方向的裂縫，這是混凝土結構普遍存在的現象，由于室外溫差不可改變的特點，混凝土結構的建筑結構裂縫問題是需要重點解決的，在結構的設計上，要盡量保持與屋面的高度相一致。

在建筑結構中，橫縱墻的交錯位置處，都要盡量設置墻構造柱，通過選擇微膨脹性能的混凝土來提高建筑結構因溫差發生的裂縫現象，為了有效地防止這一現象的發生，在配比混凝土時必須要掌握好配比的標準，在施工技術上也要有所提高，在投入使用后，后期的養護工作也要跟進，而且在初期的設計階段，特別是在超高層建筑的設計中，要是當地加入微膨脹劑來調節混凝土的性能，這樣就會緩解混凝土自身的開裂現象。

3.2 鋼筋與管道的埋設

由于建筑物的形狀不同，很多裂縫現象的產生都是由于設計結構的不規則造成的，所以在設計凹角的樓板時，必須要通過設置相應的暗梁是設計結構盡量形成規則的平面，在埋設暗梁的過程中，要安裝支架進行固定，因為混凝土自身有一定的厚度，避免對其產生過度的削弱，特別是在管線和交叉管線通過的時候，要通過相應的接線裝置，在預埋好管線的上部采用鋼板網的方式，這樣就可以避免塑料管線對樓板產生的不利影響。把鋼筋綁在裂縫經常發生的位置，在選擇鋼筋時，不要選擇光圓的鋼筋，這種鋼筋形式起不到防裂的作用，應該采用構造鋼筋，這種鋼筋可以與建筑很好地形成固定力，近而減少建筑結構的開裂現象。

3.3 板角剪力的控制

在山墻與縱墻交角處的建筑端部及建筑轉角單元，樓板能夠承受匯集在板角的剪力，應考慮山墻與縱墻受熱變形后的狀態。比較好的是在延伸過鄰板支座以外1/3跨處，配置該整塊角板中的雙向、雙面鋼筋。滿足墻體連接處與樓板上部鋼筋的錨固的長度要求，鋼筋間距不宜大于100mm，配筋方向可平行于墻面方向。對兩片交角墻體與板在受溫度變化時，這些鋼筋共同作用產生的變形能起很好的協調作用。

3.4 后澆帶的設置

當規定的混凝土結構不能滿足住宅建筑長度時，需要設置后澆帶，可提高抵抗溫度變化的能力。待混凝土早期收縮基本完成，再澆筑成整體結構，能夠有效減少混凝土收縮產生的裂縫的影響。后澆帶微膨脹混凝土澆筑前，先澆塊與后澆帶的結合面鑿毛，并將后澆帶倉內雜物清洗干凈，然后鋪上一層2cm左右的微膨脹砂漿以利新老混凝土結合，最后進行微膨脹混凝土的澆筑，微膨脹混凝土分層厚度40cm左右。

3.5 外挑梁上的荷載設計

設計者沒有考慮上下相鄰層的牽連作用，往往只考慮每根外挑梁所能承受本層的隔墻和樓板的荷載。如本層挑梁產生撓度后，下層挑梁上的隔墻砌滿至本層梁底時，加重下層挑梁負擔并使之開裂，這時因為其將自己承受的墻體與樓板荷載全部傳給下層挑梁，因此在設計外挑梁時，應考慮外挑梁上的荷載設計。

結束語

近幾年隨著建筑工程的不斷發展，工程的質量問題有了很大的提高，樓體的使用壽命也得到了改善，但是由于建筑材料自身的特點，在使用的過程中裂縫現象還是經常存在，為了有效地改變這一現象，就需要在工程建筑的過程中，不斷改進設計的方法，在材料上有所提高，從整體上減少建筑結構的開裂現象，促進建筑工程更好地發展。

參考文獻

[1]鐘和平.通過建筑結構設計預控工程裂縫[J].中國新技術新產品，2010.

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