论文部分内容阅读
【摘 要】钢筋混凝土在建筑行业还将处于主导地位，而钢筋混凝土结构裂缝是影响混凝土结构安全性和耐久性的重要因素。如何控制钢筋混凝土结构裂缝是一门边缘科学，也是一个系统工程，本文主要从设计、施工、材料等方面深入分析研究了成因并提出相应的策略，可供参考。
【关键词】钢筋混凝土结构；裂缝；产生原因；预防措施
前 言
钢筋混凝土一旦出现裂缝就不容易根治；因此钢筋混凝土结构裂缝应针对成因，贯彻预防为主的原则，加强设计施工及使用等方面的管理，确保结构安全和避免不必要的损失。钢筋混凝土结构裂缝产生的原因主要有材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、擅自改变使用功能或使用不合理等，要有效控制钢筋混凝土结构裂缝，应针对成因，进行防治。
一、钢筋混凝土常见裂缝问题分析
1、材料质量。材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好，若工程上用了不合格的材料就会产生豆腐渣工程。所以说只有把好材料的质量关，工程质量才会在根本上得到保证。
2、施工工艺。施工工艺涉及的面很广，一般常涉用到的有：（1）水分蒸发，混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。（2）混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的主要看它的均匀性和密实程度。（3）模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。（4）混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切，混凝土尚处于未完全硬化状态时，如干燥过快，则产生收缩裂缝，通常发生在表面上，裂缝不规则，宽度小，另外水泥在水化及硬化过程中，散发大量热量，使混凝土内外部产生温差，超过一定值时，因混凝土的收缩不一致而产生裂缝。（5）避免在极端天气条件下施工，可以减少混凝土结构的开裂情况。
3、地基变形。在钢筋混凝土结构中，造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的。
4、温度变形。混凝土具有热胀冷缩的性质，其线膨胀系数一般为110-5/（20）。当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。在工程中，这类裂缝较多见，譬如现浇屋面板上的裂缝，大体积混凝土的裂缝等。
5、湿度变形。混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2～0.4，其发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物，通常是掺加微膨胀剂等，这样可基本解决混凝土的早期干缩问题。
6、结构受荷。结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用中都可能出现裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板受弯构件，在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%～40%的设计荷载时，就可能出现裂缝，肉眼一般不易察觉，而构件的极限破坏荷载往往是在设计荷载的1.5倍以上，所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的。在使用过程中，改变原来使用功能，如将办公室改为仓库、屋面加层、使用不当、增大荷载等均可能会引起出现裂缝。在钢筋混凝土设计规范中，分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2～0.3mm。对那些宽度超过规范规定的裂缝，以及不允许出现裂缝则应认为有害，需加以认真分析，慎重处理。
7、设计不合理。如截面不够、梁的跨度过大、高度偏小，或者由于计算错误，受力钢筋截面偏小或板太薄、配筋位置不当、节点不合理、结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中，构造处理不当，现浇主梁与次梁相交处如果没有设附加箍筋，或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土开裂。
二、钢筋混凝土裂缝控制策略分析
1、材料选用。（1）水泥： 应选用水化热较低的水泥，严禁使用安定性不合格的水泥。（2）粗骨料：宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应；有害物质及粘土含量不超过规定。（3）细骨料：宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。（4）外掺加料：宜采用减水剂等外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减少收缩。
2、配料。（1）配合比设计：应采用低水灰比、低用水量，以减少水泥用量。（2）禁止任意增加水泥用量。（3）配制混凝土时计量应准确，要严格控制水灰比和水泥用量，搅拌均匀，离析的混凝土必须重新拌匀后，方可浇筑。
3、配筋。（1）钢筋品种、规格、数量的改变、代换，必须考虑对构件抗裂性能的影响。（2）钢筋的位置要正确，保护层过大或过小都可能导致混凝土开裂，钢筋间距过大，易引起钢筋之间的混凝土开裂。
4、模板工程。（1）模板构造要合理，以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。（2）模板和支架要有足够的刚度，防止施工荷载（特别是动荷载）作用下，模板变形过大造成开裂。（3）合理掌握拆模时机，拆模时间过早，应保证早龄期混凝土不损坏或不开裂，但也不能太晚，尽可能不要错过混凝土水化热峰值，即不要错过最佳养护介入时机。
5、混凝土浇筑。（1）混凝土浇筑时应防止离析现象，振捣应均匀、适度。（2）加强混凝土的早期养护，并适度延长养护时间，在气温高、湿度低或风速大的条件下，更应及早进行喷水养护，在浇水养护有因难时，或者不能保证其充分湿润时，可采用覆盖保湿材料等方法。
6、设计构造。（1）建筑平面选型时在满足使用功能要求的前提下，力求简单，平面复杂的建筑物，容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂。（2）合理布置纵横墙，纵墙开洞应尽可能小。（3）控制建筑物有长高比，长高比越小，整体刚度越大，调整不均匀沉降的能力越强。（4）合理地调整各部分承重结构的受力情况，使荷载分布均匀，尽量防止受力过于集中。（5）减少地基的不均匀沉降，除了前述的措施外，在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度，采用不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法，来调整地基的不均匀变形。（6）适当加强基础刚度和强度。（7）层层设置圈梁、构造柱，可以增加建筑物的整体性，提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度，防止或减少裂缝，即使出现了裂缝，也能阻止其进一步发展。（8）正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定应合适，构造要合理，可以和其结构缝合并设置。（9）限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制，同样，也可以和其它结构缝合并使用。（10）部分窗台砌体应加强。对宽大的窗台下部宜设置钢筋混凝土梁，以适应窗台的变形，防止窗台处产生竖直裂缝。
7、施工技术。（1）加强地基的检查与验收工作，基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到现场验收。（2）开挖基槽时，要注意不扰动其原状结构。（3）合理安排施工顺序。
三、结语
建筑结构产生裂缝是很普遍的现象，其中最常见的要数钢筋混凝土构件以及墙体裂缝。混凝土结构尤其是受弯构件总是带裂缝工作的，在使用荷载不大的情况下，没有裂缝或这类结构性裂缝非常细微，不易为肉眼所察觉。钢筋混凝土梁出现裂缝的原因很复杂，主要有材料或气候因素、施工不当，设计或施工错误、改变使用功能或使用不合理等。本文就此展开论述，提出了自己的观点和建议。
参考文献
[1]葛军，张新培.钢筋混凝土超长结构无缝设计研究综述[J].四川建筑科学研究，2005
[2]王春武，孟少平.现浇混凝土楼板的裂缝问题[J].四川建筑科学研究，2005
【关键词】钢筋混凝土结构；裂缝；产生原因；预防措施
前 言
钢筋混凝土一旦出现裂缝就不容易根治；因此钢筋混凝土结构裂缝应针对成因，贯彻预防为主的原则，加强设计施工及使用等方面的管理，确保结构安全和避免不必要的损失。钢筋混凝土结构裂缝产生的原因主要有材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、擅自改变使用功能或使用不合理等，要有效控制钢筋混凝土结构裂缝，应针对成因，进行防治。
一、钢筋混凝土常见裂缝问题分析
1、材料质量。材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好，若工程上用了不合格的材料就会产生豆腐渣工程。所以说只有把好材料的质量关，工程质量才会在根本上得到保证。
2、施工工艺。施工工艺涉及的面很广，一般常涉用到的有：（1）水分蒸发，混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。（2）混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的主要看它的均匀性和密实程度。（3）模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。（4）混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切，混凝土尚处于未完全硬化状态时，如干燥过快，则产生收缩裂缝，通常发生在表面上，裂缝不规则，宽度小，另外水泥在水化及硬化过程中，散发大量热量，使混凝土内外部产生温差，超过一定值时，因混凝土的收缩不一致而产生裂缝。（5）避免在极端天气条件下施工，可以减少混凝土结构的开裂情况。
3、地基变形。在钢筋混凝土结构中，造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的。
4、温度变形。混凝土具有热胀冷缩的性质，其线膨胀系数一般为110-5/（20）。当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。在工程中，这类裂缝较多见，譬如现浇屋面板上的裂缝，大体积混凝土的裂缝等。
5、湿度变形。混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2～0.4，其发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物，通常是掺加微膨胀剂等，这样可基本解决混凝土的早期干缩问题。
6、结构受荷。结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用中都可能出现裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板受弯构件，在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%～40%的设计荷载时，就可能出现裂缝，肉眼一般不易察觉，而构件的极限破坏荷载往往是在设计荷载的1.5倍以上，所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的。在使用过程中，改变原来使用功能，如将办公室改为仓库、屋面加层、使用不当、增大荷载等均可能会引起出现裂缝。在钢筋混凝土设计规范中，分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2～0.3mm。对那些宽度超过规范规定的裂缝，以及不允许出现裂缝则应认为有害，需加以认真分析，慎重处理。
7、设计不合理。如截面不够、梁的跨度过大、高度偏小，或者由于计算错误，受力钢筋截面偏小或板太薄、配筋位置不当、节点不合理、结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中，构造处理不当，现浇主梁与次梁相交处如果没有设附加箍筋，或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土开裂。
二、钢筋混凝土裂缝控制策略分析
1、材料选用。（1）水泥： 应选用水化热较低的水泥，严禁使用安定性不合格的水泥。（2）粗骨料：宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应；有害物质及粘土含量不超过规定。（3）细骨料：宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中砂。（4）外掺加料：宜采用减水剂等外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减少收缩。
2、配料。（1）配合比设计：应采用低水灰比、低用水量，以减少水泥用量。（2）禁止任意增加水泥用量。（3）配制混凝土时计量应准确，要严格控制水灰比和水泥用量，搅拌均匀，离析的混凝土必须重新拌匀后，方可浇筑。
3、配筋。（1）钢筋品种、规格、数量的改变、代换，必须考虑对构件抗裂性能的影响。（2）钢筋的位置要正确，保护层过大或过小都可能导致混凝土开裂，钢筋间距过大，易引起钢筋之间的混凝土开裂。
4、模板工程。（1）模板构造要合理，以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。（2）模板和支架要有足够的刚度，防止施工荷载（特别是动荷载）作用下，模板变形过大造成开裂。（3）合理掌握拆模时机，拆模时间过早，应保证早龄期混凝土不损坏或不开裂，但也不能太晚，尽可能不要错过混凝土水化热峰值，即不要错过最佳养护介入时机。
5、混凝土浇筑。（1）混凝土浇筑时应防止离析现象，振捣应均匀、适度。（2）加强混凝土的早期养护，并适度延长养护时间，在气温高、湿度低或风速大的条件下，更应及早进行喷水养护，在浇水养护有因难时，或者不能保证其充分湿润时，可采用覆盖保湿材料等方法。
6、设计构造。（1）建筑平面选型时在满足使用功能要求的前提下，力求简单，平面复杂的建筑物，容易产生扭曲等附加应力而造成墙体及楼板开裂。（2）合理布置纵横墙，纵墙开洞应尽可能小。（3）控制建筑物有长高比，长高比越小，整体刚度越大，调整不均匀沉降的能力越强。（4）合理地调整各部分承重结构的受力情况，使荷载分布均匀，尽量防止受力过于集中。（5）减少地基的不均匀沉降，除了前述的措施外，在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度，采用不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法，来调整地基的不均匀变形。（6）适当加强基础刚度和强度。（7）层层设置圈梁、构造柱，可以增加建筑物的整体性，提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度，防止或减少裂缝，即使出现了裂缝，也能阻止其进一步发展。（8）正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定应合适，构造要合理，可以和其结构缝合并设置。（9）限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严格控制，同样，也可以和其它结构缝合并使用。（10）部分窗台砌体应加强。对宽大的窗台下部宜设置钢筋混凝土梁，以适应窗台的变形，防止窗台处产生竖直裂缝。
7、施工技术。（1）加强地基的检查与验收工作，基坑开挖后应及时通知勘察及设计单位到现场验收。（2）开挖基槽时，要注意不扰动其原状结构。（3）合理安排施工顺序。
三、结语
建筑结构产生裂缝是很普遍的现象，其中最常见的要数钢筋混凝土构件以及墙体裂缝。混凝土结构尤其是受弯构件总是带裂缝工作的，在使用荷载不大的情况下，没有裂缝或这类结构性裂缝非常细微，不易为肉眼所察觉。钢筋混凝土梁出现裂缝的原因很复杂，主要有材料或气候因素、施工不当，设计或施工错误、改变使用功能或使用不合理等。本文就此展开论述，提出了自己的观点和建议。
参考文献
[1]葛军，张新培.钢筋混凝土超长结构无缝设计研究综述[J].四川建筑科学研究，2005
[2]王春武，孟少平.现浇混凝土楼板的裂缝问题[J].四川建筑科学研究，2005