論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中控制裂縫的措施

王衛(wèi)忠

摘要：建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)建筑工程的質(zhì)量有著重要影響。建筑結(jié)構(gòu)中對(duì)建筑裂縫的控制是檢驗(yàn)建筑工程設(shè)計(jì)的安全性、合理性的重要因素。為了保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，實(shí)現(xiàn)建筑工程的安全性，本文從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)裂縫問(wèn)題進(jìn)行了分析，并提出了應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；裂縫；控制；措施

引言：

建筑的裂縫形成是因?yàn)槠鸬焦羌茏饔玫慕ㄖ牧鲜艿酵饨缬绊懟蜃陨硎芰π纬伞；炷磷鳛榻ㄖこ讨惺褂米顝V泛的主要建筑材料，在建筑工程的應(yīng)用中仍存在一些問(wèn)題，因此在應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，要不斷探索出提高其穩(wěn)定性，減少裂縫的途徑來(lái)保障建筑質(zhì)量。

一、建筑結(jié)構(gòu)裂縫原因分析

建筑結(jié)構(gòu)中的裂縫問(wèn)題具體表現(xiàn)在以下幾種鋼筋混凝土的裂縫類型：塑性沉降、塑性收縮、溫度應(yīng)力。塑性沉降形成的具體原因是因?yàn)榛炷恋墓橇显诔两档倪^(guò)程中受阻，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土在澆筑的半小時(shí)后的塑性狀態(tài)開始形成裂縫，并沿板和梁中的鋼筋走向延伸。另外造成裂縫的原因還有施工時(shí)模板的移動(dòng)或模板綁扎操作不規(guī)范等。塑性收縮裂縫產(chǎn)生是因?yàn)榛炷猎跐仓r(shí)處于塑性的狀態(tài)，水分過(guò)快蒸發(fā)。塑性收縮裂縫通常出現(xiàn)在混凝土的表面，其形成主要是受到環(huán)境因素影響，例如高溫或大風(fēng)等天氣狀況會(huì)加速混凝土在澆筑后水分的蒸發(fā)，混凝土由于水化熱高及模板過(guò)快吸水強(qiáng)度非常小，直接導(dǎo)致不能承受變形應(yīng)力而形成裂縫。溫度應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生是因?yàn)闈仓蠡炷林械乃嗨瘜?dǎo)致熱量在內(nèi)部會(huì)聚，溫度上升，與混凝土外面的溫度形成很大的溫差，進(jìn)而形成表面拉應(yīng)力，混凝土在澆筑后的抗拉強(qiáng)度低，就會(huì)比較容易產(chǎn)生裂縫。

建筑結(jié)構(gòu)裂縫還可能是由于溫差使建筑材料產(chǎn)生收縮引發(fā)的，因此外界氣溫、濕度對(duì)混凝土澆筑也會(huì)產(chǎn)生很大的影響。建筑材料中常用的水泥、石子、黃沙等大部分的離散性比較高，因此建筑結(jié)構(gòu)比較容易受到環(huán)境因素的影響。尤其是溫差較大地區(qū)對(duì)建筑工程的影響更加顯著。雖然通常這種裂縫不會(huì)對(duì)建筑工程的整體安全性能產(chǎn)生太大影響，但是在建筑住宅中就會(huì)使業(yè)主產(chǎn)生不滿。由于全國(guó)各地氣溫存在較大差異，而混凝土的澆筑溫度只單一被規(guī)定為不超過(guò)28℃。我國(guó)很多城市在修建大型工程時(shí)由于氣溫因素都會(huì)引起混凝土裂縫問(wèn)題。例如武漢、南京、上海等夏季氣溫較高，超過(guò)28℃的天數(shù)長(zhǎng)，應(yīng)選擇氣溫較低的時(shí)段進(jìn)行施工。

二、建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中裂縫控制措施

（一）墻體的溫度裂縫控制

樓房建筑規(guī)劃的過(guò)程當(dāng)中應(yīng)注重調(diào)整房屋高度，使其與屋面的標(biāo)高相一致。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在錯(cuò)層位置，即縱橫墻的相交位置建造墻構(gòu)造柱。避免溫度裂縫的主要方法是在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，在墻體中設(shè)置圈梁，使其與墻構(gòu)造柱連接為一體，進(jìn)而成為框格來(lái)約束墻體。圈梁使墻體形成了一個(gè)長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，使砌體的受力以及抗裂能力都得到明顯改善。另外一個(gè)改善墻體溫度裂縫的有效措施是使用加入一定量的微膨脹劑的混凝土來(lái)進(jìn)一步提高墻體結(jié)構(gòu)的抗裂能力。在使用微膨脹混凝土?xí)r的難點(diǎn)在于，混凝土的膨脹率在添加微膨脹劑后出現(xiàn)離散性，對(duì)于確定微膨脹劑的使用量的問(wèn)題就很難通過(guò)計(jì)算來(lái)解決。因此，在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用中，使用微膨脹劑的同時(shí)往往會(huì)采用加強(qiáng)帶、后澆帶來(lái)保障工程質(zhì)量。因而只要配比適當(dāng)，做好養(yǎng)護(hù)措施，就可以有效減少溫度裂縫的形成。其次，在設(shè)計(jì)時(shí)可以每隔3個(gè)開間設(shè)置一道寬約20mm的縱橫向分倉(cāng)縫，來(lái)降低總變形值。還可以通過(guò)提升砌體的砂漿強(qiáng)度，來(lái)改善砌體抵抗溫度轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的應(yīng)力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減少裂縫的目的。在建筑設(shè)計(jì)時(shí)要加入隔熱保溫設(shè)置，以縮小屋頂與墻體之間的溫差，是減少溫度裂縫最關(guān)鍵的方式。

（二）現(xiàn)澆混凝土的裂縫控制

對(duì)于現(xiàn)澆筑的混凝土，其在配筋時(shí)制定配筋方案應(yīng)盡量達(dá)到直徑小、間距密的要求。為了加強(qiáng)混凝土與鋼筋之間的握裹力，在嚴(yán)格要求的位置，最好利用熱軋帶柱鋼筋。同時(shí)最好選用變形鋼筋來(lái)設(shè)置分布筋和構(gòu)造筋。而在設(shè)置直徑細(xì)的分布筋、構(gòu)造筋時(shí)選用冷軋鋼筋對(duì)裂縫的減少會(huì)產(chǎn)生理想的效果。負(fù)彎矩鋼筋可以在支座中的拉通延伸中來(lái)使中跨、墻體與樓板之間的變形達(dá)到平衡狀態(tài)。分布筋在單向板中的設(shè)置數(shù)量通常至少為5根，隨溫度變化帶來(lái)的影響程度可以再進(jìn)行添加。另外墻角處在設(shè)置放射鋼筋時(shí)應(yīng)注意鋼筋的長(zhǎng)度應(yīng)大于2米，且設(shè)置放射筋的時(shí)每處至少7根。鋼筋之間的距離不應(yīng)超過(guò)100mm，使現(xiàn)澆板與放射筋應(yīng)力作用范圍一致，進(jìn)而控制裂縫。預(yù)埋PVC電線管時(shí)應(yīng)避免線管重疊交叉，此外設(shè)置固定支架來(lái)防止電線管影響樓板。在交叉位置利用塑料接線盒來(lái)避免管線交叉時(shí)過(guò)分削減混凝土厚度。

（三）利用鋼纖維混凝土控制裂縫

近幾年來(lái)鋼纖維混凝土雖然在理論研究上已經(jīng)取得進(jìn)一步發(fā)展，但在實(shí)際工程的應(yīng)用中仍處于不成熟階段。對(duì)于鋼筋混凝土中遇到的混凝土梁的裂縫寬度的驗(yàn)算結(jié)果不符合設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定的問(wèn)題，通常我們采用放寬截面尺寸、提升混凝土的強(qiáng)度、縮小鋼筋直徑等手段，但是很多情況下，這些措施并不能有效解決問(wèn)題，因?yàn)樘囟ńㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的限制不能使這些措施得到實(shí)施。而加入鋼纖維就可以使混凝土梁抵抗開裂的能力得到明顯提升，進(jìn)而使建筑中的裂縫寬度滿足設(shè)計(jì)需求，符合混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。

案例分析：例如上海某期商業(yè)住宅工程因?yàn)橄募臼┕て谳^長(zhǎng)，溫差較大，造成了樓板多處開裂。這種裂縫形成的形狀呈龜裂狀，分布位置不均勻，且裂縫比較窄，約為0.05-0.2mm。這些裂縫主要在混凝土澆筑后硬化過(guò)程的前期形成。控制此類建筑裂縫可以從建筑材料的選取以及對(duì)建筑材料進(jìn)行人工控溫等方面入手。

由于內(nèi)墻表面形成的裂縫主要是粉刷材料自然干縮引起的，因此在對(duì)粉刷材料進(jìn)行選取時(shí)要盡量符合規(guī)定。砂漿的水泥含量不宜過(guò)多，另外砂的細(xì)度模數(shù)以及含泥量都要嚴(yán)格控制。另外要注意控制好砂漿的厚度。對(duì)混凝土的集料要進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，以保障其質(zhì)量以及等級(jí)達(dá)到檢驗(yàn)要求。比如粗骨料必須要選用含泥量小于1%，且針片狀較少的。而細(xì)骨料就必須采用含泥量小于2%，且細(xì)度模數(shù)應(yīng)高于2.5。適當(dāng)添加粉煤灰或減水劑等外加劑，來(lái)達(dá)到延長(zhǎng)初凝時(shí)間，在增加熱量散失時(shí)間的同時(shí)還能達(dá)到節(jié)約水泥，增強(qiáng)其和易性的作用。另外采取分層關(guān)注法也能夠使混凝土的抗裂能力得到增強(qiáng)。在澆筑時(shí)，如果下層混凝土處于初凝狀態(tài)，就要將混凝土的澆筑速度放慢，來(lái)降低水化熱散失速度，使強(qiáng)熱比得到減弱。為了避免氣溫變化對(duì)建筑工程的影響，最好在墻身外側(cè)使用麻袋進(jìn)行遮蓋，另外在澆筑前注意澆水來(lái)降溫。由此起到控溫的作用，以避免外界氣溫對(duì)混凝土造成影響，形成裂縫。

結(jié)語(yǔ)：

建筑裂縫的產(chǎn)生直接影響到建筑工程的安全性，所以要對(duì)混凝土的澆筑過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格控制來(lái)盡可能防止裂縫的形成。此外要做好養(yǎng)護(hù)工作，防止外界因素對(duì)混凝土的硬化過(guò)程產(chǎn)生影響。提高對(duì)建筑中裂縫問(wèn)題的重視度，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)做到科學(xué)合理、注重細(xì)節(jié)、嚴(yán)格監(jiān)督來(lái)保障建筑質(zhì)量。

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