鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫控制對(duì)策研究

周紅偉

摘要：隨著建設(shè)項(xiàng)目的增多，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因其優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越多地采用。但在建造和使用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。實(shí)踐證明，這種現(xiàn)象是不可避免的，只有采取一定的措施才能有效地控制裂縫。本文詳細(xì)介紹了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因、造成裂縫的原因和危險(xiǎn)性進(jìn)行分析，提出具有針對(duì)性的控制措施，確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平不斷提升，從而為我國(guó)的工程建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土;混凝土結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);裂縫控制;控制對(duì)策

在建筑結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因其穩(wěn)定、耐久、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而成為最普遍使用的結(jié)構(gòu)之一。但是大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中不可避免地會(huì)產(chǎn)生裂縫，在一定程度上限制了建筑業(yè)的發(fā)展。采用特定的控制手段對(duì)裂縫進(jìn)行一定范圍的控制，以確保建筑物的安全。所以分析裂縫產(chǎn)生的原因和采取對(duì)策是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中十分重要的一項(xiàng)內(nèi)容。

一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因

（一）建筑技術(shù)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工包括很多環(huán)節(jié)，是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。施工過(guò)程中，可能存在因施工不當(dāng)而產(chǎn)生的安全隱患。由于混凝土澆注過(guò)程中速度過(guò)快、模板未固定、干燥過(guò)程中未灑水、支撐板被及時(shí)取下、未進(jìn)行維護(hù)等，都可能造成裂縫。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫直接反映了建筑施工質(zhì)量，因此必須加大鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制。

（二）建筑材料

用于建筑材料的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料也是造成裂縫的一個(gè)原因。不正常冷凝或膨脹會(huì)極大地降低建筑物的安全性。在達(dá)到一定強(qiáng)度后，混凝土在硬化過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)許多小裂縫。假如所用的水泥蒸發(fā)，水泥板內(nèi)部溫差太大，混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫。若所用混凝土材料比例不當(dāng)或泥沙過(guò)多，混凝土結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生裂縫。混凝土結(jié)構(gòu)為水硬性材料，與空氣接觸會(huì)干縮，產(chǎn)生裂紋，隨著裂紋的擴(kuò)大形成裂縫、溝壑，甚至?xí)霈F(xiàn)散架、坍塌等問(wèn)題，導(dǎo)致工程質(zhì)量受到嚴(yán)重的影響，甚至還會(huì)對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅。

（三）建筑環(huán)境

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受外部環(huán)境的影響，不同結(jié)構(gòu)所承受的壓力范圍不同。當(dāng)溫度和濕度變化較大時(shí)，建筑物的結(jié)構(gòu)會(huì)凍結(jié)或膨脹，這一替代過(guò)程會(huì)產(chǎn)生一定的影響。建筑物可能受到諸如火災(zāi)、極端高溫或破壞建筑物酸堿物質(zhì)等極端事件的威脅，也可能在地震或其他災(zāi)害下導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫。在結(jié)構(gòu)發(fā)生裂紋后，由于外界環(huán)境的改變，裂紋現(xiàn)象將會(huì)加劇，當(dāng)初的小裂紋發(fā)展成寬裂紋，最終危及安全。有開(kāi)始的細(xì)小裂縫演變?yōu)楦L(zhǎng)、更寬的裂縫，最終對(duì)建筑環(huán)境安全造成威脅。

二、裂縫對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造成的影響

（一）受力結(jié)構(gòu)遭到破壞

在傳統(tǒng)的應(yīng)力結(jié)構(gòu)破壞情況下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋具有拉伸性能，混凝土具有抗壓縮性能，可以保證結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫后，將鋼筋從混凝土裂縫部位分離出來(lái)，改變其拉應(yīng)力，將混凝土分成若干小板，減小加壓面積，增加壓縮應(yīng)力。建筑結(jié)構(gòu)的抗剪能力降低，混凝土在產(chǎn)生裂縫后由整體變成了點(diǎn)，受剪應(yīng)力范圍減小，結(jié)構(gòu)整體受剪力降低。

（二）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的剛度和疲勞變化

若出現(xiàn)裂紋，將使結(jié)構(gòu)剛度降低。嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)裂紋在壓力作用下，裂紋位置向上移動(dòng)，結(jié)構(gòu)變形嚴(yán)重，剛性下降，整體撓曲增大。與此同時(shí)，減輕了混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞。裂紋的產(chǎn)生會(huì)降低結(jié)構(gòu)的剛度，使結(jié)構(gòu)保持在高拉應(yīng)力狀態(tài)，縮短疲勞壽命。

（三）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變化

隨著裂紋的擴(kuò)展和擴(kuò)展，鋼筋逐漸與空氣接觸。環(huán)境中的有害物質(zhì)如腐蝕性物質(zhì)進(jìn)入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致混凝土質(zhì)量發(fā)生變化，鋼筋腐蝕，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，強(qiáng)度降低，龜裂消失。裂隙和結(jié)構(gòu)的相互作用會(huì)降低結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，降低其承受各種力的能力。

三、控制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的方法

（一）施工技術(shù)引起的裂縫控制

施工技術(shù)直接關(guān)系到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，施工技術(shù)的好壞直接影響到設(shè)計(jì)和施工人員的素質(zhì)和技能。對(duì)設(shè)計(jì)施工人員的管理是保證施工的重要手段。品質(zhì)。其管理措施主要包括以下方面：一是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須不斷改進(jìn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)和相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作與工程特點(diǎn)相結(jié)合。成功的

設(shè)計(jì)是建造的前提。二是為保證混凝土施工所用材料質(zhì)量，嚴(yán)格按施工標(biāo)準(zhǔn)采購(gòu)材料，注意材料管理，迅速排除不合格老化材料，確認(rèn)合格材料是保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要組成部分。三是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到強(qiáng)度要求后，拆除模板和支撐物，使結(jié)構(gòu)能及時(shí)清除，避免結(jié)構(gòu)變形而產(chǎn)生裂縫。最后，要注意鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的后續(xù)維修工作，防止因結(jié)構(gòu)在施工后因外力原因造成不符合強(qiáng)度要求的裂縫。

（二）耐久性導(dǎo)致的裂縫控制

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，耐久性產(chǎn)生的裂縫會(huì)由于環(huán)境因素而產(chǎn)生裂縫，而且由于結(jié)構(gòu)本身膨脹所造成的壓力，其破壞會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。這段時(shí)間內(nèi)，如果硫酸等腐蝕性物質(zhì)侵入混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋易發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，使混凝土結(jié)構(gòu)性能下降，并造成十分嚴(yán)重的不良影響。影響結(jié)構(gòu)的耐久性。針對(duì)這一問(wèn)題而產(chǎn)生的裂紋，為防止裂紋的發(fā)生，可采取下列措施提高結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度。首先，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面加絕緣保護(hù)。還用來(lái)防止鋼筋接觸腐蝕性物質(zhì)。隔膜材料可采用瀝青涂料或環(huán)氧樹(shù)脂涂料。其次，增加鋼條的密度，以減少損傷的接觸面積，或減少鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的堿損失。三是增加水膠比、水泥用量，增加其他材料以混凝土比例提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，嚴(yán)密監(jiān)控施工全過(guò)程。

（三）溫度導(dǎo)致的裂縫控制

四季自然更替必然引起溫度的變化，氣溫的漲落是必然的自然現(xiàn)象。要控制環(huán)境溫度變化所導(dǎo)致的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題，必須從初始調(diào)整混凝土材料配比入手解決這個(gè)問(wèn)題。產(chǎn)生裂紋的主要原因有環(huán)境溫差、日照時(shí)間等。因此，鋼筋混凝土的施工必須嚴(yán)格按照建筑設(shè)計(jì)與施工圖紙關(guān)聯(lián)規(guī)則進(jìn)行。因光照時(shí)間和強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫，必須加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的維護(hù)管理，防止結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差超過(guò)一定范圍。在雷雨或強(qiáng)風(fēng)條件下，為防止雨水對(duì)結(jié)構(gòu)造成破壞，必須采取措施，減少防雨等因素對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。在施工過(guò)程中，可以加入一些不具有良好水合性能的材料，如地?zé)崴唷⒛Y(jié)劑等。施工人員可通過(guò)安裝伸縮接頭和支架來(lái)防止和減少裂縫的發(fā)生。施工工藝、材料和環(huán)境因素均可引起混凝土裂縫。當(dāng)出現(xiàn)裂紋時(shí)，結(jié)構(gòu)受應(yīng)力破壞，使其剛度、強(qiáng)度、疲勞性能下降，影響混凝土結(jié)構(gòu)的使用。

（四）加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的維修管理

混凝土澆筑后的維修管理工作，能有效地防止裂縫的發(fā)生，尤其是各處溫度、濕度對(duì)混凝土建筑的影響更大。如不及時(shí)維修管理，可能會(huì)產(chǎn)生蜂窩或麻木。表面脫落等質(zhì)量問(wèn)題對(duì)建筑后期整體質(zhì)量有很大影響。工程上采用溫濕度雙重控制，能有效地防止裂縫的發(fā)生，避免因內(nèi)外溫差引起的裂縫脹縮現(xiàn)象。并有效地降低了混凝土的溫度應(yīng)力，避免開(kāi)裂。就天氣而言，室外的建筑在雨天很容易飽和，在這段時(shí)間內(nèi)要修建風(fēng)雪棚屋。風(fēng)量大、干熱天氣時(shí)，混凝土中水分流失過(guò)快，易產(chǎn)生收縮裂縫。維修人員必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐臏囟群蜐穸扔?jì)劃維修程序，避免無(wú)效的維修。

結(jié)束語(yǔ)：

建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量直接關(guān)系到建筑的整體安全性能。其中，建筑結(jié)構(gòu)裂縫是建筑結(jié)構(gòu)中最為常見(jiàn)的問(wèn)題。對(duì)裂縫問(wèn)題的特征及原因進(jìn)行詳細(xì)分析，采取相應(yīng)的預(yù)防和維護(hù)措施。在混凝土結(jié)構(gòu)介入前后，竭力減少裂縫的發(fā)生，同時(shí)采用裂縫注入、充填等方法修補(bǔ)產(chǎn)生的裂縫，提高了建筑結(jié)構(gòu)安全可靠。為人們提供安全、穩(wěn)定的建筑結(jié)構(gòu)。

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