【关键词】建筑工程；结构设计；裂缝
在建筑工程结构设计中，经常会遇到一些比较棘手的问题，其中较为典型的应属混凝土结构的裂缝问题。由于导致混凝土结构出现裂缝的原因较多，这在一定程度上对工程结构设计提出了较高的要求，为了尽可能减少或避免裂缝的出现，必须认真分析裂缝形成的原因，并在结构设计中采取相应的措施加以控制。基于此点，本文就建筑工程结构设计中的裂缝问题展开探讨。
1 建筑工程结构设计中裂缝产生的主要原因
通常情况下，在建筑工程结构设计当中，裂缝的产生主要是针对混凝土而言的，基于此点，下面对混凝土结构裂缝形成的具体原因进行分析。
1.1 由塑性变形引发的裂缝
这种类型的裂缝一般出现在混凝土硬化前，形成原因是混凝土在硬化前本身处于塑性状态，由于上部结构的均匀沉降受到一定限制，致使结构出现裂缝。在混凝土结构当中，若骨料的粒径过大或钢筋的直径过粗以及混凝土的表面积加大时，均会导致混凝土的水平收缩较之垂直方向的收缩更加困难，进而形成不规则的裂缝，这些裂缝的表现形式为互相平行，裂缝之间的间距一般为 0.3～1.0mm 左
右，同时裂缝本身存在一定的深度。
1.2 结构裂缝
随着施工技术水平的不断提高，在一些采用现浇楼板的建筑工程中，浇筑完成后的楼板承载能力基本上都能够满足设计要求。但如果将预制多孔板改为现浇楼板时，则会导致墙体的刚度增大，从而是原有楼板的刚度减弱，这样有可能一些墙体的截面突变位置或是较为薄弱的地方产生裂缝。如墙角应力比较集中的位置等。
1.3 由温度应力导致的裂缝
形成此类裂缝的主要原因为混凝土在浇筑完成以后，由于聚积在混凝土内部的水泥水化热很难散发出去，从而导致混凝土内部的温度较高，同时混凝土表面与外界接触时，表面的温度因外界环境的作用散热较快，此时便会使混凝土内外的温差过大，最终混凝土内部会产生压应力，而表面则会出现拉应力。混凝土由于刚刚浇筑完毕，其龄期较短，抗拉强度也相对较弱，当表面的拉应力超过混凝土自身的极限抗拉强度时，混凝土表面便会出现裂缝。
1.4 应力裂缝
形成此类裂缝的主要原因是混凝土结构收缩徐变造成的。其中较为常见的裂缝形式包括结构自身收缩、干燥收缩、塑性收缩以及炭化收缩。混凝土结构在浇筑完成之后，其将会进入硬化过程，在这一过程中，由于混凝土内部的水分不断蒸发，从而使混凝土的体积逐渐缩小，进而产生收缩，混凝土在收缩时由于受到支座的约束，无法自由伸展，当约束应力达到一定程度时，势必会导致现浇的混凝土板开裂，开裂的位置一般都出现在应力较为集中的地方。此外，若混凝土 未达到一定强度时便过早的拆模或是混凝土未完全凝固时便在其上施加荷载，也都会导致混凝土出现裂缝。
2 建筑工程结构设计中裂缝的控制措施
2.1 现浇混凝土楼板的裂缝控制措施
2.1.1 在设计上应尽可能确保混凝土结构的整体刚度，避免因不均匀沉降导致混凝土结构内部产生剪应力和拉应力，进而降低内部结构抵抗温度应力的能力。2.1.2 应在建筑外墙角位置上施工放射筋，并且各个墙角内设置的放射筋数量应在 7 根以上，配筋的范围必须大于楼板跨度的1/3，配筋长度不得小于 2m，各个钢筋之间的实际间距不宜超过0.1m。通过这样的设置能够满足板角应力的需要，使现浇混凝土楼板产生裂缝的应力作用范围与放射筋相一致，以此来控制并减少裂缝的产生。
2.2 温度裂缝的预防控制措施
从建筑工程结构设计方面考虑，建筑平面布置力求简单、规则，不宜有太多凹凸，以防温度应力集中导致墙体裂缝。房屋的长高比应控制在允许范围以内。建筑物长度要符合温度伸缩最大间距要求，以保证房屋的整体性，防止墙体由屋面变形集中产生裂缝。纵墙端部尽可能少设置门和窗，且门洞、窗洞不宜过大，以增加砖墙的抗剪面积，提高其自身抗剪能力，同时町减少门窗洞口处的应力集中。温度裂缝主要是由屋面板、圈梁、砖墙本身的温度变形及相互间的温差引起的。屋面保温层的效果好坏直接影响顶层砖墙的裂缝程度。所以，屋面保温层一定要符合热工要求。对于保温屋面，保温材料的性能及施工方法要符合规范要求，且保温层厚度要适当加大，满足保温效果。从结构方面考虑，应提高顶层墙体砂浆砌筑强度，以提高砖墙自身抗剪能力。所有横墙、纵墙顶层均应设圈梁，以加强其整体性。但顶层圈梁特别是纵向圈粱高要做得尽量小些，以减少圈梁与砖墙之向的相互约束，继而减小屋面板变形对砖墙的水平推力，加强顶层构造柱，项层砖墙满足抗震要求需设构造柱外，在两端墙体中增设抗裂构造柱，保证房屋纵向端部第一、二开问范围内，横墙与纵墙交叉处均设构造柱，以增强项层墙体刚度、整体性及其延性，大大地提高砖墙的抗剪能力。
2.3 应合理设计结构的尺寸
由于温差以及材料的变形都会导致混凝土结构开裂，当结构的尺寸过长时，结构因温差及材料的变形所引起的应力就会越大，此时建筑的墙体与楼板易出现横向裂缝，经统计发现，结构的应力与其长度呈非线性关系，因此在设计时必须要保证结构的尺寸满足设计规范要求，以防止或减少结构裂缝的出现。
2.4 在结构设计中应用钢纤维混凝土控制结构裂缝
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钥筋共同抵抗开裂，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而言，当掺人钢纤维的体积率在 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为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。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。
参考文献：
[1]曾诚. 建筑工程结构设计中的裂缝问题探究[J]. 科技致富向导，2013， 12： 367+349.
[2]李宏. 试论建筑工程结构设计中的裂缝问题[J]. 黑龙江科技信息，2012，03：246.
关键词：混凝土；裂缝；成因；防治措施
一、混凝土裂缝的分类
混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段，其原因复杂多变，一般可分为无害裂缝和有害裂缝两大类。无害裂缝宽度一般在0.05mm以下，这种砼本身固有的微观裂缝，荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。有害裂缝宽度一般在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.2～0.3mm的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。
二、混凝土裂缝的成因
裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的。
1.设计因素
（1）设计结构构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中，构造处理不当，所产生的构件裂缝；
（2）设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝偏心、应力过大等；
（3）设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝；
（4）设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形；
（5）设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利；
（6）各种结构缝设置不当等因素容易导致砼开裂；
2.材料因素
（1）粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大；集料颗粒级配不良容易增大混凝土收缩，使混凝土产生裂缝；
（2）骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土用灰量、用水量增多，收缩量增大；
（3）混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩；
（4）水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大；
（5）水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。
3.施工因素
（1） 混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接成因；
（2）水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因；
（3）模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。施工过程中，钢筋表面污染，混凝土保护层太小或太大，浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝；
（4）混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝；
（5）避免在极端天气条件下施工，可以减少砼结构的开裂情况。
4.外界因素
（1）地基变形
在钢筋砼结构中，造成开裂主要原因是地基的不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的。
（2）温度变形
砼具有热胀冷缩的性质，其线膨胀系数一般为1×10-5/0C°。当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过砼的抗拉强度时，就会产生裂缝。
（3）湿度变形
砼在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般称之为干缩。收缩裂缝较普遍，通常是因为养护不良造成。砼的收缩值一般为0.2～0.4‰，其发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长的建筑物或构筑物，通常是掺加微膨胀剂等，这样可基本解决砼的早期干缩问题。
（4）结构受荷
结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用中都可能出现裂缝。如：拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等等均可能产生裂缝。
三、混凝土裂缝的防治措施
根据混凝土裂缝的成因，采取适当措施进行防治要比事后补救有效的多。
1.设计方面
设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。如因结构或造型方面等原因而不得已时， 应充分考虑采用加强措施。在设计上要注意到那些容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。
2.材料选择和混凝土配合比设计方面
（1）材料选择
根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级， 尽量避免采用早强高的水泥。选用级配优良的砂、石原材料， 含泥量应符合规范要求。
（2）配合比设计
选择合适的配合比，不仅要满足强度要求、施工要求，还要从防止产生裂缝的需要出发。其次适当地选择好水灰比，在满足强度要求的原则下，尽可能减少水泥用量。积极采用掺合料和混凝土外加剂。
3.混凝土施工方面
好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。除控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说，因尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区，确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制砼入模温度。同时加强模板施工的过程管理。模板及其支架必须有足够的承载能力、刚度和稳定性， 在振捣过程中派专人进行看模， 防止松扣下沉现象发生；试块强度达到设计允许值时方能拆模。钢筋绑扎施工加强对负弯矩筋的管理。浇捣时，振捣捧要快插慢拔， 根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间。
4.混凝土养护方面
养护的目的是使混凝土正常硬化， 强度增长， 不受或少受外界影响。关键是设法使混凝土温度慢慢下降到接近外界气温， 缩小降温过程中的温差， 以便减小温度应力， 阻止裂缝的产生。混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施，以防止寒潮袭击。养护期应以砼强度增长最快的阶段为准，即7至28天，最好能长些。
四、结语
混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量， 裂缝的出现不仅会影响到建筑物的美观、结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀，加速混凝土的碳化，降低混凝土的使用耐久性和抗疲劳、抗渗能力，给人们的使用带了极大的不便。因此在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取防治措施，尽可能采取有效的技术措施控制裂缝， 使结构尽量不出现裂缝， 或尽量减少裂缝的数量和宽度， 特别是避免有害裂缝的出现， 以确保工程质量， 使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。
参考文献：
[1]曾力军.浅析混凝土裂缝的原因、预防和处理[J].江西建材，2007，（03）：33-35.
[2]鞠丽艳，混凝土裂缝抑制措施的研究进展[ J ]，混凝土， 2002，（5）
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[4]富文权.混凝土工程裂缝分析与控制[M].中国铁道出版社，2002.
[5]《混凝土结构工程施工规范》 GB50666―2011
关键词：钢筋混凝土裂缝产生原因预防措施
一、概述
钢筋混凝土的裂缝控制问题是工程建设中很普遍、很重要的问题之一，关于钢筋混凝土裂缝成因、裂缝控制的文献很多，但大多都是从施工工艺、原材料的角度去分析，本人想从设计和施工两方面结合自己的实践经验谈一些心得体会。
近年来，我国混凝土施工工艺产生了巨大的进步，混凝土强度等级日趋提高，结构形式日趋复杂；从过去的干硬性、低动性、现场搅拌混凝土转向集中搅拌、大流动性泵送浇注，泵送混凝土获得广泛应用；多年以来，在工程建设领域，一个相当普遍的质量问题就是钢筋混凝土结构的裂缝问题，且有日趋增多的趋势，它已影响到正常的生活和生产，并困扰着大批工程技术人员和管理人员，是一个迫切需要解决的技术难题。
从理论上来说，钢筋混凝土结构尤其是受弯构件总是带裂缝工作的，在使用荷载不大的情况下，没有裂缝隙或者这类结构性裂缝非常细微，不易为肉眼所察觉。钢筋混凝土结构在外荷载作用下的破坏是从裂缝扩展开始的，正常配筋受弯构件的破坏状态是指受拉区钢筋达到屈服强度，受压区混凝土达到受弯的抗压强度，此状态称为承载力极限状态。这一状态全过程是伴随着荷载的不断增加，裂缝出现，裂缝扩展，受压区塑性不断发展，最后达到完全破坏。此时破坏荷载往往是裂缝出现荷载时的3～5倍，很多大型钢筋混凝土结构，仅仅自重就达到了极限荷载的30%左右,在此条件下钢筋混凝土结构带有轻微裂纹是完全正常的，结构是安全的。
二、钢筋混凝土与素混凝土裂缝控制的区别
任何尚未有荷载作用的混凝土，它的组合材料（包括：水泥、水、砂、石、外加剂及掺合料等成分）相互物理化学作用硬化成为一种多空隙复合材料，由于初始温度收缩应力作用而形成内部许多微观裂缝，这种裂缝在外力作用下不断扩展，成为宏观裂缝，继续扩展导致素混凝土迅速破坏。
但是，对于钢筋混凝土，特别是有充分构造配筋的钢筋混凝土出现一定程度的裂缝，不会迅速导致破坏，只是限制裂缝宽度问题，使其不达到有害程度。因此，构造配筋显得十分重要，可以有效地控制裂缝的出现及分散裂缝(用许多微细无害裂缝取代少量粗大的有害裂缝)。
三、钢筋混凝土裂缝产生的原因
1、 材料质量及选配
水泥、砂、石等材料质量不好或选配不合理是引起裂缝较常见的原因，只有材料的质量关把好了，并选配合理的材料，混凝土质量才会在根本上得到保证
2、 施工工艺
施工工艺涉及的面很广，不可能一一叙述，一般常涉及到的有：
（1）、水分蒸发、混凝土的干缩通常是导致混凝土结构裂缝的重要原因。
（2）、混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇捣、振实等各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是混凝土结构裂缝产生的直接或间接原因。
（3）、模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土结构开裂。
（4）施工过程中，钢筋表面污染、混凝土保护层太薄或太厚，浇筑中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。
（5）、施工控制不严，超载堆荷，也可能导致混凝土结构出现裂缝。
（6）、高空浇灌混凝土容易引起混凝土结构开裂，如高架桥梁及桥墩。
（7）、环境温度越高，风速越大，收缩越大，避免在极端天气条件下施工，可以减少混凝土结构的开裂情况。
（8）、混凝土养护。养护条件对混凝土的收缩影响很大，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切，混凝土尚处于未完全硬化状态时，如干燥过快，则产生收缩裂缝，通常发生在表面上，裂缝不规则，宽度小，另外水泥在水化及硬化过程中，散发大量热量，使混凝土内外部产生温差，超过一定值时，因混凝土的收缩不一致而产生裂缝。
3、 地基变形
在钢筋混凝土结构中，造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力相对较大，使得混凝土结构裂缝一般是贯穿性的。
4、 温度变形
混凝土具有热胀冷缩的性质。当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。在工程中，这类裂缝较多见，譬如现浇桥面板、屋面板及梁上的裂缝，大体积混凝土的裂缝等。
5、 湿度变形
混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长、超厚的建筑物或构筑物，通常是掺加微膨胀剂等，这样可基本解决混凝土的早期干缩问题。
6、 结构受荷
结构受荷后产生裂缝的因素很多，在施工中和使用过程中都有可能产生裂缝。例如早期受到震动、拆模过早或使用方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板受弯构件等，在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝。普通钢筋砼构件在承受了30～40%的设计荷载时，就可能出现裂缝，肉眼一般不易察觉，而构件的极限破坏荷载往往是在设计荷载的 1.5倍以上，所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的。在使用过程中，改变原来使用功能、使用不当、增大荷载等均可能会引起出现裂缝。在钢筋混凝土设计规范中，分不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2～0.3mm。对那些宽度超过规范规定的裂缝以及不允许出现的裂缝，则应认为有害，需加以认真分析，慎重处理。
7、 徐变
混凝土徐变造成结构开裂或裂缝发展的例子在工程中也很常见。受弯构件的混凝土受压徐变，可以使构件挠度增加而导致裂缝发展。预应力混凝土结构因徐变会产生较大的应力损失，降低了结构的抗裂性能。
8、设计时考虑不够周全
（1）、截面不够、梁的跨度过大、高度偏小。
（2）、由于计算错误导致受力钢筋截面偏小或板太薄、配筋位置不当、节点不合理等。
（3）、结构构件截面突变或因开洞、留槽引起应力集中。（4）、构造处理不当或各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土结构开裂。
（5）、结构形式选择不当。超长、超厚及超静定结构对于各种变形有显着约束作用。
（6）、结构混凝土强度选择了过高的强度等级。习惯上认为：“强度等级越高安全度越大，就高不就低，提高强度等级没坏处”。有时迁就施工方便，采用高强混凝土，导致混凝土水化热及收缩增加。
四. 预防措施
通过以上分析，在工程裂缝中有很大一部分是可以通过施工手段、设计手段来克服。
（一）、施工手段
1、原材料的选用
混凝土中的较大含泥量及其它杂质可以明显地降低混凝土的抗拉性能，有的混凝土骨料中混入了有害膨胀物引起混凝土的崩裂，因此要求拌制混凝土必须遵循“精料供应”的原则。
（1）、水泥：应选用水化热较低的水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等，严禁使用安定性不合格的水泥。
（2）、粗骨料：宜用表面粗糙、质地坚硬的石料、级配良好、空隙率小、无碱性反应；有害物质及粘土含量不超过规范规定。
（3）、细骨料：宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量低的中砂。
（4）、外掺加料：宜采用有减水、增塑、缓凝剂等作用的外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减少收缩。
2、配合比的选定
（1）、配合比设计：应采用低水灰比、低用水量，以减少水泥用量。
（2）、应严格按选定的配合比施工，配制混凝土时计量应准确，要严格控制水灰比和水泥用量，搅拌均匀。
3、模板工程
（1）、模板构造要合理，以防止模板间的变形不同而导致混凝土裂缝。
（2）、模板和支架要有足够的刚度，防止施工荷载（特别是动荷载）作用下，模板变形过大造成开裂。
（3）、合理掌握拆模时机。拆模时间不能过早，应保证早龄期砼不损坏或不开裂；但也不能太晚，尽可能不要错过砼水化热峰值，即不要错过最佳养护时机。
4、混凝土浇筑
（1）、混凝土浇筑时应防止离析现象，振捣应均匀、适度；加强混凝土温度的监控，及时采取防护措施。
（2）、加强混凝土的早期养护，并适度延长养护时间，在气温高、湿度低或风速大的条件下，更应及早进行喷水养护，在浇水养护有因难时，或者不能保证其充分湿润时，可采用覆盖保湿材料等方法。
5、 施工技术控制
（1）、加强地基的检查与验收工作，基坑开挖后应及时通知监理及设计单位到现场验收，对于较复杂的地基，在基坑开挖后应进行勘察补钻探，当探出有不利的地质情况时，必须先对地基进行加固处理，并经验收合格后，方可进行下一步施工。
（2）、开挖基槽时，要注意不扰动土体的原状结构。
（3）、合理安排施工顺序。当相邻建（构）筑物间距较近时，一般应先施工较深的基础，后施工较浅的基础。当建（构）筑物各部分荷载相差较大时，一般应施工重、高部分，后施工轻、低部分。
（4）、加强施工工艺控制，工序的交接要严格按施工规范和有关操作规程进行，避免人为因素造成混凝土产生裂缝。
（二）、设计手段
1、设计配筋
（1）、混凝土的配筋对于收缩值起一定的约束作用。结构设计中经常忽略构造钢筋的重要性，因而经常出现构造性裂缝。合理的配筋，特别是构造配筋，细一点密一点可以提高混凝土的极限拉伸，可有效避免构造性裂缝的产生。
（2）、受力钢筋的位置要正确，保护层过大或过小都可能导致砼开裂，钢筋间距过大，易引起钢筋之间的砼开裂。
（3）、施工中对钢筋品种、规格、数量的改变、代用，必须考虑对构件抗裂性能的影响。
2、构造设计
（1）、平面选型时在满足使用功能要求的前提下，力求简单，平面复杂的构筑物，容易产生扭曲等附加应力而造成楼板或梁体开裂。
（2）、合理布置构筑物的纵横截面，使截面变化尽可能小。
（3）、控制构筑物有长细比。长细比越小，整体刚度越大，调整不均匀沉降的能力越强。
（4）、合理地调整各部分承重结构的受力情况，使荷载分布均匀，尽量防止受力过于集中。
（5）、减少地基的不均匀沉降。在基础设计中可以采取调整基础的埋置深度、不同的地基计算强度和采用不同的垫层厚度等方法，来调整地基的不均匀变形。
（6）、适当加强基础的刚度和强度。
（7）、增加构筑物的整体性，提高构筑物的抗剪、抗拉、抗弯、抗扭强度，防止或减少裂缝，即使出现了裂缝，也能阻止其进一步发展。
（8）、正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定应合适，构造要合理，可以和其结构缝合并设置。
（9）、限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的构筑物更应严格控制，同样，也可以和其它结构缝合并使用。
五、结语
混凝土结构在正常使用阶段出现裂缝是不能够完全避免的，而裂缝产生的原因有很多而出现裂缝的原因也是非常的多，本文就建筑结构设计方面来谈一下混凝土结构的裂缝问题，希望能够使大家对这个问题有新的认识。
关键词：结构设计，混凝土结构，裂缝问题，
Abstract:
Concrete structure in normal use the phase cracking is can't avoid completely, and the cracking reason has many and the cause of cracks is also very much, this paper building structural design to talk about the problem of cracks of concrete structures, and hope to be able to make all of the problem new understanding.
Keywords: structure design, concrete structure, the crack problem
中图分类号：TU318 文献标识码：A文章编号：
引言
混凝土结构作为当今的主要结构形式，在其正常的使用年限内，不可避免的要出现裂缝，笔者相信无论是从事建筑行业的专业人士，还是仅仅居住在混凝土建筑中的非专业人士，都对混凝土结构所出现的裂缝有些认识。结构的裂缝问题，是一个相当普遍的质量问题，严重的已影响到工程的正常使用和安全，是一个需要探讨和解决的技术难题。其实，裂缝的出现有很多的原因，比如外界温度的变化、基础的不均匀沉降、施工控制不合理、材料质量等等都会使混凝土建筑出现裂缝，而这些原因有些是可以在设计阶段提前预控的。本文就从结构设计方面来具体谈一下混凝土结构的裂缝问题，以供工程技术人员借鉴参考，达到防范于未然的作用。对于文章的不足和欠妥之处望大家看后能够给予批评与指正，从而共同进步。
1. 混凝土结构的裂缝分类
1.1结构裂缝
虽然一些现浇楼板的承载力均可以满足基本的设计要求，但是当预制多孔板改成现浇板以后，就会造成整个墙体的刚度逐渐增大，使楼板的刚度也相对减弱。因此，在一些截面突变处或者薄弱的部位就很容易出现裂缝。例如在墙角应力集中地方的45度角斜裂缝和板端负弯矩较大处都存在板面裂缝。
1.2应力裂缝
应力裂缝是因为各种收缩所引起的裂缝，主要包括塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩和自身收缩等。我们知道，在混凝土的硬化过程中，常常会因为水分蒸发、使得体积逐渐缩小，从而产生收缩，这就造成板的四周受到支座的约束，不能够自由的伸展。然而当混凝土收缩拉应力超出了混凝土的抗裂能力时，就必然会使得现浇板出现开裂，这样的裂缝主要分布在应力相对集中的地方。另外，在施工过程中混凝土没有按照相关设计规定施工，在混凝土达到相应的设计强度之前，出现过早拆模，或者是在混凝土还没有完全终凝的时候，就加上了荷载。这都会造成整个混凝土的楼板出现严重的变形，而混凝土的早期抗拉强度较低甚至没有抗拉强度，当其承受压、弯和拉的等组合应力时，混凝土表面就会出现裂缝。
1.3塑性收缩变形使混凝土产生裂缝
塑性收缩裂缝一般都产生在混凝土硬化之前，并且处于塑性状态的时候，这主要是因为上部混凝土的均匀沉降受到一定程度的限制。当出现大的骨料、钢筋，或者出现平面面积较大的混凝土，这就造成其水平方向的收缩比垂直方向的收缩困难，从而出现较为不规则的深层裂缝。而塑性收缩裂缝在通常情况下，基本都是相互平行的，其间距在0.2~1.0m左右，并存在相应的深度。
1.4温度应力裂缝
温度应力的裂缝所产生的主要原因是混凝土在浇筑之后，所聚积在内部的水泥水化热不容易散发，这就造成整个混凝土所产生的内部温度较高，然而由于混凝土表面的温度散热的比较快，这就会造成内外的温差较大，使得混凝土内部产生压应力，而混凝土的表面出现拉应力。因此，如果在混凝土的表面附近存在较大程度的温度梯度，就会出现较大的表面拉应力。而这个时候混凝土的龄期较短，该阶段相应的抗拉强度较低，这种由温差所产生的表面拉应力一但超过了混凝土的抗裂能力，就必然导致混凝土的表面出现裂缝。
2.混凝土结构设计阶段的裂缝控制
在结构设计中，荷载是引起混凝土建筑产生裂缝的主要原因之一，在荷载效应弯矩、剪力、扭矩、拉力及其组合的作用下，各类受力构件都会产生或多或少的开裂。但是往往在结构设计过程中，由于遗漏某些荷载的作用或实际使用过程中与设计的荷载有所出入，都会使混凝土结构在正常使用阶段产生裂缝，从而对结构造成一定程度上的破坏。对于基础的不均匀沉降，结构设计时一般都不会进行考虑，但实际正常使用过程中，基础的不均匀沉降对混凝土结构所带来的危害是很大的。由于基础的不均匀沉降，混凝土结构内部会产生很大的附加应力，而且一边受拉，这样就很容易导致混凝土结构上产生裂缝。
2.1建筑设计方面
建筑平面布置力求简单、规则，不宜有太多凹凸，设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。当无法回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，以防应力集中导致构件开裂。房屋的长高比应控制在允许范围以内。建筑物长度要符合温度伸缩最大间距要求，以保证房屋的整体性，防止墙体由屋面变形集中产生裂缝。纵墙端部尽量少设门窗，且门窗洞不宜过大，以增加砖墙的抗剪面积，提高其自身抗剪能力，同时应减少门窗洞口处的应力集中。温度裂缝主要是由屋面板、圈梁、砖墙本身的温差变化而引起的拉应力产生的。屋面保温(隔热)层的效果好坏直接影响顶层砖墙的裂缝程度。所以，屋面保温(隔热)层一定要符合热工要求。对于保温屋面，保温材料的性能及施工方法要符合规范要求，且保温层厚度要适当加大，满足保温效果。
2.2结构方面
应尽量提高顶层墙体砂浆砌筑强度(顶层砂浆不宜低于M5)，用来提高混凝土墙自身的抗剪能力。所有横墙、纵墙顶层都应该设置圈梁，以加强其整体性。但顶层圈梁，特别是纵向圈梁的梁高要做得尽量小一些，以减少圈梁与混凝土墙之向的相互约束，继而减小屋面板变形对混凝土墙的水平推力。加强顶层构造柱，顶层混凝土墙除为了满足抗震的要求而需设构造柱外，在两端墙体中还应该增设抗裂构造柱，保证房屋纵向端部第一、二开间范围内，而横墙与纵墙交叉处则应该设构造柱，以增强顶层墙体刚度、整体性及其延性，以达到大大地提高混凝土墙的抗剪能力的目的，根据试验，同样尺度的一片墙两端设构造柱后，其抗剪能力可以提高一倍左右。
在结构设计中，应重视对于构造钢筋的配置，特别是对于现浇箱梁、楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。同时还应该尽可能提高基础的抗裂性，在那些容易产生应力集中的薄弱部位适当加强构造钢筋的布置。基础底面应该尽可能设计成水平，对于本身长度较长的基础的设计，应该按照规范的要求留有伸缩缝，尽可能避免设备基础开裂。一些对裂缝控制要求比较严格的设备基础，宜在基础与地基的接触面上做油毡沥青滑动层，用来释放应力以减少裂缝的出现。
2.3具体控制裂缝的措施
( 1 ) 施工时采用的混凝土强度等级不宜过高。在满足承载力以及防水要求的条件下，宜采用 C25～ C35等级的混凝土。
( 2 ) 选用低水化热、收缩小的水泥品种，如矿渣硅酸盐水泥等。掺加适量外加剂，减少水泥用量，降低水灰比，严格控制砂石骨料含泥量，控制因水化热内部升温过高，控制外部降温速度，及时保水、保温养护。
( 3 ) 采用粉煤灰( 掺量为水泥用量的15 ～ 30％)进行施工 ，用来改善混凝土的和易性，并且可以减少水泥的使用量。
( 4 ) 在结构设计和施工时，可以考虑设置伸缩缝(考虑满足沉降缝、防震缝要求)，且缝与缝之间的距离不可过长。
( 5 ) 在合适部位设置后浇带，带宽 0.8 ～ 1.0 m，间距30～40m，减少硬化收缩。后浇带混凝土宜2个月后采用较高标号(提高 5- 1O 兆帕 )微膨胀混凝土浇灌。
( 6 ) 对于基础、筏板、底板等体积比较大的混凝土，就适宜采取分层浇筑、阶梯推进的施工方法，但在施工时要特别注意避免冷缝的出现。
( 7 ) 对于大体积和一些超长的混凝土结构，可考虑采用60天龄期强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，在混凝土中可以掺加一定量的膨胀剂，用于补偿收缩混凝土。
( 8 ) 对于较长的墙体，尤其是那些有防水要求的较长地下室的外墙结构，应当适当提高其水平构造钢筋的配筋率 ( 0.4 ～0.6 ％) ，尽量采用细而密的配筋原则，间距小于等于150mm。墙顶及中部设置水平暗梁；墙与柱交接处设置水平附加筋( 配筋率为通长配筋的10～15 ％) ，伸入墙内大约 1.52.0 m，以减小应力集中现象。
( 9 ) 露天的地下一层外墙及屋面等设施需要加强其保温隔热的功能，用来减小室内外的温差，可以适当提高构造配筋率。外露边梁则应该加强腰筋配置，梁侧宜设置保温隔热面层。
(10 ) 地下室顶板以及屋面可以尝试采用部分预应力结构，使混凝土的预压应力达到0.2 ～0.7 兆帕为最好。
( 11) 外露挑檐、阳台、女儿墙等宜每隔12m设置伸缩缝，水平分布筋宜适当的加大。
( 12) 超长混凝土结构可采用无缝设计：由于温度应力只是在一定长度范围内是逐渐增大的，超过一定长度后温度应力趋于不变定值。根据这一规律，超长混凝土结构可以实现无缝设计。
结束语
从上述文章中可以知道，裂缝产生的原因有很多，而设计阶段的裂缝预控对正常使用阶段的裂缝控制起到非常重要的作用，所以在设计初期就应树立减少裂缝产生的思想，在设计中时刻铭记对这一问题的控制，这样才能在施工过程中以及今后的使用中使建筑物不出现或者少出现裂缝。钢筋混凝土结构裂缝的控制是一个综合性的课题，需要设计、监理、施工及使用方等各方的重视和多方面的努力。混凝土结构的裂缝虽不能完全消失，但随着当今对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑工程技术水平的不断提高，相信钢筋混凝土结构裂缝问题将会逐渐得到解决，裂缝所带来的困扰和烦恼也将随之消失，我们的生活居所将变得更加安全。
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[A]. 太原城市职业技术学院学报, 2008(8)
[2]吕强,马琳瑾. 混凝土结构裂缝的控制及结构设计构造对其的影响[B]. 工程建设与设计, 2008(12)
关键词混凝土 结构 设计 抗裂 措施
引言
混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题，它是长期困扰着建筑工程技术人员的技术难题。关于混凝土强度的微观研究以及大量工程实践所提供的经验都说明：结构物的裂缝是不可避免的，裂缝是一种人们应该接受的材料特征。如对建筑物抗裂要求过严，必将付出巨大的经济代价；科学的要求应是将其有害程度控制在允许范围内。混凝土结构物产生裂缝，是结构物的承载能力、耐久性、防水性等的各种性能下降的主要原因；其对策的重要性直接影响到结构物的耐用年数，以及能否达到设计要求的服役年限。按我国有关规范设计的工程，有相当数量的混凝土构件配筋量是由裂缝控制决定的，裂缝控制是制约工程质量和建设成本的一个重要因素。混凝土裂缝产生的原因很多，基本上裂缝的发生与混凝土原材料、设计、施工的环境条件和施工工艺、结构的使用和维护等密切相关。结构设计是首位，不仅要保证设计的结构具有足够的强度和强度储备，而且针对不同的结构应采取相应的抗裂措施。
1、混凝土抗裂性能评估原理
混凝土的非荷载变形开裂，与长期干燥收缩变形密切相关，因此混凝土的抗干缩开裂性能需要长期的观察和测试，无法获得即时结果以满足实际应用的要求。但混凝土早期塑性收缩裂缝与后期混凝土干缩裂缝的产生及其抗拉强度密切相关。许多研究者认为，混凝土结构非荷载变形裂缝的产生在相当程度上由早期的微缺陷导致。混凝土是典型的非均质材料，本身就存在大量的微缺陷，而由于施工养护不当，早期塑性裂缝的产生将大大增加混凝土中微裂纹的数量，这些微裂纹提高了混凝土内部的应力集中系数，降低了混凝土的抗拉强度。伴随混凝土后期干燥收缩的发展，这些微裂纹在内外应力的作用下，将不断发展为更大的裂纹，以至最终形成贯通的毛细孔和裂缝，由不可视裂缝发展为可视裂缝。因此，在一定意义上，混凝土的早期塑性收缩及由此产生的塑性微裂缝决定了混凝土后期裂缝的产生和抗裂能力。
采用加快混凝土失水速度的方法，考察混凝土塑性收缩开裂情况，可以较客观反映混凝土的长期抗裂性能。同时，试验方法简单易行，试验条件容易稳定，相对评价混凝土长期收缩开裂采用的圆环试验、开裂试验架等方法，测试周期短，也方便对不同混凝土的抗裂性能进行精确评价。
2、抗裂设计的安全度
工程建筑抗裂设计的安垒度应从工程的重要性．工程的超长规模以照经济条件考虑。据此，我们可以将工程建筑抗裂设计的安全度要求分为三级：低要求，中等要求，高要求。由于使用者对工程建筑的要求越来越高，业主应考虑工程出现裂缝后的影响。做出判断，选定合适的抗裂设计安全度要求。
2.1临时建筑或不超长的混凝土工程―――低要求(50～75％)
对这些工程可以按普通棍凝土要求设计，施工，可以币用膨胀剂或纤维，但对防渗有要求时，则耍用适当的防水剂或膨胀剂。
2.2一般的超长结构物――中等要求(75～90％)对这些工程可用膨胀混凝土或用纤维混凝土．适当致后浇带。
2.3对重要的构筑物或特别超长结构物(1‰以上)――高要求(90一95％)对这类工程可用纤维复合膨张混凝土，这样可以确保工程结构物的安全不开裂)。
3、结构设计时采用的抗裂措施
1)混凝土原材料的选择。
要控制混凝土的开裂，需要从原材料的选择出发，原材料选择的正确与否，直接影响到混凝土的开裂。由于混凝土自身的特性，水灰比过大，水泥用量大，外掺剂保水性差，粗骨料少，用水量大，振捣不良，环境气温高，表面失水大(养护不良及吸水砖模)等都能导致蝮性收缩表面开裂。自20世纪初起，为了减小水化放热产生的影响，开始采用掺火山灰的办法，30年代又开发出低热水泥。利用加大粗骨料粒径、非常低的水泥用量、预冷拌合物原材料、限制浇筑层高和管道冷却等措施，进一步获得了降低水化温峰、抑制热裂缝的效果。因此从选择水化热低的水泥，控制水灰比，减少水泥用量和用水量，添加适当的外加剂等措施以控制混凝土的开裂。例如，超长的地下室结构外墙应选用补偿收缩混凝土，即在混凝土中掺入UEA，HEA等微膨胀剂，以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值不小于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。普通硅酸盐水泥外掺粉煤灰可有效控制早期和长期收缩开裂。以下为墙面的抗裂设计图：
2)提高结构自身承载力。
在结构设计过程中，有时虽然梁板的承载力和挠度均在规范允许之内，但相对承载力较小，挠度较大，这便容易引起因为挠度偏大而产生的结构裂缝。这种情况须加大梁截面或板厚、提高结构配筋率以提高结构的强度储备来控制裂缝的产生。长期来讲，由于混凝土自身随时间的强度劣化和环境对混凝土的风化和侵蚀，混凝土结构的承载力会逐渐降低；由于承载力的降低会引起混凝土的开裂。因此，混凝土结构设计时，要考虑到混凝土的劣化，混凝土强度必须有一定安全储备，才能保证结构有足够的安全性和耐久性。
3)减小地基的不均匀沉降。
因为建筑物地基的不均匀沉降而引起的结构裂缝的事例不多，位于采空区的建筑物易发生。此时需加强基础的整体性，以减小地基不均匀沉降对结构的影响，比如独立基础时设置拉梁，或采用筏板基础，或采用箱形基础。如果地基土本身软硬不均，除采取上述措施外，还可以采取局部换土或加大基础底面积的措施。柱下独立基础或桩承台，当设置拉梁时，由于各独立基础或桩承台之间的沉降差，会造成拉梁两端的开裂，而且在有些工程中开裂还非常严重。此时建议在拉梁两端各设一道后浇带，如果地质条件较好可设一道或不设。
4)地下室墙体裂缝的控制。
a.采取“抗裂”的设计原则，控制裂缝发生。在墙板顶部和腰部设两道暗梁，并适当增设暗柱，以起到“模箍作用”；适当增加墙板钢筋，尤其是水平构造筋的配筋率应适量提高。
b墙体与大柱连接处截面尺寸应缓慢变化，以避免温差梯度的突变，建议采用下面类似做法，以防止收缩应力变化产生裂缝。
c.为了防止墙体早期砼出现收缩裂缝，在墙体中设置适当数量的后浇带，后浇带设置间距15～25m，留置宽度800-1000mm，保留时间为40～60天，在建施工的一幢27层高层建筑，地下室墙板施工已近两年，未出现裂缝。墙板留置后浇带就是减少约束，释放温度收缩应力，给墙体有一定的伸缩自由。
d.平面形状特征为外墙直线段少，直线段长度短，且构造柱基本上与墙体分开，墙体外约束及强约束基本上没有，内部约束大都为有利伸展的曲线分布，这也是墙体未出现裂缝的重要因素之一。
e.进行砼配合比的试配试拌，采用水化热低收缩性小早期强度高的硅酸盐水泥作胶结料，粗骨料级配好，中粗砂含泥量小，掺早强缓凝型泵送剂，严格控制砼水灰比和搅拌时间，为墙体施工提供高质量的砼拌料。
5)设置后浇带。
后浇带是为在现浇钢筋混凝土结构施工过程中，克服由于温度、收缩等而可能产生有害裂缝而设置的临时施工缝。后浇带通常根据设计要求留设。并保留一段时间（若设计无要求则至少保留28天）后再浇筑，将结构连成整体。
随着社会的发展，超长建筑越来越多，而且很多因为建筑功能和美观不让设伸缩缝，这便需要结构专业采取措施来解决混凝土的收缩应力和温度应力引起的结构变形和裂缝。一般做法即是设置后浇带：每隔30 ～40 m设置一道，在45 d～60 d后浇筑。
6)楼板双层双向配筋。
超长建筑物、高层建筑的屋面板、不做保温的屋面板，均会产生很大的温度应力，势必会形成温度裂缝。加厚板厚且受力钢筋双层双向配筋能有效的解决温度应力对裂缝的影响，但钢筋间距不宜过大，一般不大于150 mm。或加厚板厚但受力钢筋不通长设置，在受力钢筋外侧设置双层双向的@150的钢筋网片。
7)必要厚度的保护层。
混凝土结构中，钢筋与混凝同工作，足够的配筋是保证混凝土结构承载力的必要条件；钢筋在混凝土中良好锚固是钢筋与混凝土能共同工作的保证。因此，钢筋需除去泥土、油污、锈蚀，使之与混凝土良好的结合，以保证混凝土对钢筋的握裹力。否则，钢筋锈蚀会逐渐导致混凝土出现顺钢筋的裂缝，裂缝发展会导致混凝土剥落开裂，这种裂缝不但破坏混凝土对钢筋的握裹力、破坏钢筋的锚固，还会加速钢筋的锈蚀。如此发展下去使结构的承载力下降，耐久性降低。甚至危及结构的安全。混凝土结构设计规范中指出，当混凝土保护层厚度较大时，虽然裂缝宽度计算值也较大，但较大的混凝土保护层厚度对防止钢筋锈蚀是有利的。因此，要有必要厚度的保护层使钢筋与外界隔绝，避免此种情况的发生。
4.结束语
混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题，混凝土裂缝产生的原因也很多，在结构设计过程中就需要根据不同的结构形式和不同的结构构件预判可能出现的裂缝，再根据不同的可能出现的裂缝采取相应的预防措施。只有从设计、施工到建筑的使用和维护的每个环节对混凝土结构的裂缝问题引起足够的重视并采取正确的预防措施，才能更有利于保证建筑物的承载能力、安全性和耐久性。
参考文献
[1]GB50010―2010，混凝土结构设计规范[S]．
[2]冯乃谦，顾睛霞，郝挺宇．混凝土结构的裂缝与对策[M]．北京：机械工业出版社．2008．
关键词：水工 少筋 混凝土 结构 设计 方法
一、概述
少筋混凝土结构是指配筋率低于普通钢筋混凝土结构的最小配筋率、介于素混凝土结构和钢筋混凝土结构之间的一种少量配筋的结构，简称少筋混凝土结构，也称为弱筋混凝土结构。
这类结构在水利工程设计中是难于避免的，有时，它在某些水工混凝土工程结构中处于制约设计的重要地位。从逻辑概念讲，只要允许素混凝土结构的存在，必定会有少筋混凝土结构的应用范围，因为它毕竟是素混凝土和适筋混凝土结构之间的中介产物。
凡经常或周期性地受环境水作用的水工建筑物所用的混凝土称水工混凝土，水工混凝土多数为大体积混凝土，水工混凝土对强度要求则往往不是很高。在一般水工建筑物中，如闸墩、闸底板、水电站厂房的挡水墙、尾水管、船坞闸室等，在外力作用下，一方面要满足抗滑、抗倾覆的稳定性要求，结构应有足够的自重；另一方面，还应满足强度、抗渗、抗冻等要求，不允许出现裂缝，因此结构的尺寸比较大。若按钢筋混凝土结构设计，常需配置较多的钢筋而造成浪费，若按素混凝土结构设计，则又因计算所需截面较大，需使用大量的混凝土。
对于这类结构，如在混凝土中配置少量钢筋，在满足稳定性的要求下，考虑此少量钢筋对结构强度安全方面所起的作用，就能减少混凝土用量，从而达到经济和安全的要求。因此，在大体积的水工建筑物中，采用少筋混凝土结构，有其特殊意义。
关于少筋混凝土结构的设计思想和原则，我国《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191—96)作了明确的规定。
二、规范对少筋混凝土结构的设计规定
对少筋混凝土结构的设计规定体现在最小配筋率规定上，这里将《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191—96)（下文简称规范）有关最小配筋率的规定，摘录并阐述如下：
1．一般构件的纵向钢筋最小配筋率
一般钢筋混凝土构件的纵向受力钢筋的配筋率不应小于规范表9.5.1规定的数值。温度、收缩等因素对结构产生的影响较大时，最小配筋率应适当增大。
2．大尺寸底板和墩墙的纵向钢筋最小配筋率
截面尺寸较大的底板和墩墙一类结构，其最小配筋率可由钢筋混凝土构件纵向受力钢筋基本最小配筋率所列的基本最小配筋率乘以截面极限内力值与截面极限承载力之比得出。即
1)对底板(受弯构件)或墩墙(大偏心受压构件)的受拉钢筋As的最小配筋率可取为：
ρmin=ρ0min ()
也可按下列近似公式计算：
底板 ρmin= (规范9.5.2-1)
墩墙 ρmin= (规范9.5.2-2)
此时，底板与墩墙的受压钢筋可不受最小配筋率限制，但应配置适量的构造钢筋。
2)对墩墙(轴心受压或小偏心受压构件)的受压钢筋As’的最小配筋率可取为：
ρ＇min=ρ′0min ()
按上式计算最小配筋率时，由于截面实际配筋量未知，其截面实际的极限承载力Nu不能直接求出，需先假定一配筋量经2—3次试算得出。
上列诸式中 M、N——截面弯矩设计值、轴力设计值；
e0——轴向力至截面重心的距离，eo=M／N；
Mu、Nu——截面实际能承受的极限受弯承载力、极限受压承载力；
b、ho——截面宽度及有效高度；
fy——钢筋受拉强度设计值；
γd——钢筋混凝土结构的结构系数，按规范表4.2.1取值。
采用本条计算方法，随尺寸增大时，用钢量仍保持在同一水平上。
3．特大截面的最小配筋用量
对于截面尺寸由抗倾、抗滑、抗浮或布置等条件确定的厚度大于5m的结构构件，规范规定：如经论证，其纵向受拉钢筋可不受最小配筋率的限制，钢筋截面面积按承载力计算确定，但每米宽度内的钢筋截面面积不得小于2500mm2。
规范对最小配筋率作了三个层次的规定，即对一般尺寸的梁、柱构件必须遵循规范表9.5.1的规定；对于截面厚度较大的板、墙类结构，则可按规范9.5.2计算最小配筋率；对于截面尺寸由抗倾、抗滑、抗浮或布置等条件确定的厚度大于5m的结构构件则可按规范9.5.3处理。设计时可根据具体情况分别对待。
为慎重计，目前仅建议对卧置于地基上的底板和墩墙可采用变化的最小配筋率，对于其他结构，则仍建议采用规范表9.5.1所列的基本最小配筋率计算，以避免因配筋过少，万一发生裂缝就无法抑制的情况。
经验算，按所建议的变化的最小配筋率配筋，其最大裂缝宽度基本上在容许范围内。对于处于恶劣环境的结构，为控制裂缝不过宽，宜将本规范表9.5.1所列受拉钢筋最小配筋率提高0.05％。大体积构件的受压钢筋按计算不需配筋时，则可仅配构造钢筋。
转贴于 三、规范的应用举例
例1 一水闸底板，板厚1.5m，采用C20级混凝土和Ⅱ级钢筋，每米板宽承受弯矩设计值M=220kN／m(已包含γ0、φ系数在内)，试配置受拉钢筋As。
解：1)取1m板宽，按受弯构件承载力公式计算受拉钢筋截面面积As。
αs= ==0.012556
ξ=1-=1-=0.0126
As===591mm2
计算配筋率ρ= = =0.041%
2)如按一般梁、柱构件考虑，则必须满足ρ≥ρmin条件，查规范表9.5.1，得ρ0min=0.15%，
则 As=ρ0bh0=0.15%×1000×1450=2175mm2
3)现因底板为大尺寸厚板，可按规范9.5.2计算ρmin
ρmin===0.0779%
As=ρminbh0=0.0779%×1000×1450=1130mm2
实际选配每米5Φ18（As=1272mm2）
讨论：1)对大截面尺寸构件，采用规范9.5.2计算的可变的ρmin比采用规范表9.5.1所列的固定的ρ0min可节省大量钢筋，本例为1：1130／2175=1：0.52。
2)若将此水闸底板的板厚h增大为2.5m，按规范9.5.2计算的ρmin变为：
ρmin===0.0461%
则 As=ρminbh0=0.0461%×1000×2450=1130mm2
可见，采用规范9.5.2计算最小配筋率时，当承受的内力不变，则不论板厚再增大多少，配筋面积As将保持不变。
例2 一轴心受压柱，承受轴向压力设计值N=9000kN；采用C20级混凝土和I级钢筋；柱计算高度l0=7m；试分别求柱截面尺寸为b×h=1.0m×1.0m及2.0m×2.0m时的受压钢筋面积。
解：1) b×h=1.0m×1.0m时，轴心受压柱承载力公式为：
N≤φ(fcA+fy′As′)
==7＜8，属于短柱，稳定系数φ=1.0，
As′===3809mm2
ρ′===0.38%
由规范表9.5.1查得ρ0min′=0.4%，对一般构件，应按ρ0min′配筋
As′=ρ0min′A=0.4%×106=4000mm2
2) b×h=2.0m×2.0m时，若仍按一般构件配筋，则
As′=0.4%×2.0×2.0×106=16000mm2
现因构件尺寸已较大，可按规范9.5.3计算最小配筋率：
ρmin′=ρ0min′()
式中因实际配筋量As′尚不知，故需先假定As′计算Nu。
①假定As′=4000mm2。
Nu=fy′As′+ fyAs
=210×4000+10×4.0×106=40.84×106 N
ρmin′=ρ0min′()
=0.4%()=0.106%
As′=ρ0min′A=0.106%×4.0×106=4231mm2
②假定As′=4231mm2。
Nu=210×4231+10×4.0×106=40.89×106 N
ρmin′=0.4%()=0.1056%
关键字：墙体裂缝 温差混凝土结构 加固进展
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
引言
总的来说，我国混凝土结构加固已基本形成了比较系统、配套的技术和工艺，但存在加固技术比较陈旧及技术的配套性不强的劣势。特别是新型纤维增强复合材料在加固工程中的研究应用、相关设计、施工工艺还有待改进和提高。
1.结构裂缝产生的原因
（1）结构设计差错。由于结构荷载计算遗漏，设计差错，构造不合理，荷载过大而构件截面尺寸偏小，砌体受压面积不够原因，造成结构本身先天不足。
（2）因埋设各种管线穿过墙体破坏了砌体整体性，减少了砌体截面面积，削弱了砌体承载力。
（3）砌体施工质量低劣。由于砌筑用砖和砂浆强度等级低，水平灰缝砂浆不饱满，组砌不符合要求，降低了砌体承载能力。
使用不当。由于改变房屋用途，加大使用荷载或增加振动力，破坏墙体。
2. 裂缝产生的特征和类型
由于多层房屋的刚度较大、荷载也较大，当地基土中的内力变化小于上部结构传递给它的压力时，地基的膨胀力得不到发挥，因而，由于基础的不均匀沉降印发的裂缝很少在4层及以上的房屋中出现，一般在房屋刚度较小的3层及3层以下的房屋中产生。
3.结构裂缝防治措施（1）正确进行结构计算和设计，设计资料要经过层层把关核算。（2）卸载。对由于荷载过大，砌体强度低，已经产生裂缝的墙体，可采用减轻上层结构自重与使用荷载的方法，或在其顶部砌体内增设钢筋混凝土过梁，承担上部荷载。（3）结构加固补强。对由于荷载较大，砌体截面尺寸较小，承载力不足，并已产生裂缝的墙体，可在不影响主体立面美观的情况下适当加大截面尺寸。
4 控制裂缝的方案
要防止因基础不均匀沉降而产生的裂缝，应在下列几种情况下考虑沉降裂缝的设置：①基土中土质压缩性有明显的差异，应在分界处设置沉降缝：②当建筑物的高低差别较大，或由于其他原因，地基所承受的荷载差别较大时，应在荷载变化处设置沉降缝：③同一建筑物的地基处理方案不同时，在地基处理方法不同的部位设置沉降缝。
二．房屋建筑中混凝土出现裂缝的原因
1.房屋建筑设计存在漏洞
对于不同的施工要求和实际情况，房屋建筑混凝土的结构设计存在区别，目前许多施工企业在对待混凝土结构的设计都大同小异，通病是没有很好结合实际情况，如在建筑面积不规则的别墅浇筑混凝土时，在凹口阳角及阴角处未采取相应的构造措施；许多的施工企业为了节省造价，对于现浇楼板的厚度达不到要求，混凝土的配筋计算设置不合理；对于预埋线管的埋设方位缺少合理的规划，预埋线管埋设经常出现重叠和过于集中，从而削弱了混凝土的实际厚度；建筑物长度过长未考虑设置后浇带，也从未进行温度分析等等都会对混凝土出现裂缝提供了条件。
2.配制混凝土时水灰配比不当、过量使用粉砂导致裂缝产生
混凝土配制时的水灰比对于混凝土的质量是至关重要的，混凝土的水泥、水、混合材料及外加剂配比不当会严重影响混凝土的强度，以及粉砂的含泥量过大，配制后会造成混凝土出现收缩的情况，从而混凝土的抗拉强度将会大打折扣，容易出现塑性收缩裂缝。在使用泵送浇筑混凝土浇筑时易出现沙石比例不均，粗骨料少砂浆多的现象，待现浇钢筋楼板脱水干缩时，往往就会出现裂缝的情况。
3、混凝土施工不合理
目前许多施工企业在进行混凝土施工的时候，往往达不到钢筋层保护需要的厚度，施工人员也完全是凭经验施工，毫无科学可言。在浇筑完成后没有及时或未对加其进行压抹，导致混凝土凝结之后会出现细微裂痕。还有后浇带混凝土施工没有按照相关的施工规范，仓促施工，对于混凝土的强度等级也没有根据实际情况做出适当的提高。
4、混凝土浇筑后养护不当
混凝土浇筑完成后，一般会对其进行一段时间的养护，但是要根据混凝土的实际情况确定合理的浇筑时间。若对混凝土进行过早的养护，混凝土的胶结能力会减低，不能很好的凝结；养护的时间过迟，混凝土表面受风吹日晒的影响，混凝土内部游离水分蒸发过快，缺少必要的水份，就会导致出现体积收缩的情况。在不同的季节，尤其是在温差较大的季节，混凝土会受温度的影响，则会产生温差裂缝。
三．温度裂缝的控制。
1.尽可能选用强度等级低的混凝土，将后期的强度充分利用整合，在高层建筑不断出现的下，混凝土的强度也就被要求更高。出现C40-C50等高混凝土，设计强度过高，使用水泥的量是非常大的，而且设工期十分冗长缓慢。混凝土的早龄期，荷载远未达到设荷载值，可以利用混凝土的60d或god后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度高。
2.进行结构的温度应力分析和设计，应该在设计的时候充分考虑各方面的协调作用，比如度应力的分析情况。将温差最大的位置确定下来，对温度力和收缩力进行验算，这也是充分的证据，能够作为参考理论，同时为合理进行分块分层浇筑混凝土提供指导。
3.选择合理的结构形式和分缝分块，裂缝很多时候也和结构形式方面有着千丝万缕的联系。混凝土的设计阶段应充分考虑这种情况所带来的影响，尤其是寒冷少用薄壁结构，因为薄壁结构很敏感，温度变化会影响到它的正常稳定。
4.再配合比例上要适度，能够将不同的材料最优化配置，强度上面则根据原材料、优化混凝土配合来决定。绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、线膨胀系数较小这些都是混凝土的特征，需要合理分配。
5.后期养护，混凝土浇筑完毕后，应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润，这样既减少外界高温倒罐，又防止干缩裂缝的发生，促进混凝土强度的稳定增长。一般在浇筑完毕后12～18h内立即开始养护，连续养护时间不少于28d或设计龄期。混凝土表面覆盖防护。在低温季节，混凝土表面覆盖防护可以减少混凝土表面温度梯度及内外温差，保持混凝土表面温度，同时延缓混凝土的降温速度，以减少新老混凝土上、下层的约束温差，最终防止裂缝的发生。夏季高温宜采用流动水养护。冬季低温季节侧模宜嵌入珍珠岩保温板防护，表面宜用油布覆盖。当月平均气温在24d内连续下降6～9℃，未满28d龄期的混凝土暴露表面应进行覆盖保护。
五、结论
经过论证研究不难发现，房屋建筑中混凝土裂缝的产生原因主要有房屋建筑中混凝土设计、施工时的混凝土水灰比以及施工工艺和养护等。有效把握房屋建筑中混凝土浇筑的质量和减少房屋建筑当中混凝土出现裂缝的几率需要从根源入手，施工企业需要充分认识到房屋建筑中混凝土出现裂缝的严重性，加强管理提高施工质量，这样才能为自身赢得良好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 王东海.水工混凝土建筑物裂缝产生原因与处理方法[J]．山西建筑，2007（16）．
[关键词]温度裂缝 “抗”与“放”的设计原则
在净水厂、污水处理厂等市政工程中，有大量的钢筋混凝土水池等钢筋混凝土结构处于露天环境，而北方冬、夏季温差较大，温差是除混凝土自身收缩以外非荷载裂缝的主要原因。虽在正常情况下，非荷载裂缝不会对构筑物的可靠性产生直接影响，但裂缝的最大危害在于显著降低了混凝土的抗渗性，从而对构筑物的耐久性和使用功能产生不良影响。
混凝土不是弹性材料，它既有塑性变形，又有徐变和应力松弛，而且结构遭受的年温差都是在相当长的时段变化中进行的，解决温度问题，应以概念设计为主，以理论计算为辅的原则。
在钢筋混凝土规范及给水、排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程中的构造要求的章节里规定了伸缩缝的最大间距。同时又指出，伸缩缝的最大间距可根据一定的条件进行调整以控制裂缝。即对混凝土结构的裂缝的控制途径应采取“抗”、“放”结合的原则。
配筋对混凝土结构的裂缝的控制实际上就是“抗”的原则的集中体现，其目的起到分散裂缝、细化裂缝的作用；伸缩缝对混凝土结构裂缝的控制实际上就是“放”的原则的体现，其目的在于释放变形和约束；而引发缝（钢筋不断开、截面薄弱）是介于“抗”与“放”之间的一种控制裂缝方法。
水池等露天环境中的构筑物的温度作用（收缩量）设计要考虑的主要是季节温差，即结构从混凝土浇注时的温度与冬季温度最低点的温差。当施工期为高温季节时，笔者认为应适当采取“放”的措施，即采取按规范、规程设置并适当缩短伸缩缝的间距等措施。反之，施工期为低温季节时，可适当加长伸缩缝的间距等措施来控制混凝土的收缩。在抗震设防高烈度区、地基承载力不均匀的场区可采用引发缝来加强整体的刚度，控制混凝土裂缝。
在几年笔者主持、设计了的一些工程，地点多为北方地区。如2006年内蒙古亿利PVC生产项目污水处理工程，因该地区抗震设防烈度为8度，其中生物池尺寸为37.8m×50.0m。设计上采用后浇带、诱发缝等措施，较少的采用伸缩缝，经计算配置控制裂缝钢筋，以加强整体的刚度。2007年大连市夏家河城市污水处理工程，其中生物池尺寸为79.8m×79.8m，该工程施工期为当年的七月，该工程地基为岩石层，该工程设置了伸缩缝。2008年吉林省榆树市城市污水处理工程，其中生物池尺寸为106.8m×49.4m，该工程地基土承载力相差较大，该工程设置了引发缝，加强了整体刚度。2009年大连市旅顺口区三间堡城市污水处理工程，其中生物池尺寸为67.0m×33.1m，该工程地基不均匀且地下水位较高，存在抗浮问题，生物池设置了引发缝，加强了池体的整体刚度。上述这些工程现在看来使用状况良好，未见池体裂缝现象。
总之，大型水池、构筑物等混凝土结构的裂缝控制实际上是一种全过程的控制。
①设计、构造：加强应力集中部位的配筋，或避免、分散应力集中，设置伸缩缝、诱发缝等。即“抗”、“放”相结合。
②材料控制：应按规范要求采用非碱性骨料，控制最大碱含量等。
③施工控制降低混凝土自身收缩，设置后浇带，采用跳仓法施工。宜在气温较低时浇注混凝土。加强后期养护等。
参考文献
[1]国家标准 . 给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程 .CECS 117 : 2000 北京
关键词：轨道交通；混凝土结构；耐久性指标
伴随着我国市政工程建设可持续发展战略的不断拓展，混凝土耐久性设计和应用研究日益为人们所关注。为了确保城市轨道交通工程的百年大计，应充分分析影响混凝土结构耐久性的主要因素，从配合比设计阶段着手，结合工程所处的环境、当地的原材料供应情况、施工方法等，从而维持混凝土结构的安全和正常使用。
1 混凝土耐久性控制的必要性和重要性
1.1 环境条件及耐久性控制的必要性
该城市地处我国沿海地带，地下水位埋深在3m左右，承压水头的埋深为3.0m～8.0m，呈现幅度和周期不尽相同的变化，而该城市轨道交通工程的地下车站和盾构区间埋深普遍达到了10～20m，部分地段埋深将近30m或更深，由此导致车站和盾构区间外表面水压力过大，引起地下水中有害离子的渗透速率加快。该地区地下水水质较为复杂，其中Cl-和SO42-的含量要明显高于部分沿河城市。因此，更需要关注和控制地下水对混凝土构件的腐蚀影响。另外，该城市地表的极低温度可达到零下15℃，最冷月平均温度为零下5℃，因此，混凝土的施工过程尚受到冻融循环的影响。其次，车站在其运行期间的温度一般为20～25℃之间，相对湿度40～80%，站台和站厅内CO2含量较高且相对湿度变化幅度大，盾构区间和站厅交界位置CO2的含量较低且相对湿度稳定。因此，站台和站厅的混凝土构件由碳化作用造成的影响比较大。从已建成的地铁项目调查中发现：部分地下连续墙、侧墙、顶板和底板等混凝土存在局部的裂缝和渗水现象，盾构管片的接缝位置也有不同程度的渗漏，多数处于干湿交替环境下。
1.2 混凝土耐久性控制的重要性
钢筋混凝土结构一直以来都被看作是一种耐久性良好的结构型式，应用范围比较广泛。但是，钢筋混凝土结构在其应用期间，很多结构失效问题会直接导致钢筋混凝土结构的使用寿命急剧缩短，而导致结构失效问题的原因很多，其中结构设计强度不足造成结构承受荷载不利变化情况普遍，而耐久性也是影响使用寿命的决定性因素。从国内外大量工程实践中发现，因钢筋混凝土结构耐久性病害造成的工程损失是无法想象的，因此针对混凝土结构耐久性这样棘手的问题势必引起足够的重视，认真展开研究和总结，既要对在建项目进行科学合理的耐久性评估和服役期限预测并选用正确的方法进行修复，又要对拟建项目进行相关耐久性的设计研究工作，分析可能影响到混凝土结构使用寿命的各项因素，从设计和施工两个方面共同把关。
2 配合比设计对混凝土耐久性的考虑
为确保百年工程混凝土的使用寿命，本地区工程通过混凝土的配合比设计对材料和混凝土性能提出了明确的要求：最大胶凝材料用量不大于450（或400）kg/m3，最小胶凝材料用量不小于340kg/m3；混凝土凝结时间不小于10h，含气量为3%，56d的电通量小于1200C；其余指标应符合规范或设计要求。
2.1 原材料的选用
（3）外加剂则选用聚羧酸高效减水剂，根据施工环境可选择性加入聚丙烯等有机类纤维材料，所使用的外加剂性能指标如表4。
表4 聚羧酸高性能减水剂性能指标
（4）严格控制粗细集料质量，合理进行集料的掺配，减少单位用水量，使用合理砂率，保证混凝土施工性能。细集料选用颗粒级配为II区的中砂，如表5所示。粗集料采用碎石，粒径为5～25mm且颗粒级配良好。
表5 粗细集料性能指标
2.2 混凝土配合比设计
本地区轨道交通工程主体结构、顶板、底板、梁、墙混凝土配合比设计的主要理念：采用优质外加剂，大掺量的矿物掺合料，低水胶比，以降低水化热的作用，增强混凝土的密实度，提高防水能力。主要采用的试验室配合比如表6，对混凝土的耐久性指标（电通量、抗渗性能、抗冻性能）进行了检验，检验结果如表7。试验室配制的混凝土，通过试验结果表明混凝土能够满足设计提出的耐久性要求。
3 耐久性混凝土过程控制的关键技术
在混凝土生产过程中，应严格按试验室配合比进行调整，使用符合配合比要求的原材料，适时监测砂石含水率。
3.1 注意控制混凝土构件的钢筋保护层厚度，保护层的垫块一般选用塑料保护层定位夹或定型的纤维砂浆块等。
3.2 混凝土在浇筑过程中严禁随意加水。若坍落度较小，可适当添加外加剂，确保混凝土的连续；振捣必须充分密实；严格控制混凝土浇筑温度，如浇筑大体积混凝土构件则应在气温低的条件下进行，可从施工角度控制混凝土入模的温度，一般可以夜间施工。
3.3 混凝土构件的养生。在浇捣完毕后立即对成型的构件进行遮覆保水，避免混凝土构件失水过快。
3.4 防腐蚀措施的应用
施工环境和经济条件允许的情况下，采用防水卷材和有机涂料施工，必然要考虑到涂层的渗透性，从而为施工中可能会出现的早期裂缝问题进行封闭处理以提高混凝土构件的抗渗水性能和抗裂性能。
3.5 施工中的质量检测
3.5.1 原材料的性能检测。施工中应加强原材料的质量检测，杜绝不符合要求的材料用于本项目。
3.5.2 在施工过程中，抽取现场混凝土进行耐久性检验和同条件下的模拟试验。该项目在施工过程中，混凝土主要指标如表8所示。从表中可以看出，各项指标均符合规范或设计要求。
表8 工程施工中混凝土的主要指标
3.5.3 裂缝和渗水检测。定期对钢筋混凝土构件是否存在裂缝和渗水问题进行检测，观察已出现裂缝的发展体征并描述，分析裂缝出现的主要原因，在后续施工中加强施工管理。
4 结束语
4.1 为了轨道交通工程的百年大计，提高混凝土的耐久性是混凝土发展的必然趋势。我们应根据工程所在的环境条件和施工工艺分析影响混凝土耐久性的各种因素，确保混凝土结构安全可靠。
4.2 轨道交通工程混凝土耐久性设计应遵循“以防为主”的基本原则，从结构设计、材料选择及严格的施工质量等来保证，同时应注意对其在使用阶段实行必要的管理和维护。
参考文献
[1]汪秀嶂，韩延飞.城市轨道交通工程邻近施工安全风险评估技术[J].山西建筑，2011（23）.
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