1、中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 146 房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝的问题及优化分析 史光磊 宁夏建筑设计研究院有限公司，宁夏 银川 750000 摘要：摘要：现浇钢筋混凝土结构具有强度高、经济效益高等诸多优势，在建筑工程中得到了相当广泛的应用，但是在实际施工过程中，混凝土裂缝问题也在困扰着建筑施工人员，由于裂缝问题产生的纠纷数量也在不断增加。本文通过对相关文献进行查阅，首先对房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝类型，即应力裂缝、塑性裂缝、结构裂缝的基本情况进行了简要阐述，并对其产生原因进行了进一步的深入分析，最终结合相关科学理论知识，提出了基于现浇混凝土裂缝控制的建筑结构设计优化控制策
2、略，包括加强平面布置的合理性、强化构件质量控制、优化变形缝控制、优化配筋设计、加强对于外界环境因素的有效控制、合理选择混凝土强度。希望本文的研究内容能够为房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝问题的有效解决提供一定理论支持。关键词：关键词：房屋建筑结构设计；现浇混凝土裂缝；优化控制 中图分类号：中图分类号：TU2 0 引言 随着时代的发展，当前我国民众对于建筑工程质量的要求明显提升，建筑工程人员必须花费更多的精力在保障房屋建筑结构稳定性上，在传统施工过程中，混凝土裂缝属于最为常见的病害问题，不仅会影响房屋整体结构稳定性，还会影响相关单位的经济效益，对裂缝问题进行防范与解决是非常重要的。大量的工程实践
3、表明，混凝土结构裂缝是不可避免的，但是其危害程度是可以控制的。本文从裂缝类型及其原因分析出发，对基于现浇混凝土裂缝控制的建筑结构设计优化控制策略进行深入探究。1 房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝类型 1.1 应力裂缝 应力裂缝是实际工作中最为常见的裂缝类型之一，在实际房屋建筑结构设计中，不同类型结构之间会呈现出相互影响的状态，特别是在现浇混凝土结构施工过程中，在温度、外界环境、其他因素影响下，都会产生特定的应力，由此产生的一系列裂缝就被称作应力裂缝。在现浇混凝土结构施工过程中，随着时间的发展，其内部的水分会逐渐丧失，现浇混凝土会产生伸缩，不同部分混凝土的伸缩量存在比较明显的差异，进而产生应力，
4、因此，应力裂缝主要产生于混凝土后期运行阶段1。1.2 塑性裂缝 塑形裂缝也是比较常见的一种裂缝类型。具体而言，在房屋建筑现浇混凝土施工过程中，需要在其中添加大量的骨料、钢筋等不同类型的结构形式，这种类型结构加入之后，会导致混凝土本身的结构沉降量受到比较严重的影响，其中，水平方向收缩量、垂直方向收缩量会存在比较明显的差异，在这一背景下，产生的裂缝就属于塑性裂缝2。塑性裂缝产生的时间一般在混凝土完全硬化之前，主要存在深度突出、形状不规则等特点，在实践中会对建筑整体结构造成比较严重的影响。1.3 结构裂缝 结构裂缝指的是由于设计原因，导致房屋建筑结构内部各构件之间的接触存在异常情况，在长期运行过程中
5、，构件的频繁接触会导致较为薄弱的部位出现故障问题，进而很容易引发一系列裂缝问题，这种裂缝问题在现浇楼板方面表现尤为突出。在混凝土建筑楼体结构中，现浇楼板本身的质量就相对比较薄弱，在实践中很容易引发裂缝问题，在结构设计中，这种类型构件设计并不是很合理，在运行过程中很可能产生一系列的裂缝，结构裂缝一般出现在墙角、楼板端等位置3。2 房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝产生原因分析 中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 147 房屋建筑结构设计中现浇混凝土裂缝产生原因较为复杂，本文仅对实践中几个比较常见的原因进行简要分析。主要原因包括：（1）环境问题。环境问题是导致现浇混凝土出现裂缝的首要原因。在实践中
6、，较为良好的环境条件是建筑建设质量的重要保障，因此，在施工之前，相关单位通常需要对工程所在地的地质条件、风力参数、温度参数、湿度参数等环境数据进行全方位收集与分析，并在此基础上制定科学的建筑建设计划。反之，如果在设计之前，没有对环境因素进行全方位分析，那么在建设过程中以及建筑后期使用阶段，就很难保证其预期寿命与预期质量，在不同自然环境因素的影响下，如长期处于温度较高的环境中，就很容易导致现浇混凝土系统受到温度应力的影响，进而产生应力裂缝。（2）设计问题。设计问题也是导致现浇混凝土出现裂缝的主要原因之一。房屋建筑结构设计阶段，不同类型现浇混凝土的特点存在一定差异，不同类型现浇混凝土在设计时应当满
7、足一系列要求，必须严格按照当前房屋建筑结构在设计方面提出的规范化标准与要求进行。如果相关工作人员没有按照相关标准，充分结合现浇混凝土的结构特点，进行针对性的设计、管理与控制，那么在后续的一系列建设过程中，就很容易导致各个不同结构之间产生冲突，彼此之间的应力很难得到有效处理，最终就会导致结构在整个运行过程中很容易出现不同程度的裂缝问题，影响现浇混凝土的整体结构质量。（3）材料问题。材料问题也是导致现浇混凝土出现裂缝的主要原因之一4。具体而言，结构配料在建筑房屋结构设计环境中具有非常重要的作用，设计配料应当由骨料砂粒、外加剂等材料组合而成，从理论角度讲，此类材料在实践中必须经过一系列的检测，在质量
8、合格之后才能投入到正常使用环境当中，只有这样才能尽量杜绝混凝土裂缝的产生与发展。而在实际工作中，部分单位没有进行实验，或者仅在某几个环境进行了材料实验，而在施工过程中，不同类型配料在使用量、使用方法等方面存在比较明显的差异，如果无法实现对多因素条件的综合分析，那么肯定会导致配料质量无法得到稳定提升，进而影响现浇混凝土结构完整性与可靠性。表 1 为更为详细的现浇混凝土裂缝质量结构通病以及特征。表 1 现浇混凝土裂缝类型以及特征 裂缝类型 特征 成因 早期塑性干缩裂缝 上宽下窄，纵横交错，一般短而弯曲 混凝土在终凝前后，养护不当，水分蒸发产生表面裂缝 干缩裂缝 板面板底干缩裂缝长而稍直，十字形交叉
9、或放射状交叉 混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果 温度裂缝 裂缝发生在板上时，多为贯穿裂缝；发生在梁上时，多为表面裂缝;大面积结构裂缝多是纵横交错 温度应力 沉降裂缝 特征因荷载而异 荷载和其它作用在构件内所产生的拉应力超过了混凝土抗拉强度 荷载裂缝 裂缝深而宽，从受破坏部位向外延伸 混凝土未产生足够强度即拆除底模等 冷缝裂缝 上部向下覆盖 大面积混凝土分区分片浇注（未设施工缝）时，接茬部位老混凝土已凝结硬化 化学裂缝 钢筋锈蚀膨胀，混凝土裂缝剥落 膨胀物质（方镁石或膨胀剂）过量引起开裂 冻胀裂缝 混凝土中水分结冰膨胀，反复冻融 水灰比过大、混凝土振捣不密实、蓄热养护不到位 3 基
10、于现浇混凝土裂缝控制的建筑结构设计优化控制策略 3.1 加强平面布置的合理性 加强平面布置的合理性是现浇混凝土裂缝控制的首要策略。在实践中的具体操作方法如下：（1）相关单位应当对房屋的长度进行有效控制，在实践中，由于现浇混凝土浇筑长度过大导致裂缝出现的事件数量相对较多，因此，应当重视房屋长度管理工作。具体而言，如果房屋的整体结构长度在 40m 以下，那么相关工作人员就应当根据实际情况的差异，对浇筑方案进行科学编制，以保证整个系统的强度质量，具体方法为，将后浇带的参数直接匹配到系统对应的中间部位以及对应区域，配置在楼板、梁板的 1/3 跨度区域范围内。如果结构长度在 40m 以上，则相关技术人员
11、就应当对后浇带、变形缝进行合理设置，其中，后浇带宽度参数应当控制在800-1000mm的区间范围内。（2）在建筑结构设计领域，通常会设计到相当多的外露构中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 148 件，相关技术人员应当对此类构件进行深入分析，并对其参数进行有效控制。例如，大多数外露构件的长度参数均应当控制在 12m 的范围内。（3）应当尽量避免凹口，一旦出现凹口，则应当在凹口边缘设置拉梁，同时加强配筋5。3.2 强化构件质量控制 强化强化构件质量控制也是现浇混凝土裂缝控制的主要策略之一。具体而言，混凝土构件质量控制的核心在于其厚度控制，在此过程中，相关技术人员应当充分考量钢筋锚固、耐久性等因素
12、，对现浇楼板的最小厚度作出限制，在一般情况下，现浇板厚度应当L/30-L/35，其中，L 表示板的计算跨度，在比较常见的民用建筑中，楼板厚度一般应当控制在 100mm 以上，一旦小于这一厚度，那么整个楼层建筑结构就会受到影响，在工程建设实践中很容易出现收缩裂缝。3.3 优化管线和洞口控制 优化管线和洞口控制也是现浇混凝土裂缝控制的主要策略之一。具体应当遵循以下几个基本原则：（1）当楼板中存在预埋管线情况时，相关技术人员应当在管线的上方布置钢丝网片，其规格应当满足特定条件，即直径应当同时满足小于板厚 1/3、小于 50mm 的双重标准，管壁到楼板上下边缘的净距离应当控制在 25mm以上。（2）板
13、中预埋的管线在交叉时，应当采用线盒，不应当将管线进行交叉叠放处理。（3）当楼板顶部存在开洞时，技术人员应当对洞口周边进行适当强化，当洞口尺寸在 300mm 以下时，应当从洞口绕过钢筋，当洞口尺寸在 300mm-1000m 的区间范围内时，应当进行配筋设计，当洞口尺寸在 1000mm 以上时，应当在洞口周边设置边梁。（4）当剪力墙洞口尺寸在 800mm 及以下时，应当沿着洞口周边进行水平筋、纵向钢筋的补强，同时还应当增设斜筋、配筋构造，当剪力墙尺寸在 800mm 以上时，相关技术人员应当在洞口两侧配置边缘构件，洞口上下边缘配置构造纵向钢筋。（5）梁腰孔洞预留位置应当尽量选择在弯矩、剪力较小的位置
14、6。3.4 优化配筋设计 优化配筋设计也是非常重要的，在实践应用中，这种操作方式对于控制构件裂缝具有十分重要的价值与意义。具体而言，根据相关文件，即混凝土结构设计规范（GB50010.2010），对受拉钢筋的最小配筋率进行了明确规定，相关技术人员应当严格根据这一文件的内容进行配筋，其中的几个重点注意事项为：（1）屋面板的结构配筋最好选择双层双向配筋方法，对于板面无负筋的区域，相关技术人员可以将板的支座负筋拉通，同时也可以在板无负筋的区域配置双向钢筋网。（2）对于四面嵌固的现浇楼板，其收缩受到双向约束，在板中间、板角位置很容易产生裂缝，相关技术人员应当在房屋屋面板阴阳角变形应力集中区域，增设双层
15、双向间距为 100mm 的配筋，其范围应当为板跨度的 0.25 倍7。3.5 加强对于外界环境因素的有效控制 加强对于外界环境因素的有效控制也是控制裂缝的重要举措。在大多数建筑工程建设过程中，房屋工程的施工期限跨度普遍相对较大，为了降低外界不良环境因素的影响，应当尽量避免在特殊的气候条件下施工。例如，在实际工程建设中，炎热的夏天、寒冷的冬季一般都会受到工程技术团队的重视，并不会在此时进行施工作业。如果存在特殊要求需要加快施工进度时，必须采取多种措施降低外界环境的影响，例如，在夏天，为了避免混凝土水分蒸发过快导致裂缝出现，相关技术人员应当采取多次浇筑的施工方式，减少每次混凝土浇筑的厚度，同时，如
16、果温度过于夸张，为了防止内外温差过大，相关技术人员还可以在混凝土表面铺筑一层覆盖物，并通过洒水降低其表面温度，使其能够始终处在标准温度范围内。表 1 混凝土等级选用规则 混凝土等级 混凝土类型 建筑结构选用部位 C35 水下混凝土 地下水下桩基（42.5 水泥）C35 P6 防水混凝土 地下室基础工程梁柱板（42.5 水泥）C40 P6 防水混凝土 地下室剪力墙柱（42.5 水泥）C15 普通混凝土 基础垫层（42.5 水泥）C35 普通混凝土 建筑上部结构（42.5 水泥）C40 普通混凝土 建筑标高-0.6-15M 剪力墙柱（42.5 水泥）C35 普通混凝土 建筑标高 15-40M 剪力
17、墙柱（42.5 水泥）C30 普通混凝土 建筑标高 40M 以上结构（42.5 水泥）C25 普通混凝土 建筑工程支护桩锁口梁连续梁（32.5 水泥）中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 149 3.6 合理选择混凝土强度 合理选择混凝土强度也是相当重要的。具体而言，在房屋建筑建设过程中，混凝土的强度越高，水泥用量也就越多，水灰比更大，在施工过程中产生裂缝的概率也就越大，根据这一内容可知，一般现浇楼板的平面尺寸普遍相对较大，强度等级通常需要控制在 C30以下。其次，现浇梁、楼板两者的混凝土强度应当保持一致。最后，如果在实践中发现最终制作、设计阶段的现浇混凝土级配明显低于墙体、柱体混凝土级配，那
18、么就应当采取有效手段，提升核心部位混凝土结构强度。表 2 为混凝土等级选用规则。4 结论 纵观全文，在建筑工程建设过程中，如果想要避免裂缝出现，工程技术人员就应当对整体设计工作进行全方位的控制，具体方式可以以本文的研究内容为参考，除此之外，还应当着重提升施工人员的专业素养以及技术水平，只有这样，才能降低现浇混凝土施工中出现裂缝问题的可能性。参考文献 1肖琳.探讨房屋建筑施工中混凝土裂缝的控制及优化策略J.居业,2022(11):61-63.2杨登奎.房屋建筑工程中大体积混凝土裂缝控制技术J.江苏建材,2022(04):82-84.3李可富.房屋建筑工程中的混凝土裂缝成因与施工问题防治J.住宅与房地产,2021(19):185-186.4虞涛.房屋建筑工程混凝土裂缝成因和控制对策分析J.四川水泥,2019(04):339.5彭玉萍.房屋建筑工程混凝土裂缝成因和控制对策解析J.山东工业技术,2019(10):104.6黎伟华.房屋施工混凝土裂缝问题和施工策略解析J.城市建设理论研究(电子版),2018(14):62.7于佳.试论房屋建筑工程混凝土裂缝成因及控制对策J.居舍,2018(07):151.
