現澆鋼筋混凝土結構溫差、收縮裂縫的控制
發布時間：2012-07-25 共2頁
現澆鋼筋混凝土結構梁、板產生裂縫的原因，綜合起來可以分為兩大類：一是由設計失誤、施工失誤、使用功能的改變或超載等原因所引起的結構性裂縫，二是由混凝土本身的收縮或溫差變形所產生的非結構性裂縫。有關資料統計及大量的工程實踐表明，一般工程中結構性裂縫僅占小部份，約為20％，大部分為收縮和溫差裂縫，約占80％，這些非結構性的溫差和收縮裂縫，應該通過設計和施工階段采取相應的技術措施預防，從而將其控制到盡可能少的程度。
1 工程實例
某框架住宅樓八層，層高3m，總長68.9m，進深12.3m，結構設計混凝土強度C25，客廳板厚130mm，外懸挑板厚80mm，其它均為100mm，該工程竣工后在使用過程中發現部分板和梁側開裂，板裂縫大多數貫通，梁側的裂縫中間寬，梁頂、梁底很＿細，甚至消失，同一部位基本每層都有，寬度約0.2～0.6mm，如圖1所示。
經檢測混凝土強度達到設計強度C25，配筋基本合理，但各層樓板的實際厚度因施工控制不嚴普遍未能滿足設計要求，平均比原設計板厚小9％，經復核驗算，結果表明，樓板的承載力可滿足規范細和使用要求，綜合分析，混凝土的收縮和溫差變形是產生裂縫的主要原因。
2 現澆鋼筋混凝土結構常見收縮和溫差裂縫的一般規律和防治措施。
大量的工程實踐發現，建筑物產生溫差和收縮裂縫所在位置和構件的部位與型式基本相同及類似，這就提示了我們要找出其內在規律，并予以預防和治理。以下筆者對常見溫差和收縮裂縫的多發位置進行分析，并提出相應的防治措施：
2.l 建筑物兩端樓梯間處平面剛度較小的樓板，一般裂縫平行于板的長邊并貫通梁側。見圖la，預防和控制措施；加厚該處的樓板厚度，板面的負筋除滿足計算配筋要求之外并應≥Φ8@200雙向拉通，梁兩側加設縱向構造腰筋。
2.2 房屋四大角裂縫，產生的原因主要是溫差及收縮產生的應力向兩端跨四大角迭加并往外反復擠壓而引起，一般呈45°角，距板角約600～1200mm，常見上下貫通，見圖幾，預防和控制措施：該板除滿足計算配筋要求之外，在整塊板的板鋼板跨度大小增設雙向Φ6或Φ8鋼筋網，可有效地防止板的裂縫。
2.3 框架平面柱外即懸挑部份的梁板，裂縫一般平行于板的短邊并貫通封口梁側，產生的主要原因是該位置的構件受外界溫差和收縮變形影響的應力大，但約束的條件比室內小，故此，外露梁板是溫差和收縮裂縫的多發區域，見圖１，預防和控制措施：板面筋雙向拉通。
2.4 屋面是溫差和收縮變形裂縫產生較多的地方，要預防控制治理這些裂縫應采取如下措施：a所有板面負筋不切斷，如接受力情況須切斷，應全部另行加設雙向Φ6@200構造筋小取消屋面多跨連梁的架立筋，改由支座負筋貫通全梁。
2.5 樓面和屋面縱向梁產生溫差和收縮裂縫的位置，往往是在梁側的中間處而且裂縫較大，但梁底和梁面則很細甚至觀察不到，這個問題主要是梁的縱向構造腰筋的設置問題，《混凝土結構設計規范》GBJ10－89（以下簡稱規范）規定“當梁截面高度超過700mm時在梁的兩側沿高度每隔300－400mm，設置直徑不少于Q10的縱向構造腰筋”，筆者認為應根據具體工程尤其是我國南方氣候特.點作相應的加強調整，以預防和控制梁側的溫差和收縮裂縫，建議作如下配置：天面縱向的梁及各層框架平面柱外的梁，每側沿高度每隔200mm設Iφ12構造腰筋，其它部分的梁側沿高每隔250mm設Iφ12縱向構造腰筋。
3 在結構設計方面采取相應的預防和控制措施
3.1 合理設置伸縮縫和后澆帶
（1）同一材料性質的收縮和膨脹線性系數為一定值時，其面積越大、體形越大，收縮或溫差應力引起的變形及產生裂縫的可能性就越大，因此現澆鋼筋混凝土結構合理設置伸縮縫是控制混凝土收縮和溫差變形產生裂縫的有效措施。規范規定了各類鋼筋混凝土結構設置伸縮縫的最大間距，但是，目前有相當部分的工程超出了規范的控制范圍，如現澆式鋼筋混凝土框架結構最大的設置間距為55米，但有些工程的長度在60－70m都不設伸縮縫，難免出現問題。設計人員必須嚴格執行規范的規定要求，并應根據當地環境氣候及具體工程結構特點適當減小伸縮縫的間隔，以有效地防止和控制混凝土的開裂。
（2）后澆帶是當建筑物較長，又不便設伸縮縫時所采用的防止和控制混凝土收縮和溫差變形產生裂縫的一種方法，但從工程的實踐中，有部分裂縫就發生在后澆帶的位置，究其原因除了施工過程處置不當之外，設計方面也有留設位置不合理及欠缺針對性、設計施工大樣圖和施工要求不詳細、不明確等不妥之處。筆者建議應將后澆帶設置在平面剛度變化大及其他有實際意義之處，精心設計施工大樣圖，并明確其施工技術要求。
3.2 采取適當增加板厚及構件構造配筋的技術措施
（1）鋼筋混凝土結構中，鋼筋在抵抗和控制收縮和溫差變形產生的裂縫發揮著積極的作用，規范除對混凝土構件的縱向配筋規定了最小配筋率，還規定當溫度和收縮等因素對結構產生較大影響時，需要適當增加構件的最小配筋率，但是一些設計人員沒有予以重視。我國南方夏、秋季晝日溫差甚大，熱脹冷縮的惡性循環是造成混凝土產生非結構性溫差和收縮裂縫的主要原因，部分工程實踐證明往往裂縫較多的構件配筋率較小，為此在設計時應考慮具體工程的氣候特點和建筑物的不同部位（如外露構件），適當增加構件配筋。
（2）常見收縮和溫差裂縫多與樓面、屋面板的厚度設置密切相關，筆者認為如果設計時只計算豎向荷載不考慮溫差和收縮變形對樓板，特別是對屋面板和框架平面以外板的影響，不考慮抵抗溫度的應力，而將板厚取得較薄用u度差，則難以避免在溫差和收縮應力反復作用下產生裂縫，為此建議無論計算結果如何，即使板跨較小，板厚均應≥100毫米，且板面負筋雙向拉通。
1 工程實例
某框架住宅樓八層，層高3m，總長68.9m，進深12.3m，結構設計混凝土強度C25，客廳板厚130mm，外懸挑板厚80mm，其它均為100mm，該工程竣工后在使用過程中發現部分板和梁側開裂，板裂縫大多數貫通，梁側的裂縫中間寬，梁頂、梁底很＿細，甚至消失，同一部位基本每層都有，寬度約0.2～0.6mm，如圖1所示。
經檢測混凝土強度達到設計強度C25，配筋基本合理，但各層樓板的實際厚度因施工控制不嚴普遍未能滿足設計要求，平均比原設計板厚小9％，經復核驗算，結果表明，樓板的承載力可滿足規范細和使用要求，綜合分析，混凝土的收縮和溫差變形是產生裂縫的主要原因。
2 現澆鋼筋混凝土結構常見收縮和溫差裂縫的一般規律和防治措施。
大量的工程實踐發現，建筑物產生溫差和收縮裂縫所在位置和構件的部位與型式基本相同及類似，這就提示了我們要找出其內在規律，并予以預防和治理。以下筆者對常見溫差和收縮裂縫的多發位置進行分析，并提出相應的防治措施：
2.l 建筑物兩端樓梯間處平面剛度較小的樓板，一般裂縫平行于板的長邊并貫通梁側。見圖la，預防和控制措施；加厚該處的樓板厚度，板面的負筋除滿足計算配筋要求之外并應≥Φ8@200雙向拉通，梁兩側加設縱向構造腰筋。
2.2 房屋四大角裂縫，產生的原因主要是溫差及收縮產生的應力向兩端跨四大角迭加并往外反復擠壓而引起，一般呈45°角，距板角約600～1200mm，常見上下貫通，見圖幾，預防和控制措施：該板除滿足計算配筋要求之外，在整塊板的板鋼板跨度大小增設雙向Φ6或Φ8鋼筋網，可有效地防止板的裂縫。
2.3 框架平面柱外即懸挑部份的梁板，裂縫一般平行于板的短邊并貫通封口梁側，產生的主要原因是該位置的構件受外界溫差和收縮變形影響的應力大，但約束的條件比室內小，故此，外露梁板是溫差和收縮裂縫的多發區域，見圖１，預防和控制措施：板面筋雙向拉通。
2.4 屋面是溫差和收縮變形裂縫產生較多的地方，要預防控制治理這些裂縫應采取如下措施：a所有板面負筋不切斷，如接受力情況須切斷，應全部另行加設雙向Φ6@200構造筋小取消屋面多跨連梁的架立筋，改由支座負筋貫通全梁。
2.5 樓面和屋面縱向梁產生溫差和收縮裂縫的位置，往往是在梁側的中間處而且裂縫較大，但梁底和梁面則很細甚至觀察不到，這個問題主要是梁的縱向構造腰筋的設置問題，《混凝土結構設計規范》GBJ10－89（以下簡稱規范）規定“當梁截面高度超過700mm時在梁的兩側沿高度每隔300－400mm，設置直徑不少于Q10的縱向構造腰筋”，筆者認為應根據具體工程尤其是我國南方氣候特.點作相應的加強調整，以預防和控制梁側的溫差和收縮裂縫，建議作如下配置：天面縱向的梁及各層框架平面柱外的梁，每側沿高度每隔200mm設Iφ12構造腰筋，其它部分的梁側沿高每隔250mm設Iφ12縱向構造腰筋。
3 在結構設計方面采取相應的預防和控制措施
3.1 合理設置伸縮縫和后澆帶
（1）同一材料性質的收縮和膨脹線性系數為一定值時，其面積越大、體形越大，收縮或溫差應力引起的變形及產生裂縫的可能性就越大，因此現澆鋼筋混凝土結構合理設置伸縮縫是控制混凝土收縮和溫差變形產生裂縫的有效措施。規范規定了各類鋼筋混凝土結構設置伸縮縫的最大間距，但是，目前有相當部分的工程超出了規范的控制范圍，如現澆式鋼筋混凝土框架結構最大的設置間距為55米，但有些工程的長度在60－70m都不設伸縮縫，難免出現問題。設計人員必須嚴格執行規范的規定要求，并應根據當地環境氣候及具體工程結構特點適當減小伸縮縫的間隔，以有效地防止和控制混凝土的開裂。
（2）后澆帶是當建筑物較長，又不便設伸縮縫時所采用的防止和控制混凝土收縮和溫差變形產生裂縫的一種方法，但從工程的實踐中，有部分裂縫就發生在后澆帶的位置，究其原因除了施工過程處置不當之外，設計方面也有留設位置不合理及欠缺針對性、設計施工大樣圖和施工要求不詳細、不明確等不妥之處。筆者建議應將后澆帶設置在平面剛度變化大及其他有實際意義之處，精心設計施工大樣圖，并明確其施工技術要求。
3.2 采取適當增加板厚及構件構造配筋的技術措施
（1）鋼筋混凝土結構中，鋼筋在抵抗和控制收縮和溫差變形產生的裂縫發揮著積極的作用，規范除對混凝土構件的縱向配筋規定了最小配筋率，還規定當溫度和收縮等因素對結構產生較大影響時，需要適當增加構件的最小配筋率，但是一些設計人員沒有予以重視。我國南方夏、秋季晝日溫差甚大，熱脹冷縮的惡性循環是造成混凝土產生非結構性溫差和收縮裂縫的主要原因，部分工程實踐證明往往裂縫較多的構件配筋率較小，為此在設計時應考慮具體工程的氣候特點和建筑物的不同部位（如外露構件），適當增加構件配筋。
（2）常見收縮和溫差裂縫多與樓面、屋面板的厚度設置密切相關，筆者認為如果設計時只計算豎向荷載不考慮溫差和收縮變形對樓板，特別是對屋面板和框架平面以外板的影響，不考慮抵抗溫度的應力，而將板厚取得較薄用u度差，則難以避免在溫差和收縮應力反復作用下產生裂縫，為此建議無論計算結果如何，即使板跨較小，板厚均應≥100毫米，且板面負筋雙向拉通。
