從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計談現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的裂縫問題

　　關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板裂縫，裂縫控制措施

　　近年來,隨著住宅建設(shè)的快速發(fā)展,不論是磚混結(jié)構(gòu)還是框架結(jié)構(gòu),現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板開裂現(xiàn)象不斷增加,雖然樓板裂縫并不影響結(jié)構(gòu)的安全性能,但對房屋的使用功能和耐久性以及美觀有一定的影響,并且大多數(shù)消費者對樓板裂縫缺乏必要常識,統(tǒng)視裂縫為有害,擔心樓板裂縫會引起建筑物倒塌,反應(yīng)極為敏感,成為投訴熱點.因此,本文從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度對現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫的產(chǎn)生原因和控制措施進行分析探討.

　　1樓板裂縫種類

　　1.1溫差裂縫

　　由于溫度變化,混凝土熱脹冷縮而形成的裂縫,此類裂縫一般集中在東西單元的房間、屋面層和上部樓層的樓板.

　　1.2結(jié)構(gòu)裂縫

　　雖然現(xiàn)澆樓板承載力均能滿足設(shè)計要求,但由于預(yù)制多孔板改為現(xiàn)澆板后,墻體剛度相對增大,樓板剛度相對減弱.因此在一些薄弱部位和截面突變處,往往容易產(chǎn)生一些結(jié)構(gòu)性裂縫.例如:墻角應(yīng)力集中處的45°斜裂縫,板端負彎矩較大處的板面裂縫等.

　　1.3構(gòu)造裂縫

　　PVC穿線管處混凝土厚度減薄,從而引起應(yīng)力集中,容易沿管線方向出現(xiàn)表面裂縫.

　　1.4收縮裂縫

　　混凝土在塑性收縮、硬化收縮、碳化收縮、失水收縮過程中易形成各種收縮裂縫.

　　2樓板裂縫形式

　　2.145°斜裂縫

　　該裂縫常出現(xiàn)在墻角,特別是房屋東西兩端房間,呈45°狀.

　　2.2縱橫向裂縫

　　該裂縫一般出現(xiàn)在跨中、負彎距鋼筋端部、PVC穿線管暗敷埋處.

　　2.3長裂縫

　　一部分房間預(yù)埋PVC穿線管的板面上出現(xiàn)裂縫,裂縫寬度達0.2～0.3mm左右.這種裂縫僅在樓板表面出現(xiàn),板底無裂縫.

　　2.4不規(guī)則裂縫裂縫出現(xiàn)部位形狀無規(guī)則,或散狀或龜裂狀.一般發(fā)生在房屋東西兩單元、閣樓頂層部位.

　　3從設(shè)計方面分析裂縫產(chǎn)生的原因

　　造成現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板開裂的原因較多:有設(shè)計原因、施工原因、材料原因等,本文僅從設(shè)計方面進行探討.

　　3.1建筑設(shè)計方面原因

　　3.1.1斜屋面、露臺、外墻節(jié)能保溫措施不夠

　　由于夏天室外墻體溫度高于室內(nèi)溫度,結(jié)構(gòu)外墻面在高溫下發(fā)生受熱膨脹,如果未采取保溫措施,在縱橫兩外墻面的變形對樓板產(chǎn)生牽拉作用下,東西單元的臥室樓板被外墻向外拉伸就容易引起裂縫.同樣,屋面如果未設(shè)保溫層,頂層樓板會因熱脹冷縮而引起開裂.

　　3.1.2住宅長度超長

　　住宅平面超長,由于溫差和材料變形,會造成墻體和樓板橫向開裂.僅就長度而言,結(jié)構(gòu)長度與應(yīng)力呈非線性關(guān)系,如結(jié)構(gòu)長度小于規(guī)范要求,結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響很小.

　　3.1.3平面形狀

　　當住宅臥室沿長度、寬度方向尺寸變化,由于樓板剛度不一致,會產(chǎn)生不相同變形,引起薄弱部位開裂.

　　3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計方面原因

　　3.2.1結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則是整個建筑結(jié)構(gòu)的功能必須滿足兩種狀態(tài)的要求①承載力極限狀態(tài),以保證結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生破壞,不失去平衡,不產(chǎn)生破壞時過大變形,不失去穩(wěn)定.②正常使用極限狀態(tài),以確保結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生超過正常使用狀態(tài)的變形、裂縫及耐久性、振動及其它影響使用的極限狀態(tài).目前人們對第一極限狀態(tài)已給于足夠重視并嚴格執(zhí)行,而對第二種極限狀態(tài)卻經(jīng)常被忽視.

　　3.2.2從鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板各種受力體系分析

　　 無論是按單向板設(shè)計還是按雙向板設(shè)計,是單跨還是多跨連續(xù)板設(shè)計;無論是板端支承在磚墻上還是支承在鋼筋混凝土梁上或剪力墻內(nèi),受力狀態(tài)考慮都是局限于樓板平面的應(yīng)力變化(按彎矩配置抵抗正、負彎矩的受力鋼筋)、板平面的受剪變形.即使是考慮板端嵌固端節(jié)點產(chǎn)生彎矩,也只是考慮板平面彎曲或屈曲所產(chǎn)生的應(yīng)力.在樓板受力體系分析時,對于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間在三維空間中如何分配內(nèi)力、協(xié)調(diào)變形,根本沒有考慮.

　　3.2.3目前不少設(shè)計人員只按單向板計算方法來設(shè)計配置樓板鋼筋,支座處僅設(shè)置分離式負彎矩鋼筋由于計算受力與實際受力情況不符,單向高強鋼筋或粗鋼筋使混凝土樓面抗拉能力不均,局部較弱處易產(chǎn)生裂縫.部分設(shè)計人員對構(gòu)造配筋、放射筋設(shè)置不重視或不合理,薄弱環(huán)節(jié)無加強筋.

　　3.2.4結(jié)構(gòu)設(shè)計對板內(nèi)布線引起裂縫的構(gòu)造考慮不夠住宅電器、電信快速發(fā)展的今日,現(xiàn)澆樓板內(nèi)暗敷PVC穿線管越來越多,甚至有些部位3根交錯疊放,2根管交錯疊放更為普遍.PVC管錯疊處板的抗彎高度大大降低,從而減弱了板的抗彎性能.

　　3.2.5對開口樓板,特別是開洞口比較大的雙向板,設(shè)計時往往只考慮樓板在豎向荷載作用下的洞口四周加強配筋由于縱向的受力鋼筋被切斷,而忽視了板與墻體或板與梁的變形協(xié)調(diào)問題.這時如墻或梁的剛度較大,板的孔邊凹角處出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,開洞板易發(fā)生翹曲.

　　4從設(shè)計方面采取裂縫控制措施

　　4.1建筑設(shè)計控制措施

　　4.1.1屋面與外墻采取保溫措施屋面設(shè)保溫隔熱層,使屋面的傳熱系數(shù)≤1.0W/(m2•K);外墻外表面或內(nèi)表面相應(yīng)設(shè)置保溫隔熱層,同時外墻面宜采用淺色裝飾材料,增強熱反射,減少對日照熱量吸收.根據(jù)楚雄州的具體情況,屋面和外墻的保溫設(shè)計應(yīng)通過熱工計算,在不同季節(jié)均應(yīng)能達到《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》和《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》要求,徹底解決溫度應(yīng)力對屋面和墻體的破壞.

　　4.1.2適當控制建筑物長度根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010—2002)[和《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50003—2001)為避免結(jié)構(gòu)由于溫度收縮應(yīng)力引起的開裂,宜采取設(shè)置伸縮縫,伸縮縫間距為30～50m.多層住宅建筑控制長度建議不大于50m,高層應(yīng)控制在45m以內(nèi).如果超過此長度,應(yīng)設(shè)置伸縮縫.超長量不大時,可采用設(shè)置后澆帶的方法,以減少混凝土樓板收縮開裂.

　　4.1.3住宅平面形狀控制住宅平面宜規(guī)則,避免平面形狀突變,當樓板平面形狀不規(guī)則時,宜設(shè)置梁使之形成較規(guī)則平面.當平面有凹口時,凹口周邊樓板的配筋宜適當加強.

　　4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計控制措施

　　4.2.1樓板裂縫產(chǎn)生的主要原因是混凝土的變形如溫度變形、收縮變形、基礎(chǔ)不均勻沉降變形等,此類因變形引起的裂縫幾乎占到全部裂縫的80%以上.在變形作用下,結(jié)構(gòu)抗力取決于混凝土的抗拉性能,當抗拉應(yīng)力超過設(shè)計強度時,應(yīng)驗算裂縫間距,再根據(jù)裂縫間距驗算裂縫寬度.