建筑结构设计中混凝土裂缝防治对策

建筑结构设计中混凝土裂缝防治对策

孟永康

湖北省缘达化工工程有限公司 湖北 武汉 430000

摘要：目前，在国内大多数的房屋都是以钢筋混凝土结构为主。在实际施工中，由于混凝土抗拉性能较差，在荷载、温度、湿度等因素的共同影响下，以及在寒区经常遭受冻融循环等因素的影响，极易出现开裂，严重影响房屋的整体性能，给人民群众的生命和财产带来极大的危害。为此，应加大对建筑物混凝土裂缝的预防和控制。

关键词：建筑；结构设计；混凝土；裂缝；防治对策

1建筑结构设计中的混凝土裂缝产生原因

1.1设计因素

（1）设计不合理：设计方案中存在缺陷，可能导致结构受力不均匀或应力集中，从而引发混凝土裂缝。例如，柱梁连接处、悬挑长度过大等设计问题可能导致裂缝的产生。（2）设计变更：在施工过程中，若设计方案发生变更，可能导致原本受力分布发生变化。特别是在混凝土结构封顶后，擅自更改设计可能导致结构安全隐患，进而引发裂缝。

1.2材料因素

（1）水泥用量不足或质量不合格：水泥用量不足会导致混凝土强度不足，抗裂性能降低。此外，使用不合格水泥可能导致混凝土内部结构不均匀，从而引发裂缝。（2）骨料质量问题：骨料中含泥量、粒径分布等指标不合格时，会影响混凝土的强度和抗裂性能。（3）混凝土配合比不合理：混凝土配合比不合理，如水胶比过大，会导致混凝土的抗压强度和抗拉强度降低，进而容易产生裂缝。

1.3施工因素

（1）施工工艺不当：施工过程中，混凝土浇筑、振捣、养护等环节若处理不当，均可能导致裂缝的产生。（2）施工进度控制不当：过度追求施工进度，可能导致混凝土结构在强度发展过程中受到外部因素的影响，从而引发裂缝。（3）施工质量控制不严：施工过程中，对混凝土浇筑厚度、钢筋焊接质量等关键环节把关不严，可能导致混凝土裂缝的产生。

1.4环境因素

（1）温度变化：混凝土结构在施工和使用过程中，受到温度变化的影响，可能导致裂缝的产生。例如，高温干燥环境使混凝土收缩加剧，低温潮湿环境可能导致混凝土膨胀。（2）湿度变化：湿度变化会影响混凝土的吸水性和透气性，进而导致裂缝的产生。（3）地基沉降：地基沉降不均匀，会导致混凝土结构受力不均，从而引发裂缝。

2建筑结构设计中混凝土裂缝的主要危害

2.1破坏混凝土结构，严重时造成建筑物崩塌

当房屋开裂后，雨水很容易顺着缝隙渗入到房屋中，若遇到恶劣气候，比如冰冻等原因引发缝隙中的水遇冷冻结，体积增大，并在缝隙中形成扩张，从而导致裂纹的宽度与深度不断增加，造成混凝土结构的损坏。若不加以修补，任由其发展，将产生破坏性的裂纹，这些裂纹不仅对结构性能、使用性能以及耐久性能产生重大的负面作用，还可能导致房屋倒塌，给社会和人民的生命和财产带来极大的危害。

2.2致使钢筋锈蚀，破坏混凝土的粘连性

在钢筋混凝土结构中，钢筋被混凝土所包围，通常不易被腐蚀，其次，混凝土的PH值为弱碱性，因此对钢筋也有一定的保护效果。然而，由于混凝土中存在的裂纹，使得钢筋与混凝土之间形成了一种“隔离”状态，使得钢筋在没有强碱的情况下，与水、空气接触，尤其是高湿度条件下，会加快钢筋腐蚀速度，从而降低其使用寿命。此外，钢筋的腐蚀还会影响到混凝土的开裂，腐蚀降低了钢筋与混凝土之间的粘结强度，使其沿钢筋的方向出现较大的裂纹，在水气的作用下，钢筋的腐蚀会加剧，从而完全丧失对建筑的支持作用。若不能对其进行有效的修复，将会造成房屋的坍塌。

3建筑结构设计中预防混凝土裂缝的有效措施

3.1采取科学、先进的建筑结构设计理念

在建筑结构的设计中，最重要的是要按照建筑的目标需求，并将其与混凝土构件的特点相融合，运用科学先进的建筑结构设计思想，对建筑结构的关键部位和关键部位的混凝土进行高效的设计，从而极大地增强了建筑的耐用性和适应性，并控制了建筑的造价，提高了企业的经济效益。因此必须要根据建设的目的，对场地进行实地调查，对场地的实际状况了如指掌，选择一套合理的设计方案，并对其进行多次的计算与比对，以保证混凝土结构的各个构成要素都能发挥出最好的作用；例如，混凝土结构的配筋、预埋构件、包括混凝土的厚度等，都能满足施工的需要。此外，要强化对工地的实时监控，保证技术人员严格遵守施工图纸，尤其是在关键环节、隐蔽部位、预埋件等方面，要加大对其质量的监管力度，将混凝土的开裂几率降到最低，确保建筑工程的施工质量。

3.2遵循建筑平面设计基本要求

建筑平面设计的基本要求是指在建筑设计中，为使建筑物达到功能合理、美观大方、技术先进、经济合理等目标，所遵循的一些基本要求。这些要求包括：（1）功能分区：根据建筑物的使用功能，合理划分不同区域，使各区域之间既有明确的功能界限，又能保持良好的联系。（2）空间组织：在建筑空间设计中，充分考虑室内外空间的相互关系，创造舒适、宜人的空间环境。（3）结构合理：在建筑结构设计中，充分考虑结构体系的合理性，使结构简单、清晰、易于施工和维护。（4）美观大方：在建筑外观设计中，注重建筑形态、色彩、材质等方面的搭配，使建筑物具有较高的审美价值。（5）经济合理：在建筑设计中，充分考虑建设成本，力求在满足功能和质量的前提下，实现投资效益的最大化。

3.3合理控制结构构件的截面尺寸

合理控制结构构件的截面尺寸是确保工程结构安全、可靠和耐久性的关键。在工程设计中，合理选择和优化构件的截面尺寸对于提高结构的整体性能和降低成本具有重要意义。要合理控制结构构件的截面尺寸，需要熟悉相关的设计规范和标准。不同类型的结构构件在承受力方面具有不同的特点。设计人员应充分了解结构受力特点，对构件进行合理的受力分析，以确保其在使用过程中能够安全稳定地工作。例如，钢筋混凝土梁在受力过程中，跨中部位的上部钢筋主要承受弯曲压应力，下部钢筋主要承受弯曲拉应力。因此，在设计时应合理配置钢筋，以提高构件的抗弯能力。

3.4选择合理的混凝土等级

在混凝土结构工程中，选择合适的混凝土等级是非常重要的。合适的混凝土等级既能满足结构的安全性，又能兼顾工程成本。下面我们将详细介绍如何选择合适的混凝土等级。（1）结构部位：不同结构部位的受力状况和耐久性要求不同，因此需要选择不同的混凝土等级。例如，基础垫层可以选择C15；基础可以选择C20-C25；如果基础配有钢筋，可以选择C25-C30；预应力钢筋混凝土可以选择C40-C50；重要部位可以选择C60。（2）受力状况：混凝土结构所承受的荷载和弯矩大小影响混凝土等级的选择。一般来说，受弯程度较大的部位，如梁，可以选择较高的混凝土等级；受弯程度较小的部位，如杆或柱，可以选择较低的混凝土等级。（3）耐久性要求：根据结构所处的环境条件和工程特点，选择具有相应耐久性的混凝土等级。例如，处于腐蚀性环境的结构，应选择抗腐蚀性能较好的混凝土等级。（4）经济性：在满足结构安全性和耐久性的前提下，兼顾工程成本。选择性价比较高的混凝土等级。

3.5加强配筋的合理性设置

在施工过程中应重点关注加固部位、加固形式的选择，减少开裂的发生。配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力（拉或压）钢筋的面积与构件的有效面积之比，可以很好地反映建筑结构中钢筋的设置情况。在具体的建筑结构设计时，要结合建筑目标要求，加强配筋的合理设置，降低混凝土裂缝产生的概率。在结构的各个部位，其配箍率是有差别的，因此在设计时应该加以区分。例如，应按模板的长短来决定所需的钢筋数目，此外，应加大对混凝土梁两端墙或柱的支承力度，如有需要，可增设环箍，以提高主梁承载力，防止主梁沉降。在其它部位的浇筑时，应对钢筋用量进行严格的控制，尽量降低混凝土的开裂。另外，在现代的建筑结构中，一般都会使用诸如混凝土膨胀剂之类的添加剂来提高混凝土的强度，设置沉降缝和伸缩缝等，通过设置钢筋来降低混凝土的开裂。

结语：

总之，在进行建筑结构的设计过程中，要对混凝土产生的损害进行全面的了解，并对其形成机理进行深入的剖析，从而采用一种更加科学、更加先进的建筑结构设计思想，按照建筑的平面设计原理，对构件的截面尺寸选型进行适当的调控，同时还应强化配筋的适当设定等效，减少房屋发生开裂的几率，从而确保房屋的耐久和适应性。 

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