時間：2023-01-13 23:06:58
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關鍵詞：碳纖維布加固
1、碳纖維布結構加固技術簡介
粘貼碳纖維結構加固技術是指采用高性能粘結劑將碳纖維布粘貼在建筑結構構件表面，使兩者共同工作，提高結構構件的（抗彎、抗剪）承載能力，由此而達到對建筑物進行加固、補強的目的。
碳纖維增強聚合物（carbonfibrereinforcedpoly-mer簡稱cfrp，也稱為碳纖維增強塑料）是由環(huán)氧樹脂粘高抗拉強度的碳纖維束而成的。使用碳纖維布加固具有以下幾個優(yōu)點：a、強度高（強度約為普通鋼材的10倍），效果好；b、加固后能大大提高結構的耐腐蝕性及耐久性；c、自重輕（約200g/m2），基本不增加結構自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，適用范圍廣；d、施工簡便（不需大型施工機構及周轉材料），易于操作，經濟性好；e、施工工期短（本工程實例僅用一周）；因此，碳纖維結構加固技術在混凝土結構方面已產生較大的效應。
碳纖維加固技術適用于各種結構類型、各種結構部位的加固修補，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結構，要求基層混凝土的強度等級不低于c15即可；另外，磚砌體的某些力學性能也可以用碳纖維進行加固。
2、碳纖維布加固的原理
用于建筑結構加固的碳纖維材料具有優(yōu)良的力學性能，其抗拉強度一般為建筑用鋼材的十幾倍；但是，碳纖維材料織成碳纖維布后，其中的各碳纖維絲很難完全共同工作，在承受較低的荷載時，一部分應力水平較高的碳纖維絲首先達到其抗拉強度并退出工作狀態(tài)，以此類推，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體破壞。而使用粘結劑后，各碳纖維絲能很好地共同工作，大大提高碳纖維布的抗拉強度，故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作，因此粘結劑對碳纖維布的加固起著關鍵的作用，它既要確保各碳纖維絲共同工作，同時又確保碳纖維布與結構共同工作，從而達到加固的目的。
3、工程概況
某制藥廠保太松車間建于1984年，因長期受腐蝕性氣體的侵蝕，三根薄腹梁下弦混凝土與鋼筋均遭受嚴重腐蝕，導致保護層混凝土開裂、酥松、剝落，下弦鋼筋銹蝕、剝落，鋼筋受力截面削弱，危及結構安全，影響工人的生產情緒；經與設計人員一起進行分析比較，選擇粘貼碳纖維布進行加固，能防止腐蝕性氣體的侵蝕，延長梁的使用壽命。
4、碳纖維布加固的依據(jù)及前提
4.1碳纖維布加固的依據(jù)
⑴某制藥廠提供的保太松車間圖紙。
⑵屋架的腐蝕情況。
⑶薄腹梁的實際檢測強度。
⑷《混凝土結構加固技術規(guī)程》。
4.2碳纖維布加固的前提
首先，利用回彈法對薄腹梁混凝土進行檢測，以供加固參考。經檢測，混凝土的實際強度為c30。
根據(jù)設計圖紙，及現(xiàn)場混凝土、鋼筋的腐蝕情況，考慮提高下弦的抗拉強度等級，為此，將610mm寬的t700s型碳纖維布裁成兩半，分兩層粘貼在下弦的底面及兩側（薄腹梁下弦寬度為200mm），加固后，相當于增加原受拉鋼筋面積的46%，彌補了由于原鋼筋銹蝕而造成的截面削減，構件的承載力得到加強，而且，總體配筋率ρmin≤ρ≤ρmax，可以滿足使用要求。
4.3碳纖維布的設計
因梁底寬度為200mm，而碳纖維布的寬度為610mm，兼顧加固時碳纖維布的幅寬效應及下弦的受拉范圍，考慮將碳纖維布裁為兩半，一層為300mm寬，一層為310mm寬，分兩層粘貼在梁的下側及兩面?zhèn)冗叄▋蓚冗吀叨葹?0-55mm），應注意：轉角處須處理成圓角（r≥10mm）。
5、碳纖維布加固的施工
5.1施工準備
5.1.1施工材料的準備
遼寧省建設科學研究院生產的jgn-c膠（底膠）及jgn-p膠（粘著膠），t700s型碳纖維布。
5.1.2輔助材料的準備
專用滾筒，刮板，角向磨光機，剪刀，鑿子，榔頭，臺秤，丙酮。
5.1.3搭設腳手架
按安全規(guī)程要求搭設好腳手架，高度以方便施工為前提。
5.2施工工藝
⑴把屋架下弦被腐蝕部位的疏松混凝土鑿掉，把銹蝕的鋼筋用鋼絲刷刷掉被銹蝕層。
⑵補粉鑿除的混凝土梁用sj-601防腐砂漿補粉鑿除的混凝土梁（對于較大面積的劣質層在鑿除后應用環(huán)氧砂漿進行修復），并養(yǎng)護三天。
⑶用壓縮空氣將表面浮塵清除干凈[未鑿部位（需加固處）用混凝土角磨機、砂紙等機具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質，構件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平]，用丙酮將需粘貼處清洗干凈。
⑷涂底膠將jgn-p膠甲乙組分按需按3：1的重量稱好，放在潔凈的容器中調和均勻，用刮板將它均勻地涂在屋架底面（兩側刮150mm），待膠固化后（固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以指觸干燥為準）再進行下一工序施工。注意：調好的底膠須在規(guī)定的時間內用完，一般情況下40min內用完。
⑸找平混凝土表面凹陷部位用修補膠（jgn-c膠摻入兩倍粉料）填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應用修補膠填補，盡量減少高度差。
⑹粘貼碳纖維布將jgn-c膠甲乙組分按3：1的重量稱好，放在潔凈的容器中調和均勻，用刮板將膠均勻地涂刮在底膠上需粘貼碳纖維布處，隨即把按設計要求已裁剪好的碳纖維布粘貼在設計部位，然后用專用滾子沿碳纖維布的受力方向來回滾壓，擠出汽泡。待指觸干燥后，即可以進行第二道碳纖維布的粘貼，方法同第一道。注意：碳纖維布的搭接長度一般為100mm，端部用橫向碳纖維布固定。
⑺兩道碳纖維布粘貼完，待指壓干燥后，再刮涂一層jgn-c面膠，來回滾壓，使膠充分滲入到碳纖維布中去。
⑻待面膠指觸干燥后，表面做一層保護層（防火涂料或水泥砂漿）。
6、有關材料的技術指標
目前，國內碳纖維材料及配套結構膠的生產廠家有多家，選購前應認真了解材料的相關技術指標及操作說明，我所所用的各材料指標如表1～表3。
表1結構加固修補用碳纖維材料（cfrp-t700s）主要性能指標
抗拉強度（mpa）
彈性模量（mpa）
延伸率
（%）
密度
（g/cm3）
耐腐蝕性
浸透性
均勻度
5000
2.35×105
2.1
1.8
優(yōu)
良好
良好
表2碳纖維織物數(shù)據(jù)
單位面積重量(g/m2)
徑向纖維
緯向纖維
徑向密度
根/cm
緯向密度
根/cm
220
碳纖維
尼龍線
2.65
1.6
徑向重量比例
%
緯向重量比例
%
碳布寬度
(mm)
積層厚度
(mm)
積層厚度為加入樹脂后其纖維體積含量為50%時的厚度
99
1
610
0.2
表3建筑結構膠主要技術性能指標
結構膠名稱
jgn-c
jgn-p
作用
粘貼碳纖維專用膠
與jgn-c配套使用的底膠
外觀
甲組分
白色蠟狀膏體
無色透明液體
乙組分
棕色液體
棕紅色液體
粘接拉伸強度（mpa）
＞30.0
粘接強度(混凝土-混凝土)
混凝土破壞
拉伸剪切強度（mpa）
＞20.0
壓縮強度（mpa）
＞50.0
彎曲強度（mpa）
＞30.0
混合黏度（20℃時）
＜5000cp(不流掛)
涂布量
0.6～1.0kg/m2
0.25～0.3kg/m2
適用期（20℃時）
＞90min
可使用時間
20～40min
硬化時間（20℃時）
＜3.0h
指干時間（20℃時）
2h
甲:乙=3:1
甲:乙=3:1
使用溫度
10～35℃
7、結論
根據(jù)加固原理可知，在施工前必須選擇合適的粘結劑，認真查看材料的質保書及使用說明，掌握材料的各有關參數(shù)，以確保它有足夠的強度，能保證碳纖維絲共同工作，同時又確保碳纖維布與結構共同工作；在施工過程中，參照使用說明，每道膠都必須處理好，特別是粘貼碳纖維布的jgn-c膠，應盡可能讓膠充分地滲入到碳纖維絲之間（細部空鼓處，可用針筒注射膠），確保相互共同工作。
通過對某制藥廠工程實例的施工操作，深深體會到碳纖維布結構加固技術簡介中介紹的各項優(yōu)點，該工程施工時，在確保安全的前提下，僅使用了簡單的腳手架，而且，碳纖維布裁剪非常方便，可以根據(jù)形狀及尺寸隨意裁剪，在各種支架的遮擋處可以隨意穿過，施工非常方便；另外，從2001年5月7日加固后到現(xiàn)在，在腐蝕性氣體的侵蝕下，至今未見有被腐蝕處；該工程從開工到結束僅7天（包括搭、拆腳手），工程總費用僅約為11000.00元。
由此可見，碳纖維布加固結構技術的優(yōu)點很明顯，應用前景很光明。
8、探討
1.收縮裂縫的原因分析。
混凝土凝固時一些水與水泥顆粒結合，體積減少稱為凝縮，另一些水分蒸發(fā)，體積減小稱為干縮。凝縮與干縮總稱為收縮。由收縮引起的混凝土變形受到約束作用的限制產生的裂縫為收縮裂縫。施工中收縮裂縫產生的原因：（1）混凝土未完全硬化前產生的收縮裂縫。一般發(fā)生在初、終凝結前后。主要是初期養(yǎng)護不好，表面游離水分蒸發(fā)過快，混凝土體積收縮，此時混凝土強度很低，混凝土的抗拉強度不能抵抗這種應力變形而產生裂縫。（2）由養(yǎng)護不當產生的收縮裂縫。產生的原因是經風吹日曬，表面干燥過快，干縮較大，并存在差異收縮受內部混凝土約束，其表面產生拉應力而開裂。（3）混凝土收縮引起不均勻下沉形成的裂縫。因快速澆灌混凝土，混凝土沉降不均勻而產生裂縫。收縮下沉裂縫產生的原因主要是混凝土級配不好或水灰比過大，搗實不夠等施工方法不當造成的。（4）施工方法不當引起混凝土收縮裂縫。拌合料攪拌不勻產生，混凝土內砂、石、水泥分布不均。
2.溫度裂縫產生的原因分析。
混凝土凝固過程中，內外溫差形成過大時，構件或結構產生膨脹或收縮，由于該變形受到內外約束的限制而形成的裂縫，稱為溫度裂縫。溫度裂縫產生的原因：（1）大體積混凝土由于水泥水化熱產生的溫度裂縫。（2）預制構件采用蒸汽養(yǎng)護或冬季施工措施不當產生的裂縫。（3）因焊接措施不當，引起的溫度裂縫。（4）屋頂保溫不夠或施工中長期屋面不作保溫層。（5）梁柱現(xiàn)澆結構，因急驟升溫或干燥產生大量的網狀細微裂縫，與此同時梁柱上幾乎出現(xiàn)等間距的粗裂縫，有時局部脫落。（6）使用環(huán)境溫度不當。（7）伸縮縫間距超過規(guī)范要求。
3.減少或防止溫度裂縫及收縮裂縫的措施。
溫度裂縫及收縮裂縫往往在同一混凝土中是伴生的、共同作用的結果。防止這兩種裂縫要從改善造成裂縫的外部條件和提高混凝土本身強度入手。（1）控制溫度?；炷恋臏囟葢κ怯伤嗨療?，澆灌溫度和外界溫度等各種溫差引起的，且往往是各種溫度的疊加，使混凝土內部和外部溫差過大造成的。因此根據(jù)工程的特點和需要，采取不同的控制溫度方法。（2）加強混凝土的早期養(yǎng)護。主要措施有要保持一定濕度，注意早期保持混凝土的水分，減少干縮變形，施工時的防風、防曬及保濕等。（3）合理配筋。鋼筋直徑細且間距密時，對提高混凝土抗裂縫的效果較好，在斷面突變和調口四周應力集中的薄弱部位加筋效果最好。（4）采用補償裂混凝土，摻入微膨脹材料和抗裂材料，以減少混凝土收縮應力及溫度應力的影響。（5）提高混凝土的施工質量，改善混凝土的均質性，提高混凝土的抗裂性能。
二、施工中由于荷載變化引起的裂縫原因分析及防治措施。
1.支模板不妥引起的混凝土裂縫及防治措施。
（1）模板及支模架下沉引起混凝土裂縫。由于構件混凝土未達到一定的強度，過早地承擔了自重等附加荷載，引起開裂。（2）如果是木模板，含水率不合適，潮脹干縮對混凝土質量產生很大的影響，應選用含水率18—23%的木材做模板，在第一次使用前要充分澆水，防止脹縮。（3）混凝土未達到一定強度前，過早受荷受振動而開裂，如在混凝土未達到一定強度時就在其上面走動等。（4）支模時未經計算或計算不正確引起的模板變形。（5）施工超載，即施工荷重大于竣工后使用的荷重。防止支模不妥引起混凝土裂縫的措施：采用相應的措施和計算，防止立柱、模板下沉和變形；選擇合適的模板，避免模板變形；混凝土必須達到1.2Mpa強度以后，才可在上面行走，施工操作；進行必要的施工驗算，不得超載。
2.施工中鋼筋設置不當引起的混凝土裂縫。
（1）受力鋼筋位置不正確引起的混凝土開裂。由于鋼筋位置的不準，改變了受力狀況，必能引起混凝土的裂縫，甚至折斷。（2）受力筋的搭接不當，凈間距不足引起的混凝土裂縫。（3）受力鋼筋如梁筋伸入支座的根數(shù)和錨固長度不夠，節(jié)點受力時，鋼筋不起作用，引起混凝土開裂。防止由于鋼筋設置不當引起混凝土開裂的措施：熟悉圖紙和設計要求，嚴格按設計要求布置鋼筋并進行復檢，采取固定措施，防止鋼筋位置不準；保證受力鋼筋的凈間距，排列要有利于混凝土的振搗密實；鋼筋的搭接長度必須符合規(guī)范規(guī)定；受力筋的保護層厚度必須保證；采取措施防止人踩，混凝土砸造成的鋼筋位移，安排專人看管。
3.混凝土強度等級不足使構件或結構產生裂縫。
混凝土強度等級不足使構件或結構的抗拉、抗剪、抗彎強度大大下降，在原設計荷載作用下，必能出現(xiàn)裂縫。原因有配合比問題；操作上計量不準；養(yǎng)護問題等。防止施工中混凝土強度等級不足，應在混凝土施工中從配合比實驗、攪拌、運輸、澆灌、振搗以及養(yǎng)護一系列的過程中嚴格把關，按國家有關規(guī)范和操作規(guī)程辦事。
4.施工超載引起的裂縫。
主要原因有：（1）施工中樓板、梁上堆積的施工機具，材料重量太大，超過其承載能力。（2）吊裝施工時，屋面上的機械重量布置不合理。（3）運輸車載的過大的集中荷載。預防由于超載引起裂縫的措施：建筑物上堆放機具和材料，應嚴格按有關規(guī)范執(zhí)行，必要時要經過驗算；建筑物上需要布置機械及上運輸車輛時，要有施工方案，要經過詳盡的結構承載力驗算，并經過批準后才能施工。
綜上所述，裂縫的控制應防患于未然，針對裂縫的成因，采取相應的措施預防有害裂縫的產生。實踐證明，只要各施工人員緊密配合，采取科學的控制措施就可以取得良好的抗裂效果。
一般施工做法的弊病
梁柱節(jié)點施工的復雜性主要表現(xiàn)為：節(jié)點構造復雜，鋼筋分布密集，操作人員高空作業(yè)，施工難度大，特別是中間柱子鋼筋縱橫交錯，箍筋綁扎不便，采用整體沉梁時節(jié)點區(qū)下部箍筋無法綁扎，致使梁節(jié)點部位不放或少放柱箍筋，留下嚴重隱患。部分施工人員意識到鋼筋骨架整體人模后柱節(jié)點內箍筋綁扎困難，便采用兩個開口箍筋拼合，然而在整個節(jié)點區(qū)均采用開口箍筋顯然不符合規(guī)范規(guī)定。規(guī)范對箍筋封閉和箍筋末端彎鉤的構造要求，是保證箍筋對混凝土核心起有效約束作用的必要條件。采用分層套箍法操作難度仍相當大，且須將節(jié)點部分側模板拆除方能保證節(jié)點箍筋間距及綁扎牢固。若采用原位綁扎鋼筋(即先安裝梁底模，再直接在梁底模上綁扎梁筋、安裝側模板)，其缺陷是：(1)只安裝梁底模，不安裝側模板，板的模板無法安裝，造成整個模板支撐系統(tǒng)不穩(wěn)定，易發(fā)生模板倒塌事故；(2)在框架結構施工中，所有的鋼筋均須在施工樓層堆放和二次運輸，在這種開放的模板體系上推放和搬運鋼筋極其不安全；(3)支模和綁鋼筋多次交叉作業(yè)，不利于施工組織管理，窩工現(xiàn)象較嚴重，工效較低。
2.2改進的對策
近幾年的做法是將梁板模板(含側模板)全部安裝完畢后才安裝梁板鋼筋并整體沉梁。該施工程序的優(yōu)點是鋼筋堆放、運輸及綁扎較安全，交叉作業(yè)少，支模和綁鋼筋不沖突，工效較高。但若不采取特別措施，會出現(xiàn)節(jié)點箍筋少放或者箍筋間距無法保證的問題。對此，可采用如下措施解決：(1)下料時每個節(jié)點增加若干根縱向短筋(可用細鋼筋)；(2)柱節(jié)點區(qū)箍筋現(xiàn)場焊接在縱向短筋上形成整體骨架，再將整體骨架套入柱縱筋并擱置在樓板模板面上，穿梁鋼筋并綁扎，為防止附加縱向短筋位置與柱縱筋沖突而造成套箍困難，附加縱向短筋應偏離箍筋角部約50mm，采用該法可保證柱節(jié)點箍筋的間距與數(shù)量，實施效果較好．需要說明的是，當結構較復雜時，采用該方法可能也會有困難，施工時要視具體情況而定。
3框架柱縱筋的搭接
按照規(guī)范和規(guī)程的規(guī)定允許搭接的矩形，異形柱縱筋應優(yōu)先采用機械連接或對接焊，但有些施工單位為降低成本或貪圖方便，更愿意采用搭接。這種做法往往會造成柱在縱筋搭接部位的截面過小，因該部位箍筋尺寸并未變化，使柱縱筋難以緊靠箍筋(相差柱主筋1d的距離，其直徑通常在?覬18以上)。這一問題在柱截面較大時還不太突出。隨柱截面的減小就顯得較為突出。特別是異型柱通常柱寬僅2O0mm．如端部配2?覬25縱筋．減去鋼筋保護層5Omm。則此時兩根縱筋的凈距僅100mm。若采用搭接，則搭接處兩根縱筋的凈距如按搭接1根考慮也僅75mm，若兩根同時搭接則只剩下50mm。顯然對柱有效截面削弱太大，使鋼筋搭接末端延伸部位成為柱的薄弱點。
在按規(guī)范柱縱筋容許搭接時(三、四級框架d<22)，施工人員應在下部柱筋搭接部位末端延伸15Omm，并向外彎折1d，使上部柱縱筋通過此彎折段與下部柱縱筋軸線對齊，并宜在彎折段增加構造焊，可較好地解決這一問題。同時增加的工作量又不算大。
4混凝土保護層厚度問題
保護層厚度的規(guī)定是為滿足結構構件的耐久性要求和對受力鋼筋有效錨固的要求。保護層厚度太小，無法滿足上述要求，太大則構件表面易開裂，因此，《混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范》(GB50204-1992)第3.5.8條《建筑工程質量檢驗評定標準》(GBJ301-1988)第5.2.10條、《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB50204-2002)第5.5.2條均規(guī)定受力鋼筋保護層厚度梁拄允許偏差為±5mm。
在框架結構施工中，由于樓面標高是一致的，雙向框架梁同時穿越柱節(jié)點時，必然造成一側框架梁面筋保護層厚度偏火(往往會超過40ram)。井字架梁節(jié)點也有同樣問題，這些問題無法避免，但需注意：一是梁箍筋的下料問題，由于一向框架梁面筋需從另一向框架梁面筋底下穿過，若該向框架梁梁端箍筋按原尺寸下料，面筋無法直接綁扎到箍筋上，對粱骨架受力不利，因此梁端箍筋下料時高度可減小20～30mm(儀一向框架梁端需要),二是施工時以哪一向為主，因保護層厚度增大，截面有效高度變小，正截面受彎承載能力減小(約5％)，設計時是否考慮了這種影響，另一方面構件表面容易開裂?！痘炷两Y構設計規(guī)范》(GB50010-2002)第9.2.4條規(guī)定：當梁、柱中縱向受力鋼筋的保護層厚度大干40mm時，應對保護層采取有效的防裂構造措施。對此須在設汁時就明確以哪一向為主，并對保護層厚度偏大的一向梁端加鋪一層鋼絲網以防表面開裂。
5混凝土施工質量控制
5.1柱的“爛根”和“夾渣”
現(xiàn)澆框架容易出現(xiàn)“夾渣爛根”現(xiàn)象，使根部混凝土漏漿，嚴重時出現(xiàn)“露筋”和“孔洞”。其直接原因是柱模直接放在樓地板上，預先沒有在樓板上做找平層或加標準框澆出底面，更沒有留清掃口。當層段>5m中段未留澆筑口，進料從頂部直接下。自由落差>3m，在柱內鋼筋阻攔下料使粗細料分離，另因底部板麗不平且未堵縫。導致水泥漿流失掉，也存在底面垃圾未清除凈、振動棒長度不到位等因素，造成根部夾渣，爛根問題。保證質量的措施應在框架柱接頭外進行，即上次燒筑后加相同規(guī)格的方框，并澆平框面，繼續(xù)上澆前支橫模從板面開始，澆筑時在頂灑一層l：0.4的水泥砂漿。并鋪l：2水泥25～30mm厚，在其上澆混凝土，可保證框架柱自然密實，不會出現(xiàn)夾渣或爛根的質量問題。
5.2控制好混凝土質量
對配合比的控制不容忽視，再準確的配合比，現(xiàn)場不控制粗細骨料的含雜質量和稱量，仍然會生產出不合格品。有的工地不做配合比設計，而套用別人的比例。對已澆成品不保護，養(yǎng)護不及時，尤其是夏天氣溫高的地區(qū)更需要保養(yǎng)，這是提高強度的重要環(huán)節(jié)。對混凝土框架柱的澆筑施工，必須遵守現(xiàn)行的施工規(guī)范，注意克服配料計量、拌和時間短，加水不控制，運距長搖晃離析現(xiàn)象，更要注意不允許二次加水重拌及振搗不密實、過振、漏漿、跑模、不清除殘留木屑等現(xiàn)象。操作素質低下所產生的后果將削目支撐件的豎向荷載，影響結構連接及降低抗震能力。只要有健全的施工操作標準，步步檢驗認證，按規(guī)范施工，框架工程質量就會得到保證。
6結語
現(xiàn)澆施工的框架具有整體性好、圍護墻體輕、抗震性好、施工速度快、布局靈活多樣的優(yōu)點，在工程實踐中成為主要的結構形式，工程技術人員在施工中應嚴格按照圖紙和規(guī)范施工，確保工程質量和安全。
關鍵詞：混凝土結構；裂縫；成因；防治措施
近年來，現(xiàn)澆混凝土結構因其整體性強，抗震性好，以及商品混凝土和高強、高性能混凝土的大量使用，我國現(xiàn)澆混凝土結構得到了廣泛推廣和應用。但當建筑結構的平面尺寸較大(建筑長度接近或略大干規(guī)范規(guī)定的伸縮縫最大間距)時，現(xiàn)澆混凝土結構，尤其是普通樓板，易出現(xiàn)許多裂縫。
調查分析表明，工程實踐中建筑結構的裂縫原因，由外荷載直接作用產生的裂縫很少，而由間接作用(混凝土收縮、溫度變形)引起的“間隙裂縫”則占了絕大多數(shù)?！伴g接裂縫”給混凝土結構帶來很多不利影響。主要表現(xiàn)在：影響建筑觀感和使用功能。裂縫出現(xiàn)之后，使房屋的使用者產生嚴重的不安全感，有一些裂縫造成的滲漏還會破壞房屋的裝修，影響房屋的使用功能。尤其在建筑商品化的今天，這已經成為房屋業(yè)主投訴的焦點。不僅嚴重地影響了房地產開發(fā)商的信譽，而且設計單位、施工單位也為此付出了慘痛的代價；影響結構的耐久性。裂縫的出現(xiàn)，加劇了混凝土的碳化及凍融的蛻化作用，并導致了鋼筋銹蝕，縮短結構的使用年限。本文著重對混凝土結構裂縫的成因、預防及防治措施做粗淺探討。
一、產生混凝土裂縫的因素
混凝土是一種抗拉性能極低的脆性材料，在施工和使用過程中，當發(fā)生溫度、濕度變化、機械震動、地基不均勻沉降時，極容易產生變形和裂縫。另外，材料的收縮和徐變同樣會導致結構產生不能忽略的變形。
1.水化熱?；炷了^程中產生大量的水化熱，對大體積混凝土結構應考慮水化熱的影響。在現(xiàn)行的《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ／T55-96中的6.5節(jié)明確：混凝土結構中，實體最小尺寸大于或等于1M時，稱大體積混凝土。這種結構在升溫階段，混凝土處于塑性，約束應力很小，但降溫時，彈性模量很快增加，若處理不當，混凝土內外溫差會很大，往往混凝土表面已經硬化而內部溫度仍很高，較大的溫度差造成了變形約束而開裂。
2.混凝土收縮?；炷镣瑯佑小皾駶q干縮”現(xiàn)象，它們要經過相當長的時間才趨穩(wěn)定，通常齡期1年的混凝土收縮量約為總量(齡期以20年計)的80％，而齡期2個月的為50％?；炷潦湛s主要來自水泥石的收縮，水灰比越大，收縮越大。除此之外，水泥用量、水泥細度、構件截面形狀以及環(huán)境條件(溫度、濕度等)對結構收縮都有影響。
3.環(huán)境影響?；炷猎诳諝庵杏不瘯r，體積會發(fā)生收縮，由此在構件內產生拉應力，在早期混凝土強度較低時，混凝土收縮值最大。因此，若構件早期養(yǎng)護不良，極易產生收縮裂縫。當環(huán)境氣溫發(fā)生變化時，結構本身溫度也隨之而變，即混凝土結構隨氣溫的冷暖而發(fā)生縮用，這種變化每年一輪回，而不像前二者是一次性完成的。
4.材料質量。混凝土是由水泥、砂、石按一定比例拌合而成的人造混合材料，水泥、砂、石等質量不好或在施工過程中不按操作規(guī)程運作等都會導致混凝土開裂。
5.施工方面?；炷临|量好壞的標志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能使裂縫產生；模板構造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、過早拆模等都有可能造成混凝土的開裂；混凝土養(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護質量與裂縫關系密切；水灰比過大、水泥或外加劑加入量過大；施工過程中鋼筋表面污染、混凝土保護層過小或過大、澆灌中碰撞鋼筋使其移位等；任意留置施工縫且不按規(guī)定處理；后期施工擾動前期混凝土；在不宜施工的氣候條件下勉強施工，冬季施工未采取防凍措施等都容易產生裂縫。
二、防止混凝土裂縫的措施
1.控制混凝土溫升
混凝土結構在降溫階段產生溫度應力的原因在于由于降溫和水分蒸發(fā)等原因導致的收縮，并且由于外在約束作用使其不能自由變形。因此，對水泥水化熱導致的溫升進行控制，即達到了減小降溫溫差的目的，這對降低溫度應力、防止產生溫度裂縫能起到重要作用。為控制混凝土結構因水泥水化熱而產生的溫升，可以采取下列措施：
(1)選用中低熱的水泥品種。混凝土升溫的熱源是水泥水化熱，在施工中應選用水化熱較低的水泥以及盡量降低單位水泥用量。
(2)摻加外加劑。為了滿足送到現(xiàn)場的混凝土具有一定坍落度，如單純增加單位水泥用量，不僅多用水泥，加劇混凝收縮，而且會使水化熱增大，容易引起開裂。因此應選擇適當?shù)耐饧觿Ｄ举|素磺酸鈣屬陰離子表面活性劑，對水泥顆粒有明顯的分散效應并能使水的表面張力降低而引起加氣作用。因此，在混凝土中摻入水泥重量0.25％的木鈣減水劑(即木質素磺酸鈣)，它不僅能使混凝土和易性有明顯的改善，同時又減少了10％左右的拌合水，節(jié)約10％左右的水泥，從而降低了水化熱。近年來，隨著新型“減低收縮劑”f如UEA.AEA)等的應用，摻入后可使混凝土空隙中水分表面張力下降從而減少40％－60％收縮，但是能否起到有效控制收縮裂縫的作用，還應注重其應用條件和后期收縮。
(3)摻加粉煤灰外摻料。試驗資料表明，在混凝土內摻入一定數(shù)量的粉煤灰，由于粉煤灰具有一定活性，不但可代替部分水泥，而且粉煤灰顆粒呈球形，具有“滾珠效應”而起作用，能改善混凝土的粘塑性，并可增加泵送混凝土f大體積混凝土多用泵送施工)要求的0.315mm以下細粒的含量，改善混凝土可泵性，降低混凝土水化熱。另外，根據(jù)大體積混凝土的強度特性，初期處于高溫條件下，強度增長較快、較高，但后期強度就增長緩慢，這是由于高溫條件下水化作用迅速，隨著混凝土的齡期增長，水化作用慢慢停止的緣故。摻加粉煤灰后可改善混凝土的后期強度，但其早期抗拉強度及早期極限拉伸值均有少量降低。因此對早期抗裂要求較高的工程，粉煤灰摻入量應少一些，否則表面易出現(xiàn)細微裂縫。
(4)控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度。對混凝土出機溫度影響最大的是石子及水的溫度，砂的溫度次之，水泥的溫度影響很小。為了進一步降低混凝土的出機溫度，其最有效的辦法就是降低石子的溫度。在氣溫較高時，為防止太陽的直接照射，可在砂、石堆場搭設簡易遮陽裝置，必要時須向骨料噴射水霧或使用前用冷水沖洗骨料。建議最高澆筑溫度控制在40℃以下為宜，這就要求在常規(guī)施工情況下合理選擇澆筑時間，完善澆筑工藝以及加強養(yǎng)護工作。
2.改善邊界約束和構造設計
(1)設置滑動層。由于邊界存在約束才會產生溫度應力，如在與外約束的接觸面上全部設滑動層，則可大大減弱外約束。如在外約束的兩端各1／4～1／5的范圍內設置滑動層則結構的計算長度可折減約一半。為此，遇有約束強的巖石類地基、較厚的混凝土墊層等時，可在接觸面設滑動層，對減小溫度應力
將起顯著作用?；瑒訉拥淖鞣ㄓ校和克傻罒釣r青加鋪油氈一層：鋪設10－20mm厚瀝青砂；鋪50mm厚砂或石屑層等。
(2)避免應力集中。在孔洞周圍、變斷面轉角部位、轉角處等由于溫度變化和混凝土收縮，會產生應力中而導致裂縫。為此，可在孔洞四周增配斜向鋼筋、鋼筋網片：在變斷面處避免斷面突變，可作局部處理使斷面逐漸過渡，同時增配抗裂鋼筋，這對防止裂縫是有益的。
(3)設置緩沖層。在高、低底板交接處、底板地梁處等，用30－50mm厚聚苯乙烯泡沫塑料作垂直隔離，以緩沖基礎收縮時的側向壓力。
(4)合理分段施工。當混凝土結構的尺寸很大時，則可與設計單位研究后合理地采用“后澆帶”分段進行腳注。用“后澆帶”分段施工時，其計算是將降溫溫差和收縮分為兩部分。在第一部分內結構被分成若干段，使之能有效地減小溫度和收縮應力；在施工后期再將這若干段澆筑成整體，繼續(xù)承受第二部分降溫溫差和收縮的影響。這兩部分降溫溫差和收縮作用下產生的溫度應力疊加，其值應小于混凝土的設計抗拉強度。此即利用“后澆帶”控制產生裂縫并達到不設永久性伸縮縫的原理。后澆帶處的混凝土，宜用微膨脹混凝土，混凝土強度等級宜比原結構的混凝土提高5-10N／mm，并保持不少于15d的潮濕養(yǎng)護?！昂鬂矌А碧幰擞镁W狀模板。網狀模板是一種不拆除模板，澆筑混凝土時砂漿通過網格孔滲透到模板面，使表面成為一種抗剪性能很理想的均勻粗粒界面，第二次澆筑混凝土時，不需要拆模和鑿毛，能保證后澆帶混凝土的質量。
3.應用混凝土裂縫控制技術措施
(1)優(yōu)化設計方案。應適當增加樓板的厚度以提高樓板的剛度，結構各部分的變形計算應一致，建筑設計應防止造型突變，基礎設計應與上部結構相適應，盡量防止不均勻沉降，樓板配筋應采用小直徑小間距，上部鋼筋最好也通長設置。強弱電預埋管路應分開走向，杜絕交叉。建議優(yōu)選現(xiàn)澆空心樓蓋技術，工程實踐證明此種結構基本上無裂縫現(xiàn)象發(fā)生。
自改革開放以來，我國的混凝土施工技術不斷提高，混凝土材料的研究與開發(fā)也得到了迅速發(fā)展。當前混凝土結構的應用十分廣泛，不管是陸地還是海洋工程中都可以看到它的身影，混凝土的普遍應用也可以看做時展的印記。雖然目前在建筑行業(yè)中鋼結構迅速興起，但是由于其存在一些尚未解決的問題，混凝土依然是建筑施工中應用最多的一種形式。在當前我國鋼結構施工水平相對偏低的情況下，混凝土幾乎霸占了大部分地區(qū)的建筑市場。隨著我國建筑施工技術的不斷發(fā)展，混凝土逐漸成為建筑工程中十分重要的結構材料。但當前在建筑行業(yè)的實際應用中，混凝土在結構與設計方面依然存在一些問題，表現(xiàn)為混凝土結構的設計不盡完善、設計技術水平有限等。一些設計人員在混凝土結構設計中無法把握整體性，這就導致很多大型建筑物由于混凝土設計不當而引發(fā)意外事故。例如，被稱為亞洲第一的寧波獨塔斜拉橋，由于混凝土設計問題引發(fā)橋裂；某市投入巨資建造的高速公路通車后，不到三個月的時間就在不同部位發(fā)現(xiàn)裂紋與凹槽等。這些大型工程由于結構設計不合理，進而形成“豆腐渣”工程，這不僅浪費了大量人力、財力與物力，對正常的社會秩序也造成嚴重影響。在建筑工程中混凝土結構的設計十分關鍵，建筑工程的設計是否科學合理，直接關系到工程使用安全。
2建筑結構混凝土設計的主要原則
2.1把握側向力在混凝土結構設計過程中，側向力對建筑物結構的形變、內力有直接影響，同時與建筑項目的工程造價密切相關。側向力主要是指水平地震作用以及風的作用，不管是高層還是低層建筑，都需要承受自重、雪載等垂直荷載的作用，并且需要承受風力、地震等水平力。對于低層混凝土結構，其在水平荷載的影響下位移以及內力較小，這個時候幾乎可以忽略不計。而在多層建筑結構中，由于受到的水平荷載作用逐漸增強，這個時候水平荷載等就成為最重要的影響因素之一，需要作為主要控制點。
2.2要求較好的延性與低層建筑相比，高層建筑的內部結構更為柔和，在地震等水平力的作用下變形更大。建筑物的抗震能力與建筑結構的變形能力以及承載力這兩個因素密切相關。在進入塑形階段后，為了保障建筑物具有較好的變形能力，避免高層建筑在大的地震中倒塌，就需要在符合混凝土結構剛性的前提下，運用科學合理的混凝土設計理念，并通過完善的構造措施，來提高整個建筑結構的變形能力，尤其需要注意建筑物的薄弱部位，保障整個結構有很好的延性。因此，在混凝土結構設計時應該綜合考慮多方面的因素，保障設計的科學合理，讓其具有良好的強度以及延性。
2.3要求合適的剛度目前高層建筑越來越多，隨著高度的增加建筑物的側向位移也將逐漸增加。因此，在高層建筑的混凝土結構設計過程中，不僅需要保障混凝土結構良好的強度，也應該保障其具有合適的剛度，混凝土結構的自振頻率等應該符合要求，在水平力的作用下結構的層位移也應該控制在適宜的范圍內。
2.4整體性原則建筑結構混凝土的總體設計原則，就是要求建筑物的每個組成部分形成一個整體，并對整體的結構以及功能等進行全面分析研究，保障整體與部分之間相互制約、相互依存，進而實現(xiàn)建筑結構系統(tǒng)的正常運作。
3建筑結構混凝土設計的關鍵點
3.1混凝土結構的耐久性設計混凝土自身的質量與混凝土結構的耐久性有直接關系，在設計過程中改變混凝土的密度，并對混凝土的滲透壓等進行調節(jié)，就可以有效減緩混凝土被侵蝕的速度，同時混凝土的耐久性與混凝土的水灰比、強度等級等因素也有關系。在混凝土的實際應用中，氯離子對其中的鋼材具有很強的腐蝕性，因此應該根據(jù)工程所處環(huán)境的不同，注意控制環(huán)境中氯離子的濃度。同時由于混凝土中含有大量堿性骨料，如果建筑工程所處的環(huán)境比較潮濕，混凝土結構內部的活性離子與堿會發(fā)生反應，這樣容易導致混凝土出現(xiàn)裂縫，進而加快混凝土被侵蝕的速度。如果混凝土出現(xiàn)的裂縫較大，在裂縫內部也可能出現(xiàn)腐蝕性物質，并導致混凝土中的鋼材被腐蝕。上述這些因素均會導致鋼筋的腐蝕速率加快，導致混凝土的保護層裂開并剝落，出現(xiàn)銹蝕后鋼筋的接觸面積會逐漸減少，這也導致混凝土結構的承載力逐漸降低。另一方面鋼筋出現(xiàn)銹蝕后，其抗滑能力會逐漸下降，也給建筑結構埋下了安全隱患。因此，在建筑結構混凝土設計過程中需要綜合考慮承載力問題，避免出現(xiàn)混凝土的脆性破壞。由此可見，對混凝土的耐久性進行深入研究尤為重要。
3.2混凝土結構的抗震性設計發(fā)生地震后建筑物的兩個主體力量間將發(fā)生分配，因此在混凝土設計時需要考慮到建筑物主體結構在不同時期剛度的變化情況，對于鋼筋混凝土材料，設計時可以選擇混凝土剪力墻作為建筑的主體結構，并將鋼筋混凝土作為建筑物的一個主要抗側應力結構。如果出現(xiàn)往復式地震，處于塑性階段的建筑物會出現(xiàn)墻體裂縫，這個時候結構的剛度將迅速下降，而剛度出現(xiàn)退化會導致框架的剪應力增加。一般來說，建筑物鋼筋混凝土框架結構的彈性形變較大，比混凝土墻體的彈性好的多。在遇到較大的地震時，盡管建筑物的抗震能力比塑性階段低，其中的鋼筋混凝土框架會吸收大部分彎矩與水平剪應力。因此，為了保障建筑結構的基本“裂縫”需求，同時把握鋼筋混凝土框架的水平部分，有效提高建筑物地基的承載能力，就需要應用相應的工藝措施讓混凝土結構具有較高的變形能力，以此保障建筑物具有較好的抗震性。
3.3遵循強柱弱梁的理念在混凝土結構設計時遵循強柱弱梁的理念，在出現(xiàn)地震作用時，如果只是梁被破壞，并不會影響建筑物的整體運作，可能只是部分結構失去工作能力，但如果柱被破壞，那么整個建筑物將會倒塌。因此，柱的作用是十分關鍵的。近年來，我國發(fā)生了多處地震，設計人員應該注意對建筑結構的抗震設計。首先，在設計過程中對柱的軸壓比加強控制。根據(jù)相關工程的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，柱的軸壓比一般需要控制在0.9%以下。同時需要加強柱截面、邊柱的強度，并對柱進行加密箍筋設計，保障配筋率在1%以上。
4結語
關鍵詞：鋼筋混凝土； 建筑結構；問題
中圖分類號：TU375文獻標識碼：A文章編號：
引言：
隨著我國經濟的飛速發(fā)展,城市面貌日新月異,一棟棟高樓大廈拔地而起。隨之建筑功能的不斷豐富,新穎的造型,致使工程設計越來越復雜,但目前的設計周期普遍偏短,也使設計文件中普遍存在某些質量問題,應該引起我們的重視。
1.地基與基礎設計過程中存在的問題
1.1柱下獨立基礎帶梁板式的地下室底板設計中,地下室底板設計中,容易忽視因建筑物沉降所引起的附加應力的影響。因為實際上整個地下室底板與柱下獨立基礎在上部荷載作用下,將會一起發(fā)生沉降變形,共同受力,如未考慮因此產生的附加應力,對底板而言是偏于不安全的,有可能會導致地下室底板承載能力不足而開裂。尤其對于采用天然地基的情況時,其影響則更為顯著。對于總沉降量較小的工程,可考慮在地下室底板與持力層之間采取褥墊處理措施,當然,是否采用,還要綜合考慮其他因素。另外,對于地下水位季節(jié)性變化較大的地區(qū),應考慮高低兩種不同水位對地下室底板的不同影響,求出包絡圖,再做配筋設計。
1.2天然地基錐體獨立基礎設計問題,有的基礎設計錐體斜面坡度大于1:3,該錐體部分砼很難振搗密實,現(xiàn)場施工往往是砼自然堆上,采用鏟子或抹灰刀拍搗成形,其錐體部分的砼很難達到設計強度要求。因此建議優(yōu)先采用階梯形獨立基礎,利于施工,才能更好地保證施工質量。
1.3柱下獨立基礎之間的拉梁,如同時又是首層維護墻的承重梁的時候,不應該再簡單地按拉梁進行設計。而且在考慮荷載時,要考慮梁上皮以上土擴散角之內的土重。
1.4對于有地下室的建筑,當?shù)叵滤惠^高時,在室外地坪之下的結構部分,外輪廓形狀應盡量簡潔,這樣有利于建筑防水的施工。尤其對于柱下承臺的形式,更為明顯。此時,由于柱下承臺的影響,基槽地模形狀很復雜,有很多的陰陽角和放坡,即加大了防水施工的難度,有加長了施工時間,都不利于保證質量,并且還增加工程造價。對于這種情況下,我建議大家考慮反承臺法,即統(tǒng)一地下室底板和承臺的下皮標高相同,承臺需要加厚部分向上作,然后地下室內部作濾水層和覆土等地面做法。這種做法的優(yōu)點是,基槽地模形狀很簡單,方便施工,利于施工質量得保證,同時也縮短了施工時間。并且,內部的覆土重量也平衡掉了部分作用在底板上的水浮力,減小配筋,這種自相平衡的思路最科學。同時也提高了建筑物的抗傾覆能力。
1.5地下室底板和外墻配筋計算時,往往假設條件與實際情況不符。例如地下室外墻配筋計算:有的工程外墻配筋計算中,凡外墻帶扶壁柱的,不區(qū)別扶壁柱尺寸大小,一律按雙向板計算配筋,而扶壁柱按地下室結構整體電算分析結果配筋,又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調的原理分析,其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。建議:除了垂直于外墻方向有鋼筋砼內隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱)之間外墻板塊按雙向板計算配筋外,其余的外墻宜按豎向單向板計算配筋為妥。
2.結構計算與分析
在結構計算與分析階段，如何準確，高效地對工程進行內力分析并按照規(guī)范要求進行設計和處理，是決定工程設計質量好壞的關鍵。由于新規(guī)范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進，因此，結構工程師也應該相當?shù)貙@一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。
2.1結構整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異，因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以，在進行工程整體結構計算和分析時必須依據(jù)結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件，并從不同軟件相差較大的計算結果中，判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的，哪個又是意義不大的，這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。否則，如果選擇了不合適的計算軟件，不但會浪費大量的時間和精力，而且有可能使結構有不安全的隱患存在。
2.2是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。該部分內容實際上在新老規(guī)范中都有提及，只是，在新規(guī)范中根據(jù)大量工程的實測周期明確提出了各種結構體系下高層建筑結構計算自振周期折減系數(shù)。
2.3振型數(shù)目是否足夠。在新規(guī)范中增加一個振型參與系數(shù)的概念，并明確提出了該參數(shù)的限值。由于在舊規(guī)范設計中，并未提出振型參與系數(shù)的概念，或即使有該概念，該參數(shù)的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求，因此，在計算分析階段必須對計算結果中該參數(shù)的結果進行判斷，并決定是否要調整振型數(shù)目的取值。
2.4多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計算。一段時間以來，大底盤，多塔樓的高層建筑類型大量涌現(xiàn)，而在計算分析該類型高層建筑時，是將結構作為一個整體并按多塔類型進行計算，還是將結構人為地分開進行計算，是結構工程師必須注意的問題。如果多塔間剛度相差較大，就有可能出現(xiàn)即使振型參與系數(shù)滿足要求，但是對某一座塔樓的地震力計算誤差仍然有可能較大，從而便結構出現(xiàn)不安全的隱患。
2.5非結構構件的計算與設計。在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時，由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大，因此，必須嚴格按照新規(guī)范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。
3.梁側縱向鋼筋的配置
3.1由于目前電算程序在結構構件分析時尚不能考慮現(xiàn)澆樓板對梁扭轉的影響，而是由程序給出一個梁扭距折減系數(shù)，合理選用梁扭距折減系數(shù)對控制梁的扭距是很重要的，一般情況可取0.4-0.6。
3.2對跨度較大的次梁支承于主梁上時，次梁的支承端會對主梁產生較大的扭距，這時可在電算程序中指定該次梁的端支座為絞接。這種方法對解決梁在受剪扭情況下的超筋超限是非常有效的。
3.3有時雖然做了以上調整，但梁的抗扭縱筋面積仍然較大。此時應將抗扭縱筋面積分攤一部分到梁的四根角筋，其余部分面積按梁側腰筋設置，梁腰筋直徑仍以Φ12～Φ16為宜。
4.混凝土施工方面出現(xiàn)的問題
為滿足結構承載的要求，節(jié)約工程造價,通常在結構設計中對上、下柱或柱與粱扳的混凝土選擇不同強度等級，然而未對結構的點區(qū)域的混凝土強度作出明確說明。按施工規(guī)范要求，當梁柱的混凝土強度等級不同時，節(jié)點處應按強柱弱梁的原則，節(jié)點區(qū)域的混凝土強度等級應與柱相同。采用強度較高的混凝土，在梁柱交匯處側面設垂直施工縫是不符合規(guī)范要求的，混凝土澆筑時，應按圖在梁柱接頭周邊用鋼網或小板定位，并先澆筑梁柱接頭的混凝土，隨后澆筑梁板混凝土，這樣既不便于施工，其質量也得不到保證。因此，在結構設計時應作綜合考慮，根據(jù)實際情況將柱與梁板選擇相同的混凝土強度等級，以方便施工。
5.結語
對于建筑鋼筋混凝土框架結構的施工，有關規(guī)范雖已有詳細規(guī)定，但仍有若干問題沒有明確具體作法。這些問題在規(guī)范條文中沒有具體規(guī)定，也往往易被忽視，給工程質量留下隱患。
參考文獻：
[1]葉菁. 鋼筋混凝土框架結構設計要點及注意事項[J]. 甘肅科技縱橫, 2010, (05).
關鍵詞：混凝土結構設計要點問題
中圖分類號：TU37文獻標識碼：A文章編號：
引言
建筑的功能越來越多樣化，使得每個建筑的結構設計都有自己獨特的要求及特點，這就要求設計人員不可生搬硬套，應仔細分析，從概念設計做起，選擇一個合理的結構方案并進行結構布置，再對結構進行計算分析。切不可一拿到建筑圖，就直接上機利用計算程序進行設計，完全相信計算程序。大致而言，鋼筋混凝土結構設計應包括下列內容：1）結構方案設計，包括結構選型、構件布置及傳力途徑；2）作用及作用效應分析；3）結構的極限狀態(tài)設計；4）結構及構件的構造、連接措施；5）耐久性及施工的要求；6）滿足特殊要求結構的專門性能設計。本文就上述6大設計內容分別進行闡述，結合實際結構設計中經常遇到的問題進行敘述，并提出解決方案。
1 結構方案設計及體系的選擇
目前，結構設計中常用的結構體系有砌體結構、框架結構、框架—剪力墻結構、剪力墻結構、框架—核心筒結構、筒中筒結構等。
合理經濟的結構體系的選擇，是一個多因素的復雜的系統(tǒng)工程，應從建筑、結構、施工技術條件、建材、經濟、機電等各專業(yè)綜合考慮。
從結構專業(yè)設計的角度出發(fā)，主要考慮以下兩個方面的問題：
（1）盡可能滿足建筑功能要求，一般商場、車站、展覽館、餐廳、停車庫等多層房屋用框架結構較多；高層住宅、公寓、賓館等用剪力墻結構較多；酒店、寫字樓、教學樓、科研樓、病房樓等以及綜合性公共建筑用框架—剪力墻結構、框架—核心筒結構較多；而超高寫字樓或辦公建筑也經常采用到筒中筒結構體系。
（2）按結構設計要求，低層、多層建筑可選用砌體結構或鋼筋混凝土結構，高層建筑可選用鋼筋混凝土結構或混合結構或鋼結構。對鋼筋混凝土結構，一般多、高層建筑結構可根據(jù)房屋高度和高寬比、抗震設防類別、抗震設防烈度、場地類別、結構材料和施工技術條件等因素初步選擇結構體系。
無論采用何種結構體系，都應使結構具有合理的剛度和承載能力，避免產生軟弱層或薄弱層，保證結構的穩(wěn)定和抗傾覆能力；應使結構具有多道防線，提高結構和構件的延性，增強其抗震能力。
2 荷載作用及分析
作用是指能使結構產生效應（包括內力、變形、應力、應變、裂縫等）各種原因的總稱。其中包括施加在結構的集中力或分布力所引起的直接作用和能夠引起結構外加變形或約束變形的間接作用。結構上的作用與結構設計所采用的荷載有相同點也有區(qū)別，在這里不再詳述，主要對荷載作用進行分類和分析。
荷載在設計上可將其分成三個類別：
（1）永久荷載
在結構使用年限內，其值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計，或其變化是單調的并能趨于限值的荷載。例如結構自重、土壓力、預應力等。
（2）可變荷載
在結構使用年限內，其值隨時間變化，且其變化與平均值相比不可以忽略不計的荷載。例如樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風荷載、雪荷載等。
（3）偶然荷載
在結構使用年限內不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)其值很大且持續(xù)時間很短的荷載。例如爆炸力、撞擊力、龍卷風荷載等。
在結構設計中，荷載的正確取值關系到結構的安全性、經濟性等問題。在結構復核過程中，經常發(fā)現(xiàn)設計人員荷載取值有誤或漏輸荷載，或人為放大荷載，或在梁柱及基礎設計時荷載折減系數(shù)取值有誤等問題，所以結構設計過程中，應對荷載作用進行分類，正確進行荷載取值才能使建筑結構設計做到安全、經濟、合理。
3 結構的極限狀態(tài)及結構計算與分析中常見問題
混凝土結構的極限狀態(tài)包括承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)計算主要包括：（1）結構構件的承載力計算；（2）直接承受重復荷載的構件應進行疲勞驗算；（3）有抗震設防要求時，應進行抗震承載力計算；（4）必要時尚應進行結構的傾覆、滑移、漂浮驗算等。正常使用極限狀態(tài)驗算主要包括變形驗算、裂縫驗算及樓板舒適度驗算等。
在結構計算與分析階段，如何準確、高效地對工程進行內力分析并按照規(guī)范要求進行設計和處理，是決定工程設計質量好壞的關鍵。由于新規(guī)范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進，因此，結構工程師也應該相當?shù)貙@一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。
3.1結構整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等。但是，由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異，因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以，在進行工程整體結構計算和分析時必須依據(jù)結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件，并從不同軟件相差較大的計算結果中，判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的，哪個又是意義不大的，這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。否則，如果選擇了不合適的計算軟件，不但會浪費大量的時間和精力，而且有可能使結構有不安全的隱患存在。
3.2是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。該部分內容實際上在新老規(guī)范中都有提及，只是，在新規(guī)范中根據(jù)大量工程的實測周期明確提出了各種結構體系下高層建筑結構計算自振周期折減系數(shù)。
3.3振型數(shù)目是否足夠。在新規(guī)范中增加一個振型參與系數(shù)的概念，并明確提出了該參數(shù)的限值。，因此，在計算分析階段必須對計算結果中該參數(shù)的結果進行判斷，并決定是否要調整振型數(shù)目的取值。
3.4多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計算。一段時間以來，大底盤，多塔樓的高層建筑類型大量涌現(xiàn)，而在計算分析該類型高層建筑時，是將結構作為一個整體并按多塔類型進行計算，還是將結構人為地分開進行計算，是結構工程師必須注意的問題。新《高規(guī)》JGJ3-2010第10.6.3-4條明確規(guī)定，要求按整體和分塔樓計算模型分別驗算整體結構和各塔樓扭轉為主的第一周期與平動為主的第一周期的比值應符合規(guī)范要求。
4 結構及構件的構造、連接措施
4.1 混凝土結構構件應控制截面尺寸和受力鋼筋、箍筋的設置，防止剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土的壓潰先于鋼筋的屈服、鋼筋的錨固粘結破壞先于鋼筋破壞。
4.2 多、高層的混凝土樓、屋蓋宜優(yōu)先采用現(xiàn)澆混凝土板。
4.3 結構各構件之間的連接，應符合下列要求：
（1）連接部位的承載力應保證被連接構件之間的傳力性能；
（2）當混凝土構件與其他材料構件連接時，應采取可靠的措施；
（3）構件節(jié)點的破壞，不應先于其連接的破壞；
（4）預埋件的錨固破壞，不應先于連接件。
5 耐久性設計常見問題及處理
目前對混凝土結構耐久性的要求主要有兩部規(guī)范，分別是《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）和《混凝土結構耐久性設計規(guī)范》（GB/T50476-2008），兩者規(guī)定有一定區(qū)別，在結構設計中，經常令設計人員無所適從，不知以何者為準。筆者認為，前者屬于國家標準，而后者為國家推薦性標準，故在耐久性設計宜按《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）采用。
6 滿足特殊要求結構的專門性能設計
目前我國建筑結構高度越來越高，復雜及不規(guī)則程度越來越多，超限性能化設計已越來越普遍。對此，《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010及《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ3-2010均有相應章節(jié)對性能化設計做了較為詳細的規(guī)定。
在結構設計過程中，選用性能目標成為性能化設計中重點內容，關系到建筑結構達到抗震三水準的設防要求和經濟性、合理性。
7 結語
本文中，通過對鋼筋混凝土結構設計的要點和常遇問題的分析及處理的闡述，分別指出結構設計特別需要注意的地方，希望有助于讀者了解混凝土結構設計的步驟，正確把握規(guī)范條文，順利設計，將建筑結構設計得安全、經濟、合理。
參考文獻：
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[2]中華人民共和國國家標準. 混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2010）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011
關鍵詞：鋼筋混凝土，結構抗震，加固方法
0引言
地震災害是人類面臨的嚴重自然災害之一。地震具有突發(fā)性特點，至今可預報性仍然很低。強烈地震常造成人身和財產的巨大損失。我國屬地震多發(fā)國家，特別是近年來地震活動頻繁，一些特大地震已經給人類社會帶來了不可估量的損失，這就迫使工程人員不得不去深入研究土木工程結構的抗震設計理論和方法，最大限度地減少地震給人們帶來的影響。
抗震加固是對未進行抗震設防或已進行抗震設防但達不到設防標準的建筑物，進行結構補強和提高其抗震力的措施。建筑結構加固方法隨著經濟水平、技術水平和人們觀念的發(fā)展而發(fā)展，但有些構件加固方法（如加大截面法）將使結構和構件的剛度發(fā)生變化，從而引起結構動力特性、構件內力的變化以及剛度軟弱層和強度薄弱層的出現(xiàn)，而這些變化對結構承載力及彈塑性變形能力帶來的不利或有利影響，是目前的加固方法所沒有考慮的。因此對鋼筋混凝土結構抗震加固技術進行論述有著重要的意義。
1 鋼筋混凝土抗震常規(guī)加固技術
混凝土結構抗震常規(guī)加固方法包括加大截面加固法、外包鋼加固法、預應力加固法、改變結構傳力途徑加固法、受彎構件外部粘貼加固法以及其他加固方法等，每種加固方法各有其特點和適應范圍，應根據(jù)具體條件加以選擇。
1.1 加大截面加固法
加大截面加固法即采用增大混凝土結構或構筑物的截面面積，以提高其承載力和滿足正常使用要求的一種加固方法，可廣泛用于混凝土結構的梁、板、柱等構件和一般構筑物的加固。但由于截面尺寸加大，有時受使用上限制。
1.2 外包型鋼加固法
外包鋼加固法即在混凝土構件四周包以型鋼的加固方法（分干式和濕式兩種形式），適用于使用上不允許增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度地提高承載力的混凝土結構加固。當采用化學灌漿外包鋼加固時，型鋼表面溫度不應高于60℃；當環(huán)境具有腐蝕性介質時，應有可靠的防護措施。
1.3預應力加固法
即采用外加預應力的鋼拉桿（一般分水平拉桿、下?lián)问嚼瓧U和組合式拉桿3種）或撐桿對結構進行加固的方法，適用于要求提高承載力、剛度和抗裂性及加固后占空間小的混凝土承重結構。此法不宜用于高溫環(huán)境下的混凝土結構，也不適用于混凝土收縮徐變大的混凝土結構。
2 改變結構傳力途徑加固法
2.1增設支點法
該方法是以減少結構的計算跨度和變形，提高其承載力的加固方法。按支承結構的受力性質又分為剛性支點和彈性支點2種。畢業(yè)論文，加固方法。剛性支點法是通過支承構件的軸心受壓將荷載直接傳給基礎或其它承重結構的一種加固方法。增設支點法適用于房屋凈空不受限制的大跨度結構加固。
2.2托梁拔柱法
該法是在不拆或少拆上部結構的情況下拆除、更換、接長柱子的一種加固方法。按其施工方法的不同又分為有支撐托梁拔柱、無支撐托梁拔柱及雙托梁反牛腿托梁柱等方案。適用于要求房屋使用功能改變、增大空間的老廠改造等結構加固。其中雙托梁反牛腿托梁拔柱，則適用于保留上柱的型鋼加固。
2.3 受彎構件外部粘貼鋼板、碳纖維或其它抗拉強度較高的材料加固法
此法是用建筑結構膠將鋼板等材料粘貼在鋼筋混凝土受彎構件表面，具有良好的共同工作性能，所占空間小、加固施工周期短、消耗材料少，其加固部位、范圍與強度可視設計構造需要而定，是近幾年來新發(fā)展的加固技術。本加固法適用于承受靜力作用的一般受彎構件，且環(huán)境溫度不應超過60℃， 相對濕度不大于70％及無化學腐蝕的使用環(huán)境中。
3鋼筋混凝土結構抗震加固新技術
3.1 結構基礎隔震技術
基礎隔震技術是在上部結構和基礎之間設置隔震裝置，阻隔地震能量向上部結構傳遞，從而減少結構地震反應的一種抗震技術。目前研究開發(fā)的基礎隔震技術主要有：疊層橡膠墊隔震、摩擦滑移隔震、滾珠及滾軸隔震、支撐式擺動隔震和混合隔震等。其中，疊層橡膠隔震支座已被廣泛應用，具有很好的應用前景。縱觀隔震技術的發(fā)展，可以看出近年來隔震技術有以下特點：
（1）隔震技術的應用范圍越來越廣，數(shù)量越來越多。隔震技術不僅在新建工程中獲得廣泛應用，而且在現(xiàn)有建筑的加同工程中得到應用。
（2）隔震建筑的結構形式日趨多樣化，已從早期主要應用于砌體結構、鋼筋混凝土結構發(fā)展到鋼結構、組合結構、木結構。
（3）可供選擇的隔震裝置越來越多，新的隔震方法不斷提出，并且采用混合隔震技術已經成為發(fā)展趨勢。
3.2消能隔震技術
傳統(tǒng)的抗震設計方法是靠結構的延性來耗散地震能量。但問題在于結構受到1次強烈地震時，結構構件在利用自身的延性耗散地震能量的同時，也會受到嚴重的損傷。為了解決這個矛盾，在結構上附加各種阻尼器，通過阻尼器大量耗散地震輸入到上部結構的能量，從而達到保護主體結構免遭破壞的目的。常用的阻尼器有金屬屈服阻尼器（Metallic Yielding Damper）、摩擦阻尼器（Friction Damper）、黏彈性阻尼器（ViscoelasticDamper）、粘滯液體阻尼器（Viscous Fluid Damper）等。消能減震技術近年來被大量應用在已有建筑物的抗震加固上，與傳統(tǒng)的加固技術相比主要優(yōu)勢有：
（1）施工現(xiàn)場無濕作業(yè)，基本不影響原建筑的正常使用功能；
（2）能在保持原建筑外貌不變的前提下，實現(xiàn)了提高抗震能力和改善使用功能的協(xié)調；
（3）消能效果明顯，結構經過合理的設計，可以滿足各種設防烈度下的抗震要求；
（4）可以有效地節(jié)約經費和縮短工期。
3.3 高性能鋼絲網復合砂漿薄層（HPFL）加固技術
高性能鋼筋網復合砂漿薄層（HPFL）加固混凝土結構，是指對混凝土構件進行表面處理后，鋪設鋼筋網，再粉抹或噴射上高性能復合砂漿，使加固層與原構件共同工作，達到提高構件工作性能的目的。
采用高性能水泥復合砂漿鋼筋網薄層加固混凝土構件能有效提高構件的承載力、剛度、抗裂性和延性。畢業(yè)論文，加固方法。畢業(yè)論文，加固方法。該加固方法與碳纖維加固法相比具有施工簡單，經濟實用的優(yōu)點，在結構工程加固中的應用前景十分廣闊。畢業(yè)論文，加固方法。畢業(yè)論文，加固方法。
隨著抗震技術理論的不斷發(fā)展和完善，抗震加固方法已從傳統(tǒng)的方法不斷趨向多樣化。畢業(yè)論文，加固方法。目前新發(fā)展起來的減震控制技術在工程應用上有明顯優(yōu)勢，為建筑的抗震設計和抗震加固提供了一條嶄新的途徑，它克服了傳統(tǒng)結構“硬碰硬”式的抗震設計方法，具有概念簡單、減震機理明確、減震效果顯著和安全可靠的特點。
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關鍵詞：混凝土，裂縫，預防，處理
1 常見裂縫分析及預防
1.1 混凝土塑性收縮裂縫及預防
塑性收縮是指混凝土在凝結前期。表面因失水過快而產生的收縮。一般在干熱和大風天氣裂縫較為常見，形狀多為中間寬、兩端細、互不連貫且長短不一，較長的裂縫可達2m－3m，寬度可達0.5cm，嚴重影響混凝土的抗?jié)B性和耐久性。
主要預防措施：一是選用干縮值較小、早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。二是嚴格控制水灰比，在保證混凝土施工所需坍落度和和易性的前提下盡量減少水的用量，必要時摻入減水劑。三是澆筑混凝土之前，將基層和模板均勻澆水濕透。四是及時覆蓋握料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土凝結前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護劑等進行養(yǎng)護。
1.2 沉陷裂縫及預防
沉陷裂縫的產生主要是由于結構地基浸水、土質不勻或回填土不密實等原因引起不均勻沉降所致；另外在混凝士硬化過程中由于模板剛度不足或支撐底部不牢固也會引起沉陷裂縫。主要預防措施：一是在結構施工前，保證地基處理質量。原地基土必須密實、均勻，并達到設計要求的承載能力；回填土嚴格按規(guī)范規(guī)定分層夯實，達到設計要求的壓實系數(shù)。二是在基坑或地基周圍做好防護措施，防止地基被水浸泡。三是保證模板有足夠的強度和剛度。在支撐底部加設墊板保證支撐牢固。論文格式。并使地基受力均勻。論文格式。四是模板拆除的時間不能過早，且要注意拆模的先后次序。五是在結構自重不同或建筑物層高不同的相鄰部位設置后澆帶，待相鄰結構沉降基本趨于穩(wěn)定后再澆筑。
1.3 溫度裂縫及預防
溫度裂縫的走向無一定規(guī)律，通?？v橫交錯，深淺不一。長短邊比例較大的梁板結構，裂縫多平行于短邊，沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密、較寬。裂縫的寬度受溫度變化影響較大，冬季較寬，夏季較窄。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕和內部混凝土的碳化，嚴重影響其使用功能和耐久性。主要預防措施：一是盡量選用低熱或中熟水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是在保證混凝土強度的前提下。改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量。三是在保證混凝土和易性和滿足施工需要的前提下，降低水灰比。四是改善混凝土的制作工藝，降低混凝土的澆筑溫度。五是在混凝土中摻加一定量的緩凝劑，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。六是加強混凝土溫度的監(jiān)控，及時采取冷卻或保溫措施，減小混凝土的內外溫差。論文格式。七是加強混凝土養(yǎng)護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護，適當延長養(yǎng)護時間。八是混凝土中配置少量的小規(guī)格鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內。
1.4 化學反應引起的裂縫及預防
化學反應引起的裂縫一般在鋼筋混凝土結構中分為堿骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕裂縫兩種。建筑工程中限于混凝土的構成，在其拌和后會產生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料發(fā)生化學反應并吸收周圍環(huán)境中的水分而膨脹，造成混凝土酥松、脹裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結構使用期間，一旦出現(xiàn)很難補救，因此應在施工中采取有效措施進行預防。主要的預防措施有：一是選用堿活性小的砂石骨料。二是選用低堿水泥和無堿外加劑。三是選用能抑制堿骨料反應的摻和料。由于鋼筋混凝土結構施工不良引起的鋼筋保護層薄、露筋、蜂窩、麻面等不利現(xiàn)象，使得有害物質與外露鋼筋或穿過混凝土與內部鋼筋產生反應而銹蝕，銹蝕的鋼筋體積膨脹，導致混凝土脹裂，此種類型的裂縫一般沿鋼筋的位置出現(xiàn)。通常的預防措施；一是在澆筑混凝土前，嚴格檢查鋼筋保護層，保證其厚度滿足設計要求，同時確保鋼筋綁扎牢固且位置準確，避免振搗混凝土時鋼筋移位而露筋。二是采用級配較好的砂石骨料配制混凝土。三是混凝土澆筑要振搗密實。四是拆模后及時處理混凝土的夾渣、蜂窩和麻面現(xiàn)象。
2 常見裂縫處理方法
2.1 表面修補法
表面修補法是一種簡單、常見的修補方法，它主要適用于穩(wěn)定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深迸裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布的方法，當混凝土表面裂縫數(shù)量較多，分布面較廣時，常采用增加一層水泥砂漿或細石混凝土整體面層的方法處理，同時整體面層內宜配置雙向鋼絲網。
2.2 混凝土置換法
混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除干凈、潤濕，然后涂刷結合層，最后再置換入新的高一級標號混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土、水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。
2.3 結構加固法
當裂縫影響到混凝土結構的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法：在構件上外包型鋼、粘貼鋼板加固；在構件上增設支撐點加固；在構件上施加預應力加固等。
2.4 灌漿、嵌縫封堵法
灌漿法主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補，它是利用壓力設備將膠結材料壓人混凝土的裂縫中，膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料。以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。
3 結論
建筑工程中混凝土裂縫種類較多，而且是普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會影響建筑物的外觀，還會影響建筑物的使用功能和耐久性，嚴重者將會威脅到人們的生命和財產安全，因此要根據(jù)不同的部位、形態(tài)以及嚴重程度對混凝土裂縫進行認真分析，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構件安全、穩(wěn)定的工作。