關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)控工程裂縫的思考

徐航新，余　佳（.中航長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南長(zhǎng)沙40000；.廣州鐵路集團(tuán)公司，湖南　長(zhǎng)沙　40000）

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關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)控工程裂縫的思考

徐航新1，余佳2
（1.中航長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南長(zhǎng)沙410000；2.廣州鐵路集團(tuán)公司，湖南長(zhǎng)沙410000）

在建筑工程施工中，混凝土是十分重要的施工材料，不可避免的會(huì)帶來(lái)各種裂縫問(wèn)題。根據(jù)研究，混凝土裂縫具有可控性特點(diǎn)，因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，可以采取有效的預(yù)控措施，加強(qiáng)抗裂處理。對(duì)此，本文首先介紹了幾種常見的建筑結(jié)構(gòu)裂縫類型，然后對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題產(chǎn)生原因以及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段裂縫問(wèn)題預(yù)控措施進(jìn)行了詳細(xì)探究。

建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；裂縫

1　引言

現(xiàn)階段，在建筑工程施工過(guò)程中，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，在建筑工程施工中，混凝土裂縫較為常見，對(duì)此，可以采用一系列措施控制建筑工程裂縫，提升建筑工程施工質(zhì)量。

2　建筑結(jié)構(gòu)裂縫的類型

2.1收縮裂縫

在建筑工程施工過(guò)程中，收縮裂縫的類型有很多種，包括：①干縮收縮裂縫，這一裂縫是由于集料以及水泥石變形不一致所造成的，干縮收縮裂縫裂縫比較細(xì)小，而且一般存在于建筑工程表面，呈縱橫交錯(cuò)狀態(tài)，在較大的粗集料周圍集中，呈輻射狀。②沉降收縮裂縫，這一裂縫的產(chǎn)生原因是混凝土配比不同，骨料密度不同，因此在混凝土澆筑過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)骨料分布不均勻的問(wèn)題，進(jìn)而造成沉降收縮裂縫。③塑性收縮裂縫，這一裂縫的產(chǎn)生原因是在混凝土初凝完成后，混凝土結(jié)構(gòu)表面會(huì)出現(xiàn)失水的問(wèn)題，進(jìn)而產(chǎn)生開裂，塑性收縮裂縫裂縫比較淺，而且形狀不規(guī)則。在建筑工程中，常見混凝土收縮裂縫如圖1所示。

2.2應(yīng)力裂縫

收縮裂縫以及溫度裂縫均屬于應(yīng)力裂縫的形式，在現(xiàn)澆混凝土裂縫中也最為常見，收縮裂縫則主要由混凝土硬化造成。由于受到自然環(huán)境的影響，混凝土澆筑后隨著時(shí)間變化，其內(nèi)部水分會(huì)逐漸蒸發(fā)，致使體積越來(lái)越小，從而產(chǎn)生收縮裂縫。

2.3溫度裂縫

在建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)中，如果混凝土內(nèi)外溫差比較大，則會(huì)出現(xiàn)溫差裂縫。通常情況下，溫度裂縫發(fā)生在施工過(guò)程中，其形式有深入型以及貫穿型，深入和貫穿的溫度裂縫與短邊方向基本平行，但是，如果裂縫比較淺，則往往很難找出分布規(guī)律。

3　混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題產(chǎn)生原因

3.1建筑混凝土材料方面

圖1　常見混凝土收縮裂縫

建筑混凝土是施工當(dāng)中應(yīng)用的最多的材料之一，因而對(duì)于建筑工程裂縫的產(chǎn)生也具有關(guān)鍵作用。首先對(duì)混凝土材料自身引起工程裂縫的原因進(jìn)行分析，就會(huì)更加深入地了解出現(xiàn)建筑工程裂縫問(wèn)題的原因?，F(xiàn)階段，為了充分利用混凝土資源使混凝土的使用更加的規(guī)范，就要嚴(yán)格的按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行混凝土的采購(gòu)和利用。由于商品混凝土價(jià)格比較低廉，因此，在建筑工程施工中，一般都采用商品混凝土進(jìn)行施工。雖然商品混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，但是由于其含沙量比較高，而且水灰比比較大，因此，在建筑工程施工過(guò)程中，混凝土質(zhì)量以及施工質(zhì)量很難得到保證，這就會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫問(wèn)題增加。傳統(tǒng)的混凝土材料含砂率一般在35～36%之間，但是，商品混凝土的含砂率一般在42～45%之間。除此以外，商品混凝土水灰比也高于傳統(tǒng)混凝土水灰比，傳統(tǒng)混凝土水灰比一般在0.5左右，而商品混凝土的水灰比一般在0.7左右，除此以外，商品混凝土中水泥的使用量也傳統(tǒng)混凝土水泥使用量相比也有所增加。由此可見，上述多種原因會(huì)導(dǎo)致商品混凝土的抗拉輕度變?nèi)?，在一定程度上使整體的工程質(zhì)量出現(xiàn)降低減弱的現(xiàn)象。另外，抗拉強(qiáng)度是非常重要的，一旦抗拉強(qiáng)度減弱以后，由于不能滿足建筑工程設(shè)計(jì)負(fù)載荷方面的要求，最終就會(huì)使得建筑工程出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。因此，建筑工程在今后使用商品混凝土進(jìn)行施工過(guò)程中，一定要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)商品混凝土的配制比例進(jìn)行控制，這樣才能從根本上解決建筑工程由于混凝土材料自身而引起的裂縫問(wèn)題。

3.2建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面

不同的建筑結(jié)構(gòu)具有不用的性能要求，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該結(jié)合建筑工程結(jié)構(gòu)的性能要求，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，只有保證混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，并且對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)荷載進(jìn)行具體分析，才能夠?yàn)榛炷敛牧系倪x擇以及配合比設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)，盡量減少混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題的發(fā)生幾率。在建筑工程施工過(guò)程中，如果對(duì)于混凝土標(biāo)號(hào)選擇不當(dāng)，或者混凝土結(jié)構(gòu)荷載均勻性比較差，則會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。

4　建筑工程出現(xiàn)裂縫問(wèn)題預(yù)防措施

4.1選材和配合比設(shè)計(jì)方面

在選材和配合比設(shè)計(jì)方面，注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：①結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)要求以及混凝土強(qiáng)度等級(jí)需要，合理選擇水泥品種；②結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求，合理確定混凝土含泥量，并且選用級(jí)配優(yōu)良的砂以及石原材料，在混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果水灰比、砂率選擇不當(dāng)，則很容易出現(xiàn)混凝土和易性出現(xiàn)偏差的問(wèn)題，最終就會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)離析、泌水以及保水性不良等問(wèn)題，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)收縮量增加；③在混凝土拌合過(guò)程中，如果摻合料或者外加劑選用不當(dāng)，也會(huì)導(dǎo)致混凝土收縮率增加，因此，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況合理選用混凝土外加劑和摻和料；④如果水泥用量越大、用水量越高，則會(huì)導(dǎo)致水泥漿體積增加，坍落度，對(duì)此，在確定好混凝土材料配合比后，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行深入調(diào)查研究，結(jié)合實(shí)際情況確定混凝土設(shè)計(jì)坍落度；⑤對(duì)不同品種、不同摻量的膨脹劑所起到的不同膨脹效果進(jìn)行綜合分析，正確掌握混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。

4.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度方面

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于建筑的強(qiáng)度一定要進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算在對(duì)強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)束后，對(duì)于得出的結(jié)果要進(jìn)行核實(shí)，才能對(duì)建筑整體的剛度進(jìn)行深入的設(shè)計(jì)。此外，還要充分地對(duì)整體的建筑剛度進(jìn)行考慮，以實(shí)現(xiàn)整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，只有這樣才能有效防止出現(xiàn)因?yàn)椴痪鶆虺两惮F(xiàn)象引發(fā)的裂縫問(wèn)題。

4.3嚴(yán)格控制構(gòu)件厚度

根據(jù)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件的厚度大小會(huì)在一定程度上影響裂縫問(wèn)題的產(chǎn)生幾率，如果構(gòu)件厚度比較小，則更容易出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。對(duì)此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格控制混凝土構(gòu)件厚度。

4.4加強(qiáng)配筋設(shè)計(jì)方面

在建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅需要嚴(yán)格控制建筑工程的整體剛度，而且還應(yīng)該重視建筑工程樓板的配筋問(wèn)題。根據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在建筑工程施工過(guò)程中，由于樓板配筋方面存在著配筋的直徑過(guò)大配筋的間距過(guò)大等問(wèn)題，很容易導(dǎo)致建筑工程在投人使用后出現(xiàn)了裂縫現(xiàn)象。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員就要在樓板配筋的過(guò)程當(dāng)中，必須遵循以下原則：樓板配筋的直徑除了要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求之外，還應(yīng)該盡可能的細(xì)，以縮小鋼筋之間的間距。

4.5鋼纖維混凝土的應(yīng)用要求

在建筑工程施工過(guò)程中，對(duì)于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要嚴(yán)格的控制，在對(duì)鋼筋混凝土梁進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)裂縫寬度無(wú)法滿足 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的寬度要求的問(wèn)題，主要的方法有：可以通過(guò)一些措施進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，增加建筑結(jié)構(gòu)截面的尺寸、不斷提高混凝土強(qiáng)度的等級(jí)、減少鋼筋直徑或增大鋼筋截面面積等；通過(guò)這些措施能夠使裂縫寬度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。另外，如果梁的最大裂寬程度降低，抗裂程度就對(duì)應(yīng)的提高，這種方法在防空的地下室結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用較廣，也可以用于對(duì)抗建筑裂度要求較高的混凝土結(jié)構(gòu)。

5　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著鋼筋混凝土材料的普及使用，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度有所增大，通過(guò)對(duì)現(xiàn)澆混凝土加以分析，主要裂縫有收縮裂縫、應(yīng)力裂縫、溫度裂縫等等，造成混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因也多種多樣，主要原因體現(xiàn)在材料方面、設(shè)計(jì)方面。對(duì)此，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該合理選擇施工材料，并結(jié)合工程設(shè)計(jì)要求確定混凝土配合比，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制構(gòu)件厚度，加強(qiáng)配筋設(shè)計(jì)方面，同時(shí)還需要確保鋼纖維混凝土應(yīng)用符合相關(guān)要求，這樣才能有效減少裂縫問(wèn)題的發(fā)生幾率。

［1］鐘和平.通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)控工程裂縫［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（08）：149.

［2］錢元江.試論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中控制裂縫的措施［J］.中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)，2011（26）：256.

［3］鄧國(guó)梅，任寶麗.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)控工程裂縫探析［J］.廣東科技，2013，22（10）：150～151.

余 佳（1982-），女，工程師，工程碩士，主要從事工程管理工作。

TU755

A

2095-2066（2016）19-0193-02

2016-6-20

徐航新（1983-），男，工程師，本科，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。