探究建筑工程混凝土結構設計與抗裂處理

高巖 徐超穎

摘要：隨著我國市場經濟的快速發展和城市化進程的不斷推進，建筑業也實現了前所未有的發展，保證建筑工程的施工質量是促進建筑企業發展的關鍵，混凝土是我國建筑工程中普遍應用的材料，在混凝土施工中，有一種現象經常出現，那就是裂縫現象，影響了工程建筑的整體質量，因此，在進行建筑工程混凝土結構設計時，要對混凝土裂縫進行抗裂處理，確保建筑的質量，本文主要論述建筑工程混凝土結構設計和抗裂處理。

關鍵詞：建筑工程；混凝土；結構設計；抗裂處理

中圖分類號：TU198文獻標識碼： A

伴隨我國城市化進程的不斷推進，我國建筑工程事業發展迅速，建筑工程中混凝土結構是現階段我國普遍使用的，因為建筑結構設計趨于復雜，因此，為混凝土結構設計提出了新的要求，混凝土裂縫現象是混凝土施工中經常出現的問題，直接影響了建筑工程的整體質量，因此，必須采取相應措施，進行抗裂處理。

一、建筑工程混凝土結構設計產生裂縫的原因

（一）塑性變形的作用

因為塑性變形引起的裂縫，主要在混凝土硬化前出現，其原因是因為在硬化前混凝土本身仍在塑性狀態，其上部結構的均勻沉降會有相應的限制，導致結構出現裂縫。在混凝土結構中，如果骨料的粒徑太大、鋼筋的直徑過粗、混凝土的表面積增大，都可能造成混凝土相對于垂直方向的收縮，其水平收縮比較困難，會出現不規則的裂縫，這些裂縫的表現形式為互相平行，裂縫之間的間距一般為 0.3到1mm，而且裂縫本身會有一個相對的深度。

（二）環境因素

因為混凝土具有熱脹冷縮的特點，因此，如果混凝土內部出現水化熱現象，或者周圍環境產生變化，混凝土內部結構就會因為溫度的變化而發生變形。在建筑工程中，其配件會相互限制，而且會受到溫度的影響，導致溫度應力形成，如果混凝土的抗裂能力小于溫度應力，就會出現因為溫度應力而形成的裂縫。比如混凝土出現大面積的裂縫。因溫度應力產生的裂縫的特點是裂縫寬度不同，但是形成后，不會有大幅度的變化，只有溫度改變時，裂縫寬度才能發生變化。一般情況下，裂縫或者在表面出現或者是比較深的狀態或者是貫穿走向，其中出現在表層的分布沒有規律可循；貫穿走向或者比較深的裂縫分布規律是和主筋接近于平行的狀態。如果混凝土出現的裂縫寬度在規定范圍內，那么都屬于正常的現象。但是，如果混凝土產生的裂縫超出標準寬度，那么就要高度重視起來。其裂縫的形成會影響其穩定性，而且會降低混凝土構件的承載負荷能力，還會降低耐用性。

（三）應力作用

因為應力作用產生的裂縫，其主要原因是因為混凝土結構收縮徐變導致的。其中較為常見的裂縫形式包括結構自身收縮、干燥收縮、塑性收縮以及炭化收縮。在混凝土結構施工中，完成澆筑后，會有一個硬化的過程，在硬化過程中，因為混凝土內部的水分不斷蒸發，會逐漸減小混凝土的體積，使得混凝土收縮產生，因為混凝土在收縮時會受到支座的制約，使其不能任意伸展，當約束應力達到一定程度時，一定會造成現澆的混凝土板開裂，裂縫的位置一般都出現在應力較為集中的地方。另外，若混凝土未達到一定強度時便過早的拆?；蚴腔炷廖赐耆虝r便在其上施加荷載，也都會導致混凝土出現裂縫。

（四）地下室及樓板的混凝土結構產生裂縫的原因

在地下室建筑中，要大量使用混凝土，在施工中，很容易會因為混凝土干燥收縮而導致裂縫產生。因此，在地下室建筑中使用混凝土，設計人員在設計時，會在混凝土的配料中摻入纖維膨脹混凝土或者膨脹劑解決這個現象。纖維膨脹混凝土可以防止出現裂縫，針對可以導致危害大裂縫的裂縫可以進行細化處置。摻入的膨脹劑是為了避免混凝土收縮，在施工中普遍運用這種方式。策劃建筑的地下室時，設計人員要提前對地下室的后澆范圍進行科學的規劃?，F階段，雖然已經有很多建筑物已經把地下室后澆帶的增加到一百到一百五十米，但是其實踐證明，由于在建筑好地下室之后還要開展回填，所以周圍環境還是沒有太大的改變，這時就不用再考慮收縮方面。因此，現階段，對地下室和樓板進行設計時，工程人員要特別注意對其混凝土進行澆筑，而且要提高養護等工作的重視程度。

二、抗裂處理

（一）合理選擇混凝土原材料

盡可能使混凝土非正常的裂縫減少。首先對于原材料的配置，保證選擇正確的原材料的種類，直接關系到混凝土的開裂情況。由于混凝土自身有的熱脹冷縮特征，在進行材料配比時，水灰水泥量大、大用水量、外加劑失水過多、少粗骨料用量、錯誤的振搗方式、周邊溫度太高、沒有相應的保濕養護都會導致混凝土表面產生裂縫。20世紀初期，為了減低水化熱帶來的溫度升高，將火山灰摻入到混凝土中；20世紀30年代，低水化熱的水泥被研究出來。在混凝土攪拌中減少水泥量、粗骨料的顆粒加粗、熱遇到就會變冷的材料、減低澆筑高度以及冷卻管道等方法，都有效的降低了水化熱溫度，控制因為水化熱產生的裂縫現象。因此，水泥選擇時就要考慮選擇水化熱較低的型號、合理配比水灰、降低混合料中水泥和水的用量，摻入外加劑來控制水泥水化熱現象，使得熱裂縫減少。

（二）提高結構承載力

在建筑工程結構設計中，有時梁板的撓度和承載力都符合相關規定，但是，實際情況卻并非如此，會產生撓度相對大和承載力相對較小的現象，這種偏差也會導致工程項目產生裂縫，這時，其解決方式為促使結構配筋率提高、使得梁截面或板厚加大。根據混凝土的承載力會受到溫度和濕度等自然環境的影響，使其降低承載力，因此對混凝土相關項目的設計必須考慮留有一定的安全余地，從而保障工程項目的安全、持久和耐用。另外，因為建筑地基會產生不均勻沉降，導致受力不均，造成裂縫問題，其對策為促進基礎的整體性能的加強。

（三）地基的不均勻沉降現象盡量減少

即使由于地基的不均勻沉降產生的裂縫的案例少，但是位于采空區的建筑物特別容易發生。那么就要促進基礎的整體性，以減小地基不均勻沉降對結構的影響，例如，在獨立基礎中，設置拉梁。其實在許多工程中有很嚴重的裂縫現象。建議在拉梁兩端各設一道后澆帶，當地質條件良好時，可以設置一道后澆帶，也可以不設置。

（四）對結構的尺寸進行合理設計

溫差變化或材料的變形都可能造成混凝土結構產生裂縫，如果結構的尺寸過長，混凝土結構會因溫差和材料的變形，增大應力作用，這時建筑的墻體和樓板就會產生橫向裂縫，據不完全統計，結構的應力與其長度呈非線性關系，因此，在進行結構設計時，一定要保證結構的尺寸滿足設計規范要求，以防止或減少出現結構裂縫。

結語：

在建筑工程中，混凝土裂縫現象對建筑工程有直接的影響，不但影響建筑美觀，而且會造成安全隱患，甚至會影響建筑工程的質量。因此，在建筑工程混凝土結構設計中，要采取相應的措施對裂縫進行處理，防止因為裂縫產生而影響工程質量，保證工程企業的發展。

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