房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制对策探析

王敏

（鄄城县规划建筑设计院，山东 菏泽 274000）

1 引言

随着建筑行业的快速发展，现浇混凝土施工技术被广泛应用在建筑领域中。但受多种因素影响，房屋建筑中现浇混凝土裂缝的风险增加，要求设计人员在考虑建筑物美观、空间利用率的前提下，完善房屋建筑结构设计方案，预防现浇混凝土裂缝风险，保障房屋建筑工程的整体建筑质量。

2 房屋建筑结构设计要求

房屋建筑结构设计应遵循GB 55008—2021《混凝土结构通用规范》中的相关要求，从混凝土结构构件设计、钢筋混凝土结构构件设计、预应力混凝土楼板结构构件设计、混凝土最低强度等级设计等方面入手，优化房屋结构设计，使设计方案中的各项参数符合规范要求。比如，当房屋结构为高度小于10 m且不超过3层的混凝土剪力墙结构时，建筑结构设计中剪力墙中钢筋的配筋率应适当降低，但需要大于0.15%。需要注意的是，基于现浇混凝土施工工艺，房屋在后期使用过程中可能存在混凝土裂缝风险，所以，为有效控制现浇混凝土裂缝，设计方应从房屋结构设计入手，尝试通过基础结构设计防范混凝土裂缝风险。

3 现浇混凝土裂缝类型

3.1 应力裂缝

房屋建筑结构设计工作中，建筑物内的不同结构会在应力作用下出现裂缝问题。对于现浇混凝土结构，温度、环境都会改变混凝土结构所承受的应力，继而出现应力裂缝。应力裂缝是现浇混凝土结构的常见裂缝类型，其产生的原理是现浇混凝土结构水分会逐渐流失，使结构出现收缩，而混凝土结构的伸缩量有限，当现浇混凝土结构的尺寸和伸缩量的差异超出一定范围后，会产生应力裂缝[1]。

3.2 结构裂缝

房屋建筑结构体系中受力薄弱部位会出现裂缝的风险较大，尤其是现浇楼板区域，结构裂缝非常多见。结构裂缝不仅会改变削弱该区域的刚度，还会导致房屋建筑结构中部分结构体系应力过于集中，产生斜向裂缝、板面裂缝等问题。

3.3 塑性裂缝

房屋建筑现浇混凝土结构中，设计人员在增设大量钢筋结构、混凝土结构所需的骨料后，现浇混凝土结构的垂直、水平收缩量会产生变化，而现浇混凝土结构收缩量的变化速度产生较大差异后，会诱发塑性裂缝问题。相较于其他现浇混凝土裂缝，塑性裂缝深度大、危害性较强，可直接改变房屋建筑物的受力情况，影响房屋建筑结构的整体强度。

4 房屋建筑结构设计中导致现浇混凝土裂缝的原因

4.1 基础结构设计不合理

房屋建筑结构设计中，地基结构设计参数不合理时，建筑物会伴有不均匀沉降风险，导致楼板区域的现浇混凝土结构开裂，甚至引发更为严重的墙体裂缝。若设计人员仅考虑结构荷载、构件尺寸等设计参数，忽视了裂缝诱因，会导致房屋建筑结构最大裂缝宽度验算偏差较大，数据没有可参考性[2]。

4.2 设计中钢筋配置不合理

房屋建筑结构设计过程中未考虑裂缝，造成配筋较少，同样会引起现浇混凝土裂缝。比如，在设计房屋建筑楼板结构时，楼板、墙板中钢筋配置量过少，或所选用的钢筋规格不合理，以及结构体系中钢筋距离过大，都会引起构件裂缝问题。

4.3 现浇混凝土结构设计不科学

对于现浇混凝土房屋建筑结构设计，混凝土结构设计中各项设计参数控制不合理时，依然会导致现浇混凝土裂缝风险加剧。

1）混凝土结构设计时，部分设计人员可能会忽视温度应力对混凝土结构产生的影响，使现浇混凝土结构在周围温度改变后，结构本身出现较大的应力变化，从而使混凝土结构在内外部应力作用下出现开裂。

2）混凝土结构设计标号过大、过小时会直接改变混凝土现浇时的施工参数，使混凝土结构抗裂强度受损，裂缝风险增加。

5 房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制对策

5.1 优化房屋建筑基础设计

1）房屋建筑基础设计时，应规范地对建筑平面进行设计，若平面结构中存在凹口，设计人员应在平面处布设拉梁，并在地基结构上方的楼板衔接区域增加配筋，使其与地基结构相互贯通、共同承担建筑物的应力。

2）设计人员还应按照房屋建筑的设计规范控制基础结构的尺寸。若房屋长度超出标准设计值，设计人员应结合现浇混凝土结构特点，增设后浇带，后浇带间距宜为30 cm。设计后浇带时，设计人员还可用该结构分离房屋建筑基础结构，并连续配置钢筋构件，通过基础结构中配筋量的增加以及结构应力的贯通性，预防现浇混凝土裂缝。

3）设计人员验算房屋建筑设计方案中最大裂缝宽度时，还应考虑工艺设计对裂缝风险的影响。同时根据房屋建筑结构整体设计和功能要求，准确计算各区域基础结构的应力条件与荷载能力，更科学地确定设计参数，从而减少现浇混凝土裂缝问题。

5.2 合理控制混凝土结构配筋率

控制混凝土结构配筋率需注意以下几点：

1）按照房屋建筑混凝土结构的耐久性要求，设计人员可准确评估其耐久性，针对性地分析房屋结构中混凝土结构的应力分布情况，排查应力过于集中的区域。对于应力过于集中的结构，应提高配筋率。

2）设计房屋建筑结构时，对于部分存在强约束的结构，设计人员应提前预留变形余地，通过改变配筋量、设计伸缩量的方式减少现浇混凝土裂缝。

3）对于房屋建筑中梁结构、楼板结构的设计，设计人员可基于GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》（2015年版）控制配筋率。设计建筑楼板结构时，应选用直径小的钢筋，且楼板中钢筋间距应适当缩小，可降低建筑构件使用后出现裂缝的概率，使建筑结构的构造配筋、受力配筋更为合理，对加强现浇混凝土裂缝控制意义重大。

除此之外，房屋屋面结构设计时，针对部分无负弯矩钢筋的结构，设计人员可通过双层双向配筋的方式避免板面结构收缩量被双向约束，有利于预防房屋建筑板面结构中的贯穿裂缝。

5.3 重视环境对现浇混凝土结构的影响

环境是造成房屋建筑现浇混凝土裂缝的重要因素，所以，在房屋建筑结构设计阶段，设计人员应重视环境对现浇混凝土结构的影响，通过有效的设计方案控制环境因素。环境因素中，风力参数、温度都会使现浇混凝土结构产生各类裂缝问题，设计人员在设计现浇混凝土结构时，需要提前平衡好房屋建筑结构中内外部环境、混凝土结构浇筑的关系。比如，设计人员应考虑混凝土结构可能出现的水热化现象，将温度变化等设计参数融入混凝土结构设计中，同时要求施工人员在现浇施工中重视环境温差的控制，避免因温差而引起裂缝。

5.4 细化房屋建筑结构设计

设计人员在建筑结构设计中，还应按照相关设计规范控制现浇混凝土结构的厚度。例如，对于民用建筑，现浇板厚度应不小于10 cm，且建筑结构设计中不同区域的构件厚度设计要求会存在较大区别。

在此基础上，设计人员还应细化房屋建筑结构设计，结合房屋建筑的实际情况分别增强现浇混凝土结构的荷载承载力。以现浇混凝土剪力墙结构为例，房屋建筑结构设计中，为预防剪力墙区域出现裂缝，设计人员应结合剪力墙洞口尺寸适当地增加配筋，用不同方向的配筋对剪力墙结构进行补强。

5.5 完善现浇混凝土结构设计

对于房屋建筑结构设计中的现浇混凝土结构，混凝土强度等级和耐久性对完善现浇混凝土结构设计尤为重要。

1）设计人员应科学确定房屋建筑结构中的混凝土等级。比如，设计现浇板时，若部分结构平面尺寸大，应选择强度等级低于C30的混凝土，且现浇混凝土梁结构、板结构的强度等级应该保持一致。若剪力墙结构、柱结构的混凝土强度等级较高时，应确保房屋建筑结构中核心结构的混凝土强度等级与墙柱结构相同[3]。

2）设计环节中，现浇钢筋混凝土结构会在冻融循环开裂、碱-骨料反应等因素的影响下出现裂缝。出现裂缝后，房屋周围环境中的Cl-、SO42-会直接损伤结构内部，使钢筋锈蚀、混凝土结构的力学性能受损，房屋结构强度、耐久性减弱。因此，设计人员在设计现浇混凝土结构时，还应提高混凝土结构的防护性能，从而减少裂缝的产生。设计人员可通过在现浇混凝土结构外设置隔离层的方式改变现浇混凝土外部结构的密实性，降低裂缝风险。

6 结语

综上所述，房屋建筑结构设计是建筑物设计环节的核心工作，为有效控制房屋建筑中的现浇混凝土裂缝问题，设计人员应深入分析现浇混凝土裂缝产生的原因，并根据具体的原因从设计角度给出相应的解决措施。在房屋建筑结构设计过程中，设计人员需要通过科学选用混凝土材料，控制混凝土构件厚度，提高建筑结构配筋率的方式，预防现浇混凝土裂缝风险，设计出更可靠的房屋建筑结构方案。