工民建中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)裂縫的控制問題已經(jīng)逐漸的成為了工民建中鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)領(lǐng)域所廣泛關(guān)注的質(zhì)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(qū)別、結(jié)構(gòu)設(shè)計或施工中近似計算的模型選擇以及裂縫控制設(shè)計原則與措施四個角度對工民建中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制問題做了相關(guān)性闡述。
關(guān)鍵詞：工民建；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)裂縫；控制分析

目前，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷迅速發(fā)展，工民建工程領(lǐng)域也呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展趨勢，但隨之而來的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題，已經(jīng)逐漸對工民建工程的正常施工以及工程質(zhì)量產(chǎn)生了較大的影響，是工民建中鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)領(lǐng)域急需解決的關(guān)鍵性技術(shù)難題，加強鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制，是工民建工程質(zhì)量的可靠保證。

一、裂縫產(chǎn)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(lǐng)域發(fā)生了較大的變化，產(chǎn)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(xiàn)場進行攪拌混凝土逐漸的轉(zhuǎn)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(dāng)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(yīng)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(jié)構(gòu)的混凝土強度等級呈現(xiàn)出了日益增高的趨勢，但是有諸多建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(dǎo)致了水泥標(biāo)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(xì)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(xiàn)了相應(yīng)的增加。
3.混凝土結(jié)構(gòu)的約束應(yīng)力逐漸增大
目前混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)模增大，結(jié)構(gòu)形式的復(fù)雜，超長、厚、靜定結(jié)構(gòu)已成為常用結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)有顯著約束性，可引起各種變形作用的較大約束應(yīng)力。
4.忽略結(jié)構(gòu)約約束
國內(nèi)外結(jié)構(gòu)設(shè)計中都經(jīng)常忽略構(gòu)造鋼筋重要性，因而經(jīng)常出現(xiàn)構(gòu)造性裂縫。結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常忽略結(jié)構(gòu)約束性質(zhì)，不善于利用“抗與放”的設(shè)計原則，缺乏相應(yīng)的設(shè)計施工規(guī)范、規(guī)程。
5.養(yǎng)護方法不當(dāng)
目前在混凝土施工中采用的養(yǎng)護方法基本沿用過去簡易的方法，這種方法已遠(yuǎn)不適應(yīng)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(rèn)泵送商品混凝土對混凝土的質(zhì)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(qū)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(xué)作用硬化成為一種多空隙復(fù)合材料，由于初始溫度收縮應(yīng)力作用而形成內(nèi)部許多微觀裂縫，在外力作用下擴展成宏觀裂縫，繼續(xù)擴展對素混凝土迅速導(dǎo)致破壞。
但是，對于鋼筋混凝土，有充分構(gòu)造配筋的鋼筋混凝土出現(xiàn)一定程度的裂縫，不會迅速導(dǎo)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(gòu)造配筋顯得十分重要，可以有效地控制裂縫的出現(xiàn)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(lǐng)域解決變形作用引起裂縫的問題主要是按混凝土設(shè)計規(guī)范采取設(shè)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(xiàn)象：有的工程尺寸很小，卻出現(xiàn)了嚴(yán)重開裂；也有的工程超長而未出現(xiàn)開裂，說明設(shè)縫不是決定開裂的唯一因素。其它如材料級配、結(jié)構(gòu)約束、結(jié)構(gòu)配筋、施工工藝、養(yǎng)護條件及環(huán)境溫濕度氣象條件等都影響結(jié)構(gòu)約束內(nèi)力及裂縫。通過工程裂縫反算與現(xiàn)場推力試驗，假定結(jié)構(gòu)相互連續(xù)式約束采用水平彈簧模型，彈簧側(cè)移剛度由試驗和經(jīng)驗給出。推導(dǎo)出長墻中部正截面法向拉應(yīng)力，端部剪應(yīng)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(yīng)力分析中提出了考慮彈性反抗作用、裝配式系數(shù)、徐變影響系數(shù)、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(fù)的校核與補充。

四、裂縫控制設(shè)計原則與措施
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)使用功能決定的。裂縫控制的主要方法是通過設(shè)計、施工、材料等方面綜合技術(shù)措施將裂縫控制在無害范圍內(nèi)。綜合技術(shù)措施包括：合理選擇結(jié)構(gòu)形式，降低結(jié)構(gòu)約束程度，對與水平構(gòu)件梁、板、墻等采用中低強度級混凝土，加強構(gòu)造配筋，如板頂部的受壓區(qū)連續(xù)配筋，板的陽角及陰角配置放射筋，增加梁的腰筋間距200mm。優(yōu)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(zhì)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(yǎng)護技術(shù)，盡量利用混凝土后期強度。超長結(jié)構(gòu)可采取跳倉澆灌或后澆帶方法施工。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)難免出現(xiàn)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(xué)灌漿技術(shù)處理，滿足設(shè)計使用和耐久。

結(jié)語：
在建筑工程領(lǐng)域，工民建中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制問題是影響整個工民建工程質(zhì)量的關(guān)鍵性問題之一。近二十年以來，隨之我國建筑工程材料技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，混凝土的均質(zhì)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(jié)構(gòu)裂縫的控制技術(shù)難度。因而在實際的工程建設(shè)工程當(dāng)中，要采取積極有效的措施，最大程度的控制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題，確保整個工民建工程質(zhì)量的達標(biāo)。
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