浅谈钢筋混凝土结构裂缝产生的原因及防治措施

摘要：随着混凝土结构在现代建筑中的大量使用，当前混凝土构件的裂缝现象越来越普遍。混凝土裂缝在大多工程中虽不可避免，但却可以控制。本文根据多年的工作经验主要阐述了混凝土裂缝产生的原因、防止建筑裂缝产生的技术措施及钢纤维混凝土的作用。

关键词：钢筋混凝土结构，混凝土裂缝， 控制措施

Abstract: with the concrete structure in modern architecture in the use of, the crack in the concrete component has become more and more popular. In the most concrete cracks in engineering is inevitable, but can control. Based on many years of work experience mainly expounds the cause of concrete crack, prevent the building of cracks and technical measures of steel fiber reinforced concrete action.

Keywords: steel reinforced concrete structure, concrete crack, control measures

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

前言：随着建筑技术的发展，建筑物的高度越来越高，结构设计要求也越来越高。自2001年起，我国从预制多孔板体系转化为商品混凝土现浇板体系。现浇钢筋混凝土楼板在结构安全和使用功能方面比预制板优越得多，但是楼板裂缝难以避免。建筑裂缝应得到重视，如果不加控制，会导致建筑物发生渗漏或影响结构的整体性能及抗震性能。

目前混凝土仍然是世界上使用量最大、应用最广泛的建筑材料，虽然混凝土材料的使用已经有如此长的时间，但在建筑工程混凝土质量中仍然存在许多的问题。因此对于这一问题应尽量在各方面给予重视，以避免裂缝的出现或把裂缝控制在许可的范围之内。

混凝土裂缝可以分以下几种：

1、45°斜裂缝。常出现在墙角，特别是房屋东西两端房间，呈45°状。

2、纵横向裂缝。一般出现在跨中、负弯距钢筋端部、PVC电线暗管敷埋处。一部分房间预埋PVC电线管的板面上出现裂缝，裂缝宽度达0.2mm一0.3mm左右。

3、不规则裂缝。出现部位形状无规则，或散状或龟裂状。

一、混凝土裂缝产生的原因

实际上，钢筋混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多。甚至多种因素互相影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种原因，其中最常见的是混凝土早期裂缝，混凝土早期裂缝有以下几种：

1、塑性沉降裂缝

此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍( 如钢筋、模板)而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土浇筑后O．5小时至3小时之间．混凝土尚处在塑性状态，混凝土表面消失水分时立即产生．沿着梁及板上面钢筋的走向出现，主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。另外在施工过程中如果模板绑扎的不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。

2、塑性收缩裂缝

此类裂缝产生的主要原因是混凝土浇筑后，在塑性状态时表面水分蒸发过快造成的。这类裂缝多在表面出现，产生的原因主要是混凝土浇注后3．4小时左右表面没有被覆盖．特别是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快，或者是基础、模板吸水过快，以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩，此时混凝土强度趋近于零，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。

3、温度应力裂缝

此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土浇筑后，聚积在内部的水泥水化热不易散发．造成混凝土的内部温度升高，而混凝土表面散热较快，这样形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力．表面产生拉应力。如果在混凝土表面附近存在较大的温度梯度。就会引起较大的表面拉应力，此时混凝士的龄期很短，抗拉强度很低，如果温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。

二、结构设计控制裂缝措施

1、控制墙体温度裂缝的措施

砌体温度裂缝主要是由于房屋长时间受阳光辐射，使屋面板的温度比墙体的温度高出很多，在炎热的夏季甚至高出两倍左右。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，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：

1.1 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。

1.2 设置圈梁是抵抗温度裂缝的有效办法。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。

1.3 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。

2、控制现浇混凝土楼板产生裂缝的措施

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：

2.1 在设计上应保证结构的整体刚度，防止因房屋不均匀沉降引起结构内部拉应力、剪应力产生，从而降低结构抵抗温度应力的能力。

2.2 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，楼板的分布筋与构造筋宜采用变形钢筋来增强与混凝土的握裹力，对于小直径的分布筋与构造筋来说，用冷轧钢筋比用光圆钢筋对减少裂缝的效果更好。边跨端支座的负弯矩钢筋宜在端跨内整跨拉通并延伸过第二支座，让墙体变形与楼板变形能通过拉通的负筋逐渐传递到中跨去，协调构件在温度应力作用的变形。单向板中单位长度分布筋不得少于5根，受温度变化影响较大时(如屋面板)，其分布筋应适当增加。

2.3 屋面层阳角处、东西两单元和跨度≥3．9m时，应设置双层双向钢筋，阳角处钢筋间距不宜大于lOOmm，跨度≥3．9m的楼板钢筋间距不宜大于150mm。跨度

三、钢纤维混凝土在裂缝控制设计中的作用

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人适当的钢纤维，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％一1.5％ ，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：a.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，使荷载作用下的裂缝开展滞后，使构件开裂较晚；b.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；c.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高，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人适当的钢纤维，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，抗裂度提高，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。

结束语：

在实际工程结构中，砼出现裂缝是—个普遍性的现象，也是长期令技术人员困扰的—个复杂的技术难题。裂缝在大多工程中虽然不可避免，但却可以控制。只有在设计过程中针对各影响因素考虑全面、细致，严格遵守设计规范，才能从源头上大大减少钢筋混凝土楼板产生裂缝的可能。

参考文献：

[1] GB 50010-2002，钢筋混凝土设计规范

[2]高丹盈，赵军，朱海堂．纤维混凝土设计与应用．北京：中国建筑工业出版社，2002．

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。