探析结构设计预防裂缝措施

1、探析结构设计预防裂缝措施【摘要】就目前工程建设领域，钢筋混凝土结构的裂缝 现象越来越普遍，且有日趋增多的趋势，本文着重针对这一 现象进行了探讨。【关键词】裂缝措施；应用；墙体温度裂缝；设计1裂缝的原因分析(1) 由外荷载(静、动荷载)引起的裂缝和次应力引起 的裂缝；(2) 结构的变形因素：包括受外界温度的影响而发生 收缩和膨胀、混凝土结构的不均匀沉降都会导致裂缝的产 生。其特征是结构在受到内部和外部的变化而产生变形，当 变形受到约束和限制时产生内应力，应力超过一定数值后产 生裂缝，裂缝出现后变形得到释放，内应力松弛。调查表明, 在混凝土结构中，占裂缝总数80%以上的都是由于不均匀沉 降、混凝土

2、凝结过程中的体积收缩以及温度变化差异带来的 胀缩不均匀等非外力因素造成的裂缝。2现浇混凝土楼板产生裂缝的措施房屋建设的好与坏，直接关系到市民的切身利益。房屋 出现的裂缝，轻者影响美观，重者影响安全使用，甚至会造 成不良的社会影响，由于用户对房屋的结构情况不甚了解， 房屋一旦出现裂缝，使用户产生不安全感或恐慌，有的裂缝 会造成屋面、墙面、地面渗漏，门窗变形、外墙抹面脱落等 现象，给用户带来许多烦恼，因此在房屋设计时，应高度重 视，认真分析，使裂缝隐患尽可能消除。为了有效防止和减 轻现浇混凝土楼板产生裂缝，应加强以下的措施：(1) 在设计上确保结构的整体刚度，避免因房屋不均匀 沉降引起结构内部拉应

3、力、剪应力产生，从而降低结构抵抗 温度应力的能力。(2) 现浇混凝土楼板配筋方面，尽量使用直径较细间距 较密的配筋方案，做到'细一点、密一点”。同层同方向的 钢筋直径相差不宜大于一个级别。对需严格控制裂缝的部 位，建议全部采用热轧带肋钢筋以增强其握裹力。(3) 屋面层阳角处、东西两单元和跨度23.9m时，应设 置双层双向钢筋，阳角处钢筋间距不宜大于100mm跨度 23.9m的楼板钢筋间距不宜大于150mm。跨度3. 9m的现浇 楼板上面负弯矩钢筋应一隔一拉通。(4) 外墙角处应设置放射筋，配筋范围应大于板跨的1 /3,且长度不小于2. 0m,每一角处放射筋数量不少于7根, 钢筋间距不宜

4、大于loomm。以此来满足板角应力的需要，使 现浇板产生裂缝的应力作用范围与放射筋相一致，从而有效 地改观和控制裂缝的产生。(5) 为了防止预埋pvc电线管对楼板的影响，在预埋时 设置支架固定pvc管，严禁两根管线交叉叠放，确须交叉时 应采用专门设计的塑料接线盒，以防止塑料管在管线交叉对 混凝土厚度削弱过多。在预埋电线管上部应配置钢筋网片 (4 100mm 宽度 600mm)。3墙体温度裂缝在设计中的对策砌体温度裂缝主要是由于屋面长时间受阳光辐射，导致 其温度比墙体高出许多，特别是在炎热的夏季，屋面温度是 墙体温度的两倍左右。但即使在温度相同的条件下，钢筋混 凝土的线膨胀系数也为砖砌体的两倍，

5、因此屋盖的膨胀变形 远大于墙体，两者变形不协调，结果屋面板的变形对墙体产 生很大的水平推力，从而使墙体与屋面的接触面受剪。当应 力大于墙体强度时，墙体就产生裂缝(包括水平、垂直及斜 裂缝)。对于平面为矩形的建筑物来说，房屋两端第一、第 二开间墙体承受的温度应力最大，墙体裂缝也较严重，因此 墙体温度裂缝一般为两端重、中间轻、向阳重、背阳轻。砖 混结构温度裂缝是普遍存在的现象，由于其潜在着危害性， 因此早已引起人们的关注。应加强以下措施的实施：(1) 在设计时，应注意调整楼房高度，尽量使屋面的标 高一致。对于错层的房屋宜在错层部位所有纵横墙相交处设 置墙构造柱。(2) 设置圈梁是抵抗温度裂缝的有效

6、办法。圈梁与构造 柱相连接，形成约束各片墙体的纵向和横向框格，使墙体保 持一个整体的箱形结构，改善了砌体的受力性能，提高了砌 体的抗裂能力。屋面圈梁宜沿每道墙体设置，避免采用半圈 梁引起应力集中，其余各层圈梁按规范要求设置。(3) 使用微膨胀混凝土可提高结构抵抗温度裂缝的能 力。只要微膨胀混凝土的配合比合适，施工养护好，使用微 膨胀混凝土可以避免或减轻屋面板温度裂缝的产生。另外， 在设计中，一定要慎重处理超长建筑混凝土中加入微膨胀剂 的问题。通常，由于加入微膨胀剂后混凝土的膨胀率有很大 的离散性，所以往往很难在计算上解决微膨胀剂添加量与伸 缩缝设置间距的定量关系，所以，在实际应用中，采用了微

7、膨胀剂后，仍然要结合其他措施(如后浇带、加强带等)，并 进行适当的验算，才能超出规范的限值加大伸缩缝的间距。(4) 在屋面设置纵横向分仓缝将整个屋面划分成若干个 长度较小的独立单元，以减小屋面板的总变形值。横向分仓 缝宜每隔三个开间设一道，纵向进深大于10m时宜在屋脊处 设一道纵向分仓缝，分仓缝宽20mm,采用油膏或沥青麻丝嵌 缝。(5) 砌体的抗拉、抗剪强度与砌体砂浆的强度成正比。因此，提高顶层砌体砂浆强度是提高砌体抵抗温度应 力，减少温度裂缝的经济、有效的方法。顶层砂浆的强度不 宜低于m5. 0,砖强度不宜低于mu10,同时砖砌体厚度不宜 小于240mm o(6) 减小屋盖与墙体的温差是控

8、制温度裂缝的关键，因 此，屋面设计必须按规范要求采取隔热保温措施，如设置架 空层等。4钢纤维混凝土在裂纹控制设计中的应用在结构设计中，当对钢筋混凝土梁进行裂缝宽度验算 时，经常会遇到裂缝宽度不满足混凝土结构设计规范规 定的宽度要求，经常通过一些措施进行调节，例如增加截面 尺寸、提高混凝土强度等级、减少钢筋直径或增大钢筋截面 面积等；通过这些措施使裂缝宽度满足设计要求。但在某些 情况下，采取这些措施并不能解决问题，甚至有些特殊情况 下，由于已有建筑、结构的限制等根本不能采取这些措施。 近年来，钢纤维混凝土理论有了较大的发展，已趋于成熟。 但在工程实际中的应用还有待推广。在钢筋混凝土梁的底部 加入

9、适当的钢纤维，使其与钢筋混凝土梁中的钢筋共同抵抗 开裂，可明显提高抗裂能力；使其达到设计要求，同时符合 混凝土结构设计规范中有关抗裂度或裂缝宽度的规定。对于钢筋钢纤维混凝土梁，当掺入钢纤维的体积率在 1.0-1. 5%,受拉区钢纤维混凝土层达到0.3倍的截面高度 时，钢纤维就能很好的降低裂缝宽度。同时，受拉区钢纤维 混凝土层达到0. 3倍的梁截面高度后，弯拉性能将接近全截 面钢纤维混凝土梁。钢筋钢纤维混凝土构件的正常使用性能比钢筋混凝土 构件有明显改善的主要原因有：钢纤维依靠粘结力给混凝土 基体裂缝尖端应力场施加了一个反向的应力场，缓和了混凝 土基体裂缝尖端的应力集中，阻止了裂缝的进一步发展，

10、使 荷载作用下的裂缝开展滞后，使构件开裂较晩：跨越裂缝的 钢纤维仍能传递应力，使这些钢纤维与未裂混凝土共同承担 裂缝截面上的部分拉力，降低了裂缝截面上的钢筋应力，对 裂缝开展起着约束作用，提高了裂缝之间混凝土的整体性和 构件的刚度；钢纤维增强了混凝土与纵向钢筋间的粘结锚固 力，使钢筋的粘结滑移减小，既降低了钢筋的平均应变，又 使主裂缝间钢纤维混凝土平均拉应变显著提髙，并产生许多 微细裂缝，从而降低了主裂缝宽度。由实际工程与理论计算 可见，当梁受拉区适当范围内加入场券适当的钢纤维，保持 在不改变任何已有条件的情况下，梁的最大裂缝宽度降低，抗裂度提髙，这种方法可以很好的应用于人民防空地下室结 构设计，也可以用于对抗裂度要求较高的各种混凝土结构；同时，此方法的应用可使一些复杂繁琐的裂缝宽度演算、控 制的措施变得简单。5结束语在现代建筑施工过程中，钢筋混凝土工程尤为显见，因为重视钢筋混凝土在施工过程中的各类问题，有利于建筑行 业的发展，更有利于施工的安全及工程的实用性。混凝土裂 缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量，在混凝土生产以 及施工过程中有针对性地采取预防措施，尽可能