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摘要：随着大直径钢筋混凝土筒仓结构应用范围越来越广，裂缝对其的影响也逐渐显露出来。裂缝的产生和发展直接影响着筒仓结构安全性、适用性和耐久性。本文对钢筋混凝土筒仓裂缝产生的主要原因进行了分析，并给出了几点控制筒仓裂缝的技术措施。
关键词：钢筋混凝土筒仓；裂缝控制
中图分类号： TU37文献标识码： A
筒仓结构作为贮存散料的构筑物，分农业筒仓和工业筒仓两大类。农业筒仓用来贮存粮食、饲料等粒状和粉状物料；工业筒仓用以贮存焦炭、水泥、食盐、食糖等散装物料。筒仓具有占地面积小、易于机械化和自动化、吨储物造价低的特点。因此，筒仓常作为生产企业调节、运转和贮存物料的设施。
随着我国经济的快速发展，煤炭企业的生产规模逐年扩大，对煤炭的仓储量要求不断提高，筒仓容量也随之不断加大。大容量筒仓由于仓壁环向受力增大，更容易引起仓壁开裂现象。裂缝发展初期为微裂缝，微裂缝较为细小，不易发现，随着使用过程中反复荷载作用，裂缝会不断加大发展成宏观裂缝。宏观裂缝出现后，将产生渗流等现象，破坏仓体防水效果，影响工程的使用效果。此外，由于混凝土开裂，钢筋暴露出来而产生锈蚀，影响了结构设计强度的充分发挥，甚至威胁到结构的安全。因此，钢筋混凝土筒仓的裂缝控制直接影响着建筑工程的使用效果和可靠性。
1.筒仓裂缝产生的原因和分类
混凝土裂缝根据裂缝产生的时间划分裂缝，一般可分为两大类：施工期间出现的裂缝；使用期间出现的裂缝。根据引起裂缝的原因可分为：材料选配不当；施工控制不当；温差作用；荷载作用；钢筋锈蚀作用；地基不均匀沉降；冻胀作用；地震作用；火灾作用；碰撞及其它作用等。按照裂缝的产生规律、形态、容易发生的部位分布划分,一般有以下几种：塑性收缩裂缝；塑性沉降裂缝；收缩裂缝；温差裂缝；不规则龟裂；纵向裂缝；横向裂缝；剪切裂缝；扭转裂缝；斜向裂缝；X形交叉裂缝；八字和倒八字形裂缝；其它裂缝。
钢筋混凝土筒仓产生裂缝主要是由于筒仓存在压力不均匀现象。产生压力不均匀现象的主要因素包括以下几点：首先，筒仓仓顶卸料口的布置及仓体结构本身导致贮料在仓内分布不均；其次，外界温度、湿度变化以及高温贮料的入库温度对仓壁的影响；再次，贮料发生流动时作用在筒仓截面和侧壁上的压力沿高度的变化等均会使筒仓承受不均匀荷载；最后,为了贮料流泄通畅,防止起拱堵仓,工艺专业经常要求在仓底设置促流装置,将钢筋混凝土筒仓设计成具有偏心泄料动能的筒仓，偏心泄料会对筒仓仓壁产生不均匀附加侧应力,而且这种不均匀压力的大小变化和分布范围错综复杂并具有随机性。
仓壁结构受力复杂，为同时承受不均匀拉力和轴向压力的拉压构件。目前为止，有关力学的各种理论都已被用作建立混凝土本构模型的理论依据。现有各类本构模型的理论基础、观点和方法迥异，使用范围和计算结果差别很大，很难确认一个通用的混凝土本构模型，只能根据结构特点、应力范围和精度要求等加以适当选用。尽管钢筋混凝土筒仓裂缝的产生不可避免，且计算及分析情况复杂，但我们在结构设计中，可以采取适当的技术措施，减小裂缝开裂的程度，使其更好的满足使用功能及规范的相关要求。
2.控制筒仓裂缝的技术措施
2.1 選择合理的结构形式
钢筋混凝土筒仓仓壁在反复受热和不规则温差产生的温度应力作用下，仓壁外侧承受环向及纵向拉应力，内侧承受压应力。当拉应力达到一定限值时，便在仓壁外侧出现裂缝。当仓壁温度下降时，仓壁收缩，仓壁外侧受到环向拉应力，同时由于仓内贮料压缩是有限的，使得仓壁内侧受到压应力。另外，仓壁温度升高时，仓壁伸长，仓壁内侧、外侧也会产生纵向拉应力。仓壁纵向力矩引起环向裂缝，环向力矩引起纵向裂缝，由于仓壁自由端的影响，仓壁纵向约束程度小于环向约束，并有自重压力作用，所以，在仓壁上环向裂缝不多见，主要是垂直裂缝。
由于仓顶、仓底环梁及楼板对仓壁的约束作用，使得在仓壁顶部及底部的环向力增大，仓壁容易产生裂缝。为降低温度应力对仓壁裂缝的影响，在结构选型时，应优先选用易于变形、轻质高强的仓顶结构以及导热性能良好的材料。仓壁的温度应力与壁厚成正比关系，因此应在结构设计时，对壁厚及仓壁钢筋配筋率合理选择，优化设计。
2.2 采用抗裂性能好的钢纤维混凝土
钢筋混凝土筒仓仓壁是同时承受环向拉力和轴向压力的拉压构件，按强度计算及构造要求配置的钢筋一般不能满足抗裂要求。通常情况下，仓壁的配筋率是由规范规定的混凝土最小裂缝控制的。但在为满足混凝土最小裂缝要求、提高配筋率的同时，工程造价也会提高很多，且仓壁内布筋密集会造成施工困难。
钢纤维混凝土的韧性比普通混凝土的大很多（一般可达40~200倍），可以有效减小裂缝宽度，控制裂缝的发展。当钢纤维的掺入量(体积配筋率)为1.5%时，构件的抗裂强度可以提高1.5~2倍，抗拉强度和抗弯强度可以提高1.5~1.8倍。因此，可在仓壁混凝土中掺入一定比例的钢纤维，以提高混凝土的抗拉强度和混凝土与钢筋的粘结强度，也能在一定程度上缓和混凝土开裂时的内部应力集中。将钢纤维混凝土作为钢筋混凝土筒仓的改性材料，可以在筒仓结构的某一局部区段或者某一个节点采用，应用灵活，施工简便，造价低廉。
2.3 采用适合的混凝土材料及配合比
在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和干缩是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和碳化收缩。
混凝土收缩是其自身的特性，在选用混凝土材料及配合比时，应优先选用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，在混凝土中掺加适量的粉煤灰，以改善混凝土的和易性，降低用水量及水泥用量，减少混凝土的干缩变形；选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料，增加骨料间的内摩阻力，骨料颗粒与胶结料的粘结力；在混凝土中掺入适当的外加剂、减水剂、缓凝剂，增加混凝土的流动性、抗渗透能力、凝结时间，提高混凝土的表面抗裂性能。
2.4 采取适宜的施工措施
施工时，应制定详细的施工方案、严格养护并控制拆模时间，尽量将施工中对混凝土裂缝的影响降到最低。
3 结语
裂缝是影响钢筋混凝土筒仓结构安全性、适用性和耐久性的一个非常重要的因素。筒仓结构常常由于各種不同的原因导致裂缝出现，但其有害程度是可以控制的，因此在设计、施工、材料等环节，加强筒仓结构裂缝的控制是非常必要的。本文在分析了钢筋混凝土筒仓裂缝产生的主要原因，提出了今后在筒仓设计及施工过程中为减小裂缝应注重的几个主要方面。
参考文献：
[1] GB 50077-2003, 钢筋混凝土筒仓设计规范[S]．
[2] GB 50191-2012, 构筑物抗震设计规范[S]．
[3] 孟宪建, 高红斌; 钢筋混凝土筒仓裂缝的控制措施[J]. 建筑技术与应用, 2010(12).
关键词：钢筋混凝土筒仓；裂缝控制
中图分类号： TU37文献标识码： A
筒仓结构作为贮存散料的构筑物，分农业筒仓和工业筒仓两大类。农业筒仓用来贮存粮食、饲料等粒状和粉状物料；工业筒仓用以贮存焦炭、水泥、食盐、食糖等散装物料。筒仓具有占地面积小、易于机械化和自动化、吨储物造价低的特点。因此，筒仓常作为生产企业调节、运转和贮存物料的设施。
随着我国经济的快速发展，煤炭企业的生产规模逐年扩大，对煤炭的仓储量要求不断提高，筒仓容量也随之不断加大。大容量筒仓由于仓壁环向受力增大，更容易引起仓壁开裂现象。裂缝发展初期为微裂缝，微裂缝较为细小，不易发现，随着使用过程中反复荷载作用，裂缝会不断加大发展成宏观裂缝。宏观裂缝出现后，将产生渗流等现象，破坏仓体防水效果，影响工程的使用效果。此外，由于混凝土开裂，钢筋暴露出来而产生锈蚀，影响了结构设计强度的充分发挥，甚至威胁到结构的安全。因此，钢筋混凝土筒仓的裂缝控制直接影响着建筑工程的使用效果和可靠性。
1.筒仓裂缝产生的原因和分类
混凝土裂缝根据裂缝产生的时间划分裂缝，一般可分为两大类：施工期间出现的裂缝；使用期间出现的裂缝。根据引起裂缝的原因可分为：材料选配不当；施工控制不当；温差作用；荷载作用；钢筋锈蚀作用；地基不均匀沉降；冻胀作用；地震作用；火灾作用；碰撞及其它作用等。按照裂缝的产生规律、形态、容易发生的部位分布划分,一般有以下几种：塑性收缩裂缝；塑性沉降裂缝；收缩裂缝；温差裂缝；不规则龟裂；纵向裂缝；横向裂缝；剪切裂缝；扭转裂缝；斜向裂缝；X形交叉裂缝；八字和倒八字形裂缝；其它裂缝。
钢筋混凝土筒仓产生裂缝主要是由于筒仓存在压力不均匀现象。产生压力不均匀现象的主要因素包括以下几点：首先，筒仓仓顶卸料口的布置及仓体结构本身导致贮料在仓内分布不均；其次，外界温度、湿度变化以及高温贮料的入库温度对仓壁的影响；再次，贮料发生流动时作用在筒仓截面和侧壁上的压力沿高度的变化等均会使筒仓承受不均匀荷载；最后,为了贮料流泄通畅,防止起拱堵仓,工艺专业经常要求在仓底设置促流装置,将钢筋混凝土筒仓设计成具有偏心泄料动能的筒仓，偏心泄料会对筒仓仓壁产生不均匀附加侧应力,而且这种不均匀压力的大小变化和分布范围错综复杂并具有随机性。
仓壁结构受力复杂，为同时承受不均匀拉力和轴向压力的拉压构件。目前为止，有关力学的各种理论都已被用作建立混凝土本构模型的理论依据。现有各类本构模型的理论基础、观点和方法迥异，使用范围和计算结果差别很大，很难确认一个通用的混凝土本构模型，只能根据结构特点、应力范围和精度要求等加以适当选用。尽管钢筋混凝土筒仓裂缝的产生不可避免，且计算及分析情况复杂，但我们在结构设计中，可以采取适当的技术措施，减小裂缝开裂的程度，使其更好的满足使用功能及规范的相关要求。
2.控制筒仓裂缝的技术措施
2.1 選择合理的结构形式
钢筋混凝土筒仓仓壁在反复受热和不规则温差产生的温度应力作用下，仓壁外侧承受环向及纵向拉应力，内侧承受压应力。当拉应力达到一定限值时，便在仓壁外侧出现裂缝。当仓壁温度下降时，仓壁收缩，仓壁外侧受到环向拉应力，同时由于仓内贮料压缩是有限的，使得仓壁内侧受到压应力。另外，仓壁温度升高时，仓壁伸长，仓壁内侧、外侧也会产生纵向拉应力。仓壁纵向力矩引起环向裂缝，环向力矩引起纵向裂缝，由于仓壁自由端的影响，仓壁纵向约束程度小于环向约束，并有自重压力作用，所以，在仓壁上环向裂缝不多见，主要是垂直裂缝。
由于仓顶、仓底环梁及楼板对仓壁的约束作用，使得在仓壁顶部及底部的环向力增大，仓壁容易产生裂缝。为降低温度应力对仓壁裂缝的影响，在结构选型时，应优先选用易于变形、轻质高强的仓顶结构以及导热性能良好的材料。仓壁的温度应力与壁厚成正比关系，因此应在结构设计时，对壁厚及仓壁钢筋配筋率合理选择，优化设计。
2.2 采用抗裂性能好的钢纤维混凝土
钢筋混凝土筒仓仓壁是同时承受环向拉力和轴向压力的拉压构件，按强度计算及构造要求配置的钢筋一般不能满足抗裂要求。通常情况下，仓壁的配筋率是由规范规定的混凝土最小裂缝控制的。但在为满足混凝土最小裂缝要求、提高配筋率的同时，工程造价也会提高很多，且仓壁内布筋密集会造成施工困难。
钢纤维混凝土的韧性比普通混凝土的大很多（一般可达40~200倍），可以有效减小裂缝宽度，控制裂缝的发展。当钢纤维的掺入量(体积配筋率)为1.5%时，构件的抗裂强度可以提高1.5~2倍，抗拉强度和抗弯强度可以提高1.5~1.8倍。因此，可在仓壁混凝土中掺入一定比例的钢纤维，以提高混凝土的抗拉强度和混凝土与钢筋的粘结强度，也能在一定程度上缓和混凝土开裂时的内部应力集中。将钢纤维混凝土作为钢筋混凝土筒仓的改性材料，可以在筒仓结构的某一局部区段或者某一个节点采用，应用灵活，施工简便，造价低廉。
2.3 采用适合的混凝土材料及配合比
在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和干缩是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和碳化收缩。
混凝土收缩是其自身的特性，在选用混凝土材料及配合比时，应优先选用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，在混凝土中掺加适量的粉煤灰，以改善混凝土的和易性，降低用水量及水泥用量，减少混凝土的干缩变形；选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料，增加骨料间的内摩阻力，骨料颗粒与胶结料的粘结力；在混凝土中掺入适当的外加剂、减水剂、缓凝剂，增加混凝土的流动性、抗渗透能力、凝结时间，提高混凝土的表面抗裂性能。
2.4 采取适宜的施工措施
施工时，应制定详细的施工方案、严格养护并控制拆模时间，尽量将施工中对混凝土裂缝的影响降到最低。
3 结语
裂缝是影响钢筋混凝土筒仓结构安全性、适用性和耐久性的一个非常重要的因素。筒仓结构常常由于各種不同的原因导致裂缝出现，但其有害程度是可以控制的，因此在设计、施工、材料等环节，加强筒仓结构裂缝的控制是非常必要的。本文在分析了钢筋混凝土筒仓裂缝产生的主要原因，提出了今后在筒仓设计及施工过程中为减小裂缝应注重的几个主要方面。
参考文献：
[1] GB 50077-2003, 钢筋混凝土筒仓设计规范[S]．
[2] GB 50191-2012, 构筑物抗震设计规范[S]．
[3] 孟宪建, 高红斌; 钢筋混凝土筒仓裂缝的控制措施[J]. 建筑技术与应用, 2010(12).