工民建中鋼筋混凝土結構裂縫的控制分析
王永濤 張國彬
摘要：近些年以來，鋼筋混凝土結構裂縫的控制問題已經逐漸的成為了工民建中鋼筋混凝土的結構領域所廣泛關注的質量性問題。對此，本文主要從裂縫的直接原因、鋼筋混凝土與素混凝土裂縫控制的區別、結構設計或施工中近似計算的模型選擇以及裂縫控制設計原則與措施四個角度對工民建中鋼筋混凝土結構裂縫的控制問題做了相關性闡述。
關鍵詞：工民建；鋼筋混凝土；結構裂縫；控制分析

目前，隨著我國社會經濟的不斷迅速發展，工民建工程領域也呈現出了良好的發展趨勢，但隨之而來的鋼筋混凝土結構的裂縫問題，已經逐漸對工民建工程的正常施工以及工程質量產生了較大的影響，是工民建中鋼筋混凝土的結構領域急需解決的關鍵性技術難題，加強鋼筋混凝土結構裂縫的控制，是工民建工程質量的可靠保證。

一、裂縫產生的直接原因
1.收縮以及水化熱的增加
自從七十年代末以來，我國混凝土的施工工藝領域發生了較大的變化，產生了新型泵送商品的混凝土施工工藝，從而由過去的低動性、干硬性以及現場進行攪拌混凝土逐漸的轉向了集中性攪拌以及大流動性的泵送澆注，因而在施工過程當中，水泥的用量也隨之有所增加，水灰之比也進一步提高，其砂率相應增大，骨料的粒徑隨之減小，而用水量增多，這一系列變化都使得收縮以及水化熱有所增加。
2.混凝土的強度等級不斷提高
就目前的情況而言，工民建中建筑結構的混凝土強度等級呈現出了日益增高的趨勢，但是有諸多建筑結構往往較不合理的選擇過高強度等級。在通常情況下，強度等級越高，其安全度隨之會越大，因而較多的建筑結構盲從于混凝土強度等級的提高，有時可能為了施工方面的便利，而采用高強度的混凝土，從而導致了水泥標號的增加，水泥的用量隨之加大，水用量也有所升高，粗骨料以及細骨料徑則相對偏小，砂率偏大，這些變化都使得水化熱以及收縮出現了相應的增加。
3.混凝土結構的約束應力逐漸增大
目前混凝土結構規模增大，結構形式的復雜，超長、厚、靜定結構已成為常用結構形式，這種結構有顯著約束性，可引起各種變形作用的較大約束應力。
4.忽略結構約約束
國內外結構設計中都經常忽略構造鋼筋重要性，因而經常出現構造性裂縫。結構設計中經常忽略結構約束性質，不善于利用“抗與放”的設計原則，缺乏相應的設計施工規范、規程。
5.養護方法不當
目前在混凝土施工中采用的養護方法基本沿用過去簡易的方法，這種方法已遠不適應泵送混凝土的較大溫度收縮變形的要求。
6.混凝土抗拉性能不足
這種裂縫在抗力方面都是由于混凝土抗拉性能不足引起的。國際公認泵送商品混凝土對混凝土的質量有很大的提高，對供給方式有重要的改進，但增加了混凝土裂縫控制難度，因此，這類問題是國際上鋼筋混凝土的共性難題。

二、鋼筋混凝土與素混凝土裂縫控制的區別
尚未荷載作用混凝土，組合材料包括水泥、水、砂、石、外加劑及摻合料等組分相互物理化學作用硬化成為一種多空隙復合材料，由于初始溫度收縮應力作用而形成內部許多微觀裂縫，在外力作用下擴展成宏觀裂縫，繼續擴展對素混凝土迅速導致破壞。
但是，對于鋼筋混凝土，有充分構造配筋的鋼筋混凝土出現一定程度的裂縫，不會迅速導致破壞，只是限制裂縫寬度問題，使其不達到有害程度。因此，構造配筋顯得十分重要，可以有效地控制裂縫的出現及分散裂縫。

三、鋼筋混凝土裂縫控制中計算模型的選擇
工民建領域解決變形作用引起裂縫的問題主要是按混凝土設計規范采取設永久性變形縫的辦法，該法解決了許多裂縫問題，但有許多反常現象：有的工程尺寸很小，卻出現了嚴重開裂；也有的工程超長而未出現開裂，說明設縫不是決定開裂的唯一因素。其它如材料級配、結構約束、結構配筋、施工工藝、養護條件及環境溫濕度氣象條件等都影響結構約束內力及裂縫。通過工程裂縫反算與現場推力試驗，假定結構相互連續式約束采用水平彈簧模型，彈簧側移剛度由試驗和經驗給出。推導出長墻中部正截面法向拉應力，端部剪應力，伸縮縫許可間距以及一再從中間開裂的機理。在排架及框架約束應力分析中提出了考慮彈性反抗作用、裝配式系數、徐變影響系數、開裂剛度。多年來通過裂縫處理實踐近似理論計算進行了反復的校核與補充。

四、裂縫控制設計原則與措施
鋼筋混凝土結構的裂縫是不可避免的，但其有害程度是可以控制的，有害與無害的界限由結構使用功能決定的。裂縫控制的主要方法是通過設計、施工、材料等方面綜合技術措施將裂縫控制在無害范圍內。綜合技術措施包括：合理選擇結構形式，降低結構約束程度，對與水平構件梁、板、墻等采用中低強度級混凝土，加強構造配筋，如板頂部的受壓區連續配筋，板的陽角及陰角配置放射筋，增加梁的腰筋間距200mm。優選有利于抗拉性能的混凝土級配，盡力減小水灰比、減少坍落度、降低砂率增加骨料粒徑，降低含泥量及雜質含量。選用影響收縮和水化熱較小的外加劑和摻合料。采取保溫保濕的養護技術，盡量利用混凝土后期強度。超長結構可采取跳倉澆灌或后澆帶方法施工。復雜的結構難免出現少量裂縫影響正常使用和耐久性。少量有害裂縫采用近代化學灌漿技術處理，滿足設計使用和耐久。

結語：
在建筑工程領域，工民建中鋼筋混凝土結構裂縫的控制問題是影響整個工民建工程質量的關鍵性問題之一。近二十年以來，隨之我國建筑工程材料技術的不斷發展創新，混凝土的均質性也隨之得到了較大程度的提高，與此同時，也進一步增加了鋼筋混凝土結構裂縫的控制技術難度。因而在實際的工程建設工程當中，要采取積極有效的措施，最大程度的控制鋼筋混凝土結構裂縫問題，確保整個工民建工程質量的達標。
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