从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题

从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题
【摘要】本文首先介绍了混凝土裂缝类型，其次介绍了裂缝产生的原因，最
后深入探讨了混凝土裂缝的解决办法。本文的研究具有重要意义，为混凝土结构
的裂缝的解决提供依据。

【关键词】建筑；结构设计；混凝土结构；裂缝

一、前言
随着我国经济的快速发展，促进了我国各行业的发展迅速，并且取得了前所
未有的成就。建筑行业发展快速，混凝土得到了大量的应用，但是混凝土裂缝问
题制约着建筑行业的进一步发展，必须予以解决。

二、混凝土裂缝类型
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：

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注后0.5小时至3小时之间，混凝土尚
处在塑性状态，混凝土表面消失水光时立即产生，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，此时混凝土的龄期很短，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。

三、裂缝产生的原因
1、建筑设计方面原因
（1）斜屋面、露台、外墙节能保温措施不够
一年之内气温变化较大,夏季与冬季温差很大,由于夏天室外墙体温度高于室
内温度,结构外墙面在高温下发生受热膨胀,如果未采取保温措施,在纵横两外墙
面的变形对楼板产生牵拉作用下,东西单元的卧室楼板被外墙向外拉伸就容易引
起裂缝。同样,屋面如果未设保温层,顶层楼板会因热胀冷缩而引起开裂。

（2）住宅长度超长
住宅平面超长, 由于温差和材料变形, 会造成墙体和楼板横向开裂。仅就长
度而言,结构长度与应力呈非线性关系,如结构长度小于规范要求,结构内力影响
很小。

（3）平面形状
当住宅卧室沿长度、宽度方向尺寸变化,由于楼板刚度不一致,会产生不相同
变形,引起薄弱部位开裂。

2、结构设计方面原因
（1）近代国际上结构的设计原则是,整个建筑结构的功能必须满足两种状态
的要求:①承载力极限状态,以保证结构不产生破坏,不失去平衡,不产生破坏时过
大变形,不失去稳定。②正常使用极限状态,以确保结构不产生超过正常使用状态
的变形、裂缝及耐久性、振动及其它影响使用的极限状态。目前人们对第一极限
状态已给于足够重视并严格执行,而对第二种极限状态却经常被忽视。

（2）从钢筋混凝土现浇楼板各种受力体系分析,无论是按单向板设计还是按
双向板设计,是单跨还是多跨连续板设计; 无论是板端支承在砖墙上还是支承在
过梁或剪力墙内,受力状态考虑都是局限于楼板平面的应力变化(按弯矩配置抵抗
正、负弯矩的受力钢筋)、板平面的受剪变形。即使是考虑板端嵌固端节点产生
弯矩,也只是考虑板平面弯曲或屈曲所产生的应力。在楼板受力体系分析时,对于
现浇结构构件之间在三维空间中如何分配内力、协调变形,根本没有考虑。

（3）目前不少设计人员只按单向板计算方法来设计配置楼板钢筋,支座处仅
设置分离式负弯矩钢筋。由于计算受力与实际受力情况不符,单向高强钢筋或粗
钢筋使混凝土楼面抗拉能力不均,局部较弱处易产生裂缝。部分设计人员对构造
配筋,放射筋设置不重视或不合理,薄弱环节无加强筋。
四、控制裂缝的主要施工措施
1、适当控制建筑物长度
根据《混凝土结构设计规范》和《砌体结构设计规范》的有关规定，我们可
以得知，为了能够有效的避免结构由于温度的收缩应力所引起的开裂，可以适当
的采取相应的伸缩缝，并且伸缩缝的间距在30mm-50mm之间。对于一些多层的
住宅建筑在长度的控制上应该小于50mm，如果超出了这个长度，就应该设置相
应的伸缩缝，当超长量不大的情况下，可以采取设置后浇带的方法，以此来减少
混凝土楼板出现收缩裂缝。

2、力学裂缝控制策略
在力学裂缝的控制上，可以采取表面处理法和填充法，而表面处理法主要包
括了表面填补法和表面涂抹法，表面涂抹主要用于浆材难以灌入的细而浅的裂缝
中，并且深度不能够达到钢筋表面的裂缝，以及不漏水和不伸缩的裂缝，而表面
贴补法主要用于大面积的防渗堵漏中。填充法是用修补材料来进行填充裂缝，是
用于宽度较大的裂缝，当有小于0.3mm的裂缝，或者裂缝中有充填物的时候，
也可以采用填充处理。

3、加强混凝土养护
大体积混凝土浇筑后，需加强养护，但最初不能洒水养护，待放热高峰期过
后，方能洒水养护，在养护期间，能够定时、定期的对温度进行，注意温度所产
生的变化，能够有效的确保把温差控制在一定的范围的之内。在建筑结构设计中，
可以在混凝土的表面覆盖一些薄膜、草袋等，运用这样的方法，可以有效的减少
混凝土表面的热扩散，为混凝土提供一定程度的潮湿环境，防止混凝土表面因脱
水而产生干缩裂缝，与此同时还可以延长了散热时间，使混凝土的平均总温差所
产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止裂缝的产生。

4、混凝土浇筑方法的选择
由于混凝土的仓面存在较大的现象，因此，在方法上应该选用分层法，也就
是说在第一层浇筑完成之后，再返回去浇筑第二层，这样逐层的浇筑，直到整个
工程完成为止。此外，还可以采用分段分层法，从混凝土的底层开始浇筑，在浇
筑2-3里面的时候，再返回去浇筑第二层，这样逐层浇筑。还可采用斜面分层法，
这就要求整个混凝土的斜面坡度必须小于 30%，较适用于结构长度大大超过厚
度 3倍的情况，当然必须注意，浇筑得连续进行，不得留施工缝，同时应在下
一层混凝土初凝之前，将上层混凝土浇筑完毕。

5、制定合适的允许温差
温差裂缝的重要原因是温差太大，为了防止裂缝发生，必须规定各种温差，
包括内外温差、内部温差和温度徒降的容许值，这些容许温差可根据以往工程的
实践经验，结合理论计算来确定。在一般情况下，如基础的约束不大，内外温差
可控制在不超过25℃。拆模时根据混凝土内部最高温度与环境温度的容许差值
进行控制，必须避免气温骤降等因素的影响。

五、结束语
在建筑中混凝土的大量使用推动了，建筑行业的更进一步的发展，同时混凝
土也是建筑行业的基础材料。但是由于建筑设计的影响，存在混凝土结构的裂缝，
我们必须加强对其的研究，才能更好的保证建筑行业的发展。

参考文献
[1]侯小红.从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题[J].太原城市职业技术
学院学报, 2008,(08).

[2]邵建达,茅铁君.混凝土结构裂缝的产生原因及防治措施[J].中国高新技术
企业, 2010,(10).

[3]中国有色工程设计研究总院主编.混凝土结构构造手册.中国建筑工业出
版社出版.

[4]建筑地基基础设计规范GB50007—2002