【摘 要】鋼筋混凝土是工程建設(shè)中最為常見的施工材料，其剛度、硬度、抗剪力、耐久性等都較為良好，因此在建設(shè)中用途廣泛。裂縫一直是困擾鋼筋混凝土的重要問題，裂縫的出現(xiàn)不僅對鋼筋混凝土的質(zhì)量造成嚴重影響，還形成了一些潛在的安全風險。本文將對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂縫危害以及裂縫類型進行具體的分析和研究，并對裂縫的控制措施進行深入探討。為鋼筋混凝土的裂縫控制提供參考。
【關(guān)鍵詞】危害；形式；機理；存在問題；防治措施
一、裂縫對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造成的危害
1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)力重新分配
鋼筋混凝土在實際的建筑結(jié)構(gòu)中作為整體的結(jié)構(gòu)部分，但所承受的力有所不同。鋼筋所承受的是拉力，混凝土承受來自結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外界的雙重壓力。當鋼筋混凝土表面出現(xiàn)裂縫時，在裂縫處的鋼筋和混凝土的受力能效喪失。鋼筋所受的應(yīng)力隨之增大，而混凝土結(jié)構(gòu)的整體性被破壞，隨著裂縫的開展，混凝土受壓區(qū)高度減小，壓力應(yīng)不斷增大，指導(dǎo)混凝土被壓壞。
2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗剪能力下降
裂縫的出現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞，由整體變成多個部分。原有的抗剪作用也被裂縫分割成多個小面積部分，使得混凝土的抗剪力較為分散，抗剪面積減小，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)整體的抗剪性能急劇下降。
3、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的剛度減小
當鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中所產(chǎn)生的裂縫較大、較深時，那么在裂縫截面的中性軸將隨之發(fā)生位移，使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形機率增大，剛性減小，并隨著裂縫的發(fā)展趨勢而逐漸發(fā)生變化。
4、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞度下降
鋼筋混凝土中裂縫的產(chǎn)生不僅對整體的結(jié)構(gòu)剛度產(chǎn)生影響，還對縮小鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力范圍。由于鋼筋混凝土長期處于拉力與壓力的雙重作用下，裂縫則會使結(jié)構(gòu)的疲勞壽命受損，使得鋼筋混凝土的疲勞度大大降低。
5、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度降低
裂縫的出現(xiàn)會使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋部分暴露在空氣中，空氣中大量的水分會使得鋼筋表面被銹蝕碳化，還會改變混凝土的受力條件。長此以往，鋼筋表面會被銹蝕，而混凝土會因此變質(zhì)，使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度和剛性受到嚴重影響，如不能及時發(fā)現(xiàn)處理，將會嚴重影響建筑物的質(zhì)量和運行安全性。
二、鋼筋混凝土裂縫的種類及形式
1、鋼筋混凝土裂縫的種類
第一，結(jié)構(gòu)裂縫
結(jié)構(gòu)裂縫是鋼筋混凝結(jié)構(gòu)中較為常見的一種裂縫形式。由于結(jié)構(gòu)當中不同構(gòu)件之間所產(chǎn)生的應(yīng)力有所不同，因此在應(yīng)力和剛度較為薄弱的區(qū)域，通常是在結(jié)構(gòu)的截面處，較容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。如建筑物墻角處及鋼筋混凝土樓板的板端處。
第二，溫度裂縫
溫度裂縫在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最為多見。由于混凝土具有熱脹冷縮的特性，在受到外界溫度的影響時，很容易出現(xiàn)干縮或膨脹的現(xiàn)象，這種裂縫在建筑的表面較為常見。
第三，構(gòu)造裂縫
構(gòu)造裂縫的形成對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響較為嚴重。其裂縫產(chǎn)生的原因是由于在混凝土材料的配比中，水灰的比重過大，以及材料鋪設(shè)出現(xiàn)松動和脫落，或是在混凝土的澆筑和振搗操作中沒有按照規(guī)定的標準進行質(zhì)量控制。另外，養(yǎng)護工作不到位、過早結(jié)束脫模工作等都會使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)構(gòu)造裂縫。
第四，收縮裂縫混凝土結(jié)構(gòu)在養(yǎng)護過程中會逐漸的硬化、碳化及脫水，這一過程一直持續(xù)，即使達到28天齡期也不會停止，這一特性是水泥基混凝土的固有特性，再加上混凝土硬化時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)再失掉～部分水分，因此整個過程中均有混凝土收縮的現(xiàn)象出現(xiàn)，此時就會形成各種收縮裂縫。
2、鋼筋混凝土裂縫的形式
第一，45o斜裂縫此種裂縫通常出現(xiàn)在建筑物墻角處，與水平面成夾角45o，因此被稱為45o斜裂縫。
第二，長裂縫此種裂縫常出現(xiàn)在建筑物的樓面板及屋面板的上表面，是由于房間內(nèi)預(yù)埋管線造成的混凝土裂縫，一般寬度較小，肉眼幾不可見。
第三，不規(guī)則裂縫裂縫呈散葉狀或龜裂狀，一般出現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)項層部位。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的跨中及端部也會出現(xiàn)。
三、鋼筋混凝土裂縫的限制范圍
有關(guān)混凝土的現(xiàn)代實驗已經(jīng)證明了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用之前就已經(jīng)存在著微裂縫，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫破壞就是這些微裂縫的擴展，因此鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫具有必然性，所以在實際使用中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有限制的裂縫是允許的，各國對鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬均有寬度限值的規(guī)定，如美國ACI規(guī)定的混凝土裂縫限制值為：干燥空氣中0.4mm，潮濕空氣中為0.3mm；而我國的則是干燥空氣中為0.3mm，潮濕空氣中為0.2mm。一般的，混凝土出現(xiàn)微小裂縫時，只要修補措施做的適當，并不會影響結(jié)構(gòu)的使用功能，另外，寬度在0.2mm以內(nèi)的裂縫是可以自行愈合的，其愈合的原因是混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣，既而再與氫氧化鈣結(jié)晶沉淀在裂縫內(nèi)，結(jié)果就使得裂縫自行密實，猶如愈合一樣，但愈合的前提條件是裂縫中不能有水的流動，水的流動會克服晶體之間的結(jié)合力并將沉淀的晶體帶走，因此，對于一些地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，做好減水及防水措施對于防止混凝土裂縫的出現(xiàn)就顯得極為重要。
四、當前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制設(shè)計方面存在的問題
1、未重視結(jié)構(gòu)設(shè)計原則當前我國規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則為：建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須要滿足承載力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)，前者是保證建筑結(jié)構(gòu)不會發(fā)生破壞及失穩(wěn)等破壞的極限標準，而后者則是保證建筑結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)超過正常使用狀態(tài)的變形、裂縫以及可靠、耐久等其它影響正常使用的極限標準。當前許多設(shè)計人員只注重滿足承載力極限狀態(tài)，而正常使用極限狀態(tài)卻往往被忽視。
2、簡化計算，導(dǎo)致與實際受力不符很多的設(shè)計人員在計算鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，為求簡單，往往將復(fù)雜受力體系簡化為簡單的結(jié)構(gòu)，如將雙向板當單向板計算，這樣計算出的配筋往往與實際的受力情況不符，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件局部產(chǎn)生裂縫。
3、忽視了結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體性由于現(xiàn)在設(shè)計的分工，設(shè)計人員往往是你計算你的梁，我設(shè)計我的柱，忽視了結(jié)構(gòu)本身的整體性及協(xié)調(diào)性，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計是一個整體性的設(shè)計，在計算以及配筋時，必須考慮到結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間、構(gòu)件與構(gòu)件之間的變形協(xié)調(diào)問題，同時，相臨結(jié)構(gòu)構(gòu)件在角邊處的應(yīng)力影響現(xiàn)象也要重視。
五、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的對策
1、合理簡化結(jié)構(gòu)體系根據(jù)實際情況，對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系進行合理簡化，運用概念設(shè)計理念，對實際存在而又被忽略的變形及受力要在計算配筋時加以考慮，對于結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)裂縫部位，可根據(jù)經(jīng)驗采取適當?shù)拇胧┻M行預(yù)防。
2、結(jié)構(gòu)的形狀及布置要盡量規(guī)則結(jié)構(gòu)的形狀及布置不規(guī)則時，由于各方向上結(jié)構(gòu)的剛度不一，因此產(chǎn)生的變形也不盡相同，在結(jié)構(gòu)的剛度薄弱處易形成裂縫。因此在設(shè)計時應(yīng)盡量保證結(jié)構(gòu)形狀以及結(jié)構(gòu)布置的規(guī)則性。
3、對板類構(gòu)件裂縫控制采取防治措施對于易出現(xiàn)裂縫的屋面及樓面鋼砼構(gòu)件，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時可采用預(yù)應(yīng)力混凝土，在樓面板預(yù)埋管線時，對管線進行支架固定，在管線交叉處要采用專門設(shè)計的接線盒以減少鋼筋混凝土板的剛度削弱。
六、結(jié)語
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是工程中常見的質(zhì)量通病，但它的出現(xiàn)并非與荷載作用有直接的關(guān)系，大量的研究表明，裂縫的出現(xiàn)是由于結(jié)構(gòu)自身的變形所引起的，要想盡量減少結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)，就必須在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當中綜合考慮各方面的因素，嚴格遵守相關(guān)設(shè)計規(guī)范及準則，當前預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的出現(xiàn)，已經(jīng)使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠設(shè)計成為不開裂的形式，但如何進一步做好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計裂縫控制的工作，還是一個值得深入探討的課題。
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