房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)澆混凝土裂縫分析與控制方法

張?jiān)姖?/p>

摘 ? ?要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)也取得了巨大發(fā)展。居民區(qū)的建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施的完善給建筑行業(yè)提出了更高的要求，建設(shè)速度和建設(shè)質(zhì)量都在不斷的提高。現(xiàn)澆混凝土如今廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)，對(duì)現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件的裂縫控制也慢慢受到人們的關(guān)注。

關(guān)鍵詞：房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);現(xiàn)澆混凝土;裂縫控制

1 ?引言

現(xiàn)澆混凝土因其優(yōu)越性而被廣泛應(yīng)用于各類建筑，但同時(shí)其質(zhì)量問(wèn)題也被各方關(guān)注。現(xiàn)澆混凝土的施工程序基本都在現(xiàn)場(chǎng)完成，其裂縫的控制很難做到，而裂縫的數(shù)量以及深度對(duì)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的壽命，包括穩(wěn)定性、安全性、極限荷載能力等都有著比較大的影響。控制裂縫的形成和大小可謂十分重要。

2 ?裂縫的種類和形成原因

2.1 ?裂縫的種類

（1）收縮裂縫。現(xiàn)澆混凝土在澆筑完成后會(huì)有一個(gè)凝結(jié)硬化期，混凝土本身是由石灰、骨料以及一些其他添加劑混合而成，當(dāng)混凝土凝結(jié)硬化是形成混合料包裹較大的骨料，而混凝土在攪拌時(shí)不可能將各部分混合完全均勻，再加上骨料的沉降等原因?qū)е禄炷羶?nèi)部會(huì)產(chǎn)生隱藏的細(xì)小裂縫。而在現(xiàn)澆混凝土表面會(huì)因?yàn)楸砻嫠稚⑹л^快，也會(huì)因收縮產(chǎn)生較小的裂縫。

（2）荷載裂縫。混凝土構(gòu)件的整個(gè)使用過(guò)程中都是帶有裂縫的。由現(xiàn)澆混凝土澆筑而成的混凝土構(gòu)件大部分是梁和柱這一類的，它們本身就是房屋結(jié)構(gòu)中承受豎向荷載和水平荷載的構(gòu)件，在使用過(guò)程中一般都是帶著裂縫工作的。一部分較深的裂縫便是荷載過(guò)大造成小裂縫擴(kuò)大。

（3）溫度裂縫。當(dāng)混凝土凝結(jié)硬化的時(shí)候，其內(nèi)部也在進(jìn)行著化學(xué)反應(yīng)，凝結(jié)硬化的過(guò)程也是放熱的過(guò)程，在此過(guò)程中，熱量過(guò)大而無(wú)法散出時(shí)，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的溫度應(yīng)力大于混凝土本身的抗拉應(yīng)力，就會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生溫度裂縫。同時(shí)，外界溫度與混凝土內(nèi)部水化熱散發(fā)時(shí)的溫差達(dá)到 25℃以上時(shí)很容易產(chǎn)生裂縫。

2.2 ?裂縫產(chǎn)生的一些原因

（1）水灰比的控制。混凝土在攪拌之前就應(yīng)該設(shè)計(jì)好水灰比，水灰比過(guò)大的構(gòu)件容易產(chǎn)生干燥裂縫，水灰比的設(shè)置不符合構(gòu)件的要求時(shí)，混凝土構(gòu)件一受到長(zhǎng)期的荷載作用時(shí)就容易產(chǎn)生裂縫。同時(shí)如果水灰比過(guò)大，水泥用量過(guò)多便會(huì)在凝固時(shí)造成上面所說(shuō)的水化熱過(guò)大產(chǎn)生深層裂縫。

（2）施工速度過(guò)快。現(xiàn)在的工程中為了降低成本，大都會(huì)想方設(shè)法縮短工期，因而施工的速度便大大加快，尤其是立體式施工的現(xiàn)在，施工的各個(gè)階段被打亂，多個(gè)施工隊(duì)同時(shí)進(jìn)行建設(shè)工作，彼此之間經(jīng)常被催促著完工，因而出現(xiàn)混凝土的攪拌不夠充分，各原材料的投放比例不嚴(yán)格的現(xiàn)象，導(dǎo)致無(wú)法保證施工的質(zhì)量。

（3）后期養(yǎng)護(hù)方法不合理。混凝土的凝結(jié)硬化是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，澆筑結(jié)束后，為了使其能夠達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，就必須對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。模板支撐剛度不夠、過(guò)早拆模以及過(guò)度干燥等，導(dǎo)致在凝結(jié)過(guò)程中混凝土產(chǎn)生了裂縫。在養(yǎng)護(hù)期間，混凝土構(gòu)件需要在一定的溫度和濕度條件下保持較長(zhǎng)的一段時(shí)間才能夠確保設(shè)計(jì)時(shí)想要其達(dá)到的強(qiáng)度和承載力。

3 ?現(xiàn)澆混凝土裂縫的控制措施

3.1 ?結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制措施

（1）在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于自身預(yù)應(yīng)力、外部環(huán)境等方面的影響，很容易發(fā)生結(jié)構(gòu)斷面突變的情況。一般情況下，如果構(gòu)件應(yīng)力太過(guò)集中，那么就會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此，為了更好地避免裂縫的產(chǎn)生，可以使用梁板結(jié)構(gòu)，并且提升梁板構(gòu)件的強(qiáng)度及硬度，以有效減少應(yīng)力突變帶來(lái)的不利影響，也可以通過(guò)減少樓板開洞形成的細(xì)腰現(xiàn)象以減少裂縫的產(chǎn)生。

（2）在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要選擇合適數(shù)量的鋼筋配置，如果存在鋼筋數(shù)量太少或者鋼筋間距過(guò)大、過(guò)粗等不符合房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的情況，那么后期很容易產(chǎn)生現(xiàn)澆混凝土裂縫。因此，在進(jìn)行鋼筋選擇的時(shí)候，需要結(jié)合房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求，并且選擇合適的墻板、樓面等薄壁構(gòu)件的鋼筋配置。

（3）在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要考慮到混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，很多情況下，混凝土裂縫是因?yàn)榛炷恋氖湛s而產(chǎn)生的，因此，為了防止混凝土產(chǎn)生收縮的情況，需要在初步設(shè)計(jì)的時(shí)候，有計(jì)劃性的使用補(bǔ)償收縮的混凝土技術(shù)，即摻加合適分量的膨脹劑進(jìn)行中和，避免出現(xiàn)混凝土收縮情況。

（4）在初步設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還需要將混凝土構(gòu)件可能出現(xiàn)的各類收縮變形情況考慮在內(nèi)。首先，在進(jìn)行初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要做到科學(xué)、合理，具有可行性，并且從房屋結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況出發(fā)，進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，設(shè)計(jì)出一套兼具實(shí)用、合理、有效的實(shí)施方案，確保施工的順利開展。同時(shí)，需要注意的是，在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要確保房屋建筑結(jié)構(gòu)具備足夠的承載力，可以有效應(yīng)對(duì)裂縫、變形等情況。其次，需要針對(duì)房屋建設(shè)中出現(xiàn)的裂縫情況進(jìn)行針對(duì)性的技術(shù)處理和設(shè)計(jì)，例如，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)中經(jīng)常出現(xiàn)的裂縫，可以通過(guò)使用“放”與“抗”的原則，進(jìn)行有效預(yù)防; 其中，“抗”原則是非常重要的，可以有效加強(qiáng)混凝土對(duì)抗變形、避免裂縫產(chǎn)生等性能，還可以提高其抗拉伸能力，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，是至關(guān)重要的。所謂“抗”原則，就是指通過(guò)在某些部位的構(gòu)造上增加配筋，以加強(qiáng)混凝土的彈性極限拉伸程度，從而可以進(jìn)行有效、靈活調(diào)節(jié)，應(yīng)對(duì)因構(gòu)件變形而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的情況。可以通過(guò)增加配筋以實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占據(jù)著十分重要的位置，很多情況下，為了有效避免房屋建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，會(huì)在梁側(cè)增加一部分縱向的鋼筋，在屋面板角部增設(shè)相應(yīng)的雙向鋼筋網(wǎng)，并在磚混結(jié)構(gòu)的樓面板設(shè)置圈梁，以提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗裂縫能力。

3.2 ?選材和配合比設(shè)計(jì)措施

（1）選擇符合房屋建筑要求的混凝土、水泥等原材料，包括其品牌、等級(jí)、性能等方面都要考慮在內(nèi)。（2）在選擇含砂量配比的時(shí)候，需要符合相關(guān)的規(guī)定，選擇品質(zhì)優(yōu)良的砂、石等原材料，并確保在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)合理的水灰比、砂率等比例，避免混凝土出現(xiàn)離析、泌水、保水性不良等問(wèn)題。（3）在進(jìn)行添加摻和料、外加劑的時(shí)候，不可進(jìn)行盲目添加，需要選擇合適的類型數(shù)量，以提高混凝土的性能。（4）由于水泥在施工中的使用量是非常大的，因此隨著水泥用量的增加，那么水泥漿體積也會(huì)隨著增加，坍落度也會(huì)變大，收縮也會(huì)呈現(xiàn)變大的趨勢(shì)，所以，在進(jìn)行配比設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出科學(xué)、合理的混凝土設(shè)計(jì)坍落度。（5）需要正確使用混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)，根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的不同膨脹效果，選擇添加不同種類、性能的膨脹劑，并且控制合理的摻和數(shù)量。

3.3 ?結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)措施

在混凝土結(jié)構(gòu)材料中，存在著非均勻性特征，因此，在拉力作用下，相關(guān)的截面會(huì)產(chǎn)生不同類別、大量的不規(guī)則的應(yīng)力集中點(diǎn)，如果這些應(yīng)力集中點(diǎn)積累到一定的高度和強(qiáng)度，那么就會(huì)發(fā)生變形的情況，如果變形的情況沒(méi)有得到改善，持續(xù)加重，那么最終就會(huì)出現(xiàn)裂縫; 因此，為了有效避免變形和裂縫的產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要選擇合適的配筋數(shù)量，一方面可以實(shí)現(xiàn)降低混凝土內(nèi)應(yīng)力的作用，另一方面，如果增加混凝土出現(xiàn)裂縫，可以進(jìn)一步增加了混凝土的極限拉伸效果。

裂縫的控制對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性穩(wěn)定性有著極其重要的作用。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)和建造時(shí)，根據(jù)相應(yīng)的裂縫控制等級(jí)做出統(tǒng)籌安排，嚴(yán)格按照建筑規(guī)范來(lái)進(jìn)行鋼筋的配置、混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選取、水灰比的確定和構(gòu)件厚度的控制，預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)變形和產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象，從而確保工程質(zhì)量和施工的順利開展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 藍(lán)彬彬.淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)澆混凝土裂縫控制策略[J].居舍，2019（15）.

[2] 馬利桃.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中現(xiàn)澆混凝土裂縫的控制對(duì)策[J].建材與裝飾，2018（45）.

[3] 馬倩.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)澆混凝土裂縫控制措施[J].住宅與房地產(chǎn)，2017（9）.