从设计角度探讨现浇楼板裂缝原因及控制措施

从设计角度探讨现浇楼板裂缝原因及控制措施

烟台合四建筑设计咨询有限公司山东烟台264000

摘要:现浇楼板发生裂缝,往往成为住户对住宅质量问题投诉的热点。消除这些现浇楼板上裂缝的发生,已成为当前亟待解决的问题,也是提高住宅工程质量需要解决的重要内容。控制现浇楼板裂缝发生,首先要全面分析裂缝发生原因,针对原因,采取相应对策措施。本文从住宅工程设计角度分析原因,提出一些建议措施。

关键词:现浇楼板;裂缝;原因;控制措施

引言

在现浇楼板平面形状突变的部位,由于应力集中现象,也会产生裂缝。在住宅卧室、起居室、电梯旁的平面形状不规则的部位,有时楼板遇到电梯开洞等位置,楼板的受力情况复杂,来自两方面的应力叠加而产生应力集中。在混凝土楼板的凹角部位就会产生大于混凝土抗拉强度的主拉应力,形成上下贯穿性裂缝。

1.从设计角度探讨现浇楼板发生裂缝的原因

1.1建筑设计方面原因

①平面形状与产生楼板裂缝的关系。当住宅卧室或起居室沿着长度.宽度方向尺寸变化时,由于楼板刚度不一致,会产生不相同的变形。当短边楼板受墙体约束时,在长边跨产生较大变形后,板就会沿着长、宽尺寸交角的薄弱部位开裂,裂缝自凹角开始一直向里,裂缝宽度由角部开始逐步减少直至消失。②住宅平面长度与产生裂缝的关系房屋结构平面超长,由于材料的收缩和温差引起变形影响。会造成墙体连同楼板的横向裂缝。③屋面、外墙节能保温措施不够,四季存在温差,室内室外也存在温差,这是自然现象,而住宅建筑能否适应这种温差,避免此类楼板裂缝的发生,这是设计角度应考虑的问题。有的住宅的屋面不设保温层。有的外墙采用20cm厚混凝土,墙体的内外表面均不做保温或隔热,热工性能差,造成屋面.外墙体在夏季温度急剧上升,加大热胀作用。从裂缝发生的现场实例分析可知,由于屋面热胀和墙面热胀的共同作用,致使产生住宅端部在顶层转角处楼板的45°斜向裂缝,其中顶部裂缝最大,往下逐渐减少,直至消失。当转角处墙面有阳台时,由于刚度大,阻止了外墙的热胀作用力对楼板的影响,因此有阳台的转角楼板就不发生45°夹角裂缝。调查资料又表明,当转角处是烟道.楼板上留有孔洞。外墙受热膨胀产生的拉力传递不到楼板上,因此这时楼板在角端就无裂缝。

1.2结构设计方面原因

①结构设计对温度应力与混凝土收缩应力的控制进行针对性的配筋考虑不够。由于墙板变形(如剪力墙或角端处交角墙板的热胀)牵连楼板,迫使楼板在楼板平面内的拉伸变形考虑不够。按传统的概念在板角支承处或板端支承处增加抵抗负弯矩钢筋的目的,只是考虑到楼板在承重竖向荷载作用下弯曲变形。并没有考虑墙板或边梁(当边梁是带窗台的深梁时)对楼板的影响。因此,有时在端跨的板角虽然增加了负弯矩钢筋或加长了角端的放射形配筋,仍然阻止不了端部单元楼板角端的45°向的裂缝。②结构设计对具有预埋管的楼板在板面裂缝的构造措施上考虑也是不够,例如:PVC电管用多了,甚至在局部节点上还有十字交叉,或是不用接线盒情况,都不利于混凝土楼板发挥整体受力作用。PVC管与混凝土的握固力非常小,PVC管密集部位的楼板就变成了“夹心饼干”,大大降低了板在抗弯时的计算高度。

③对具有开孔的楼板,特别是孔开得比较大的双向板的设计问题;设计时我们往往只考虑楼板在竖向荷载作用下的洞口四周加强配筋(因为纵向的受力钢筋被切断了)。而没考虑到如果周围的支承点上是剪力墙或深梁时,板与墙体或板与梁的变形协调问题。在计算程序上也无法考虑协同工作,这时如墙或梁刚度较大,板的孔边凹角处必然出现应力集中现象,开洞板发生翘曲。对条状建筑由于沉降不均匀,同样会对楼板的受力产生不利影响。

2.从设计角度防止现浇混凝土楼板裂缝发生的对策措施

2.1建筑设计方面考虑的对策

①适当控制建筑物的长度多层住宅一般应控制在不大于55m,高层应控制在不大于,45m较为合适。如果超过此长度,应采取构造措施,设置伸缩缝,超长量不大时,可用留设后浇带等措施,减少楼板混凝土的收缩影响。②外墙与屋面采取保温隔热措施:a.住宅建筑屋面采取保温隔热措施是非常必要的。除设置保温层解决冬冷问题以外,同时在上部增设架空隔热层。通过空气流动,达到隔热降温作用,减少太阳辐射导致屋面结构升温。b.住宅外墙面应采用浅色装修材料,增强热反射,减少对日照热量吸收,同时外墙外表面或内表面设置保温隔热层。屋面和外墙体材料,通过热工计算,使屋面和外墙体的表面根据不同季节均能达到相关规定要求,使内部结构层的温度应力减小。

2.2结构设计方面考虑的对策

①对于建筑物体形平面不规则而产生的裂缝,可在L形或Z字形的凹角单元开间的范围内采取负筋长向与短向拉通方案(也就是有凹角处的楼板采用双层双向配筋),钢筋宜采用小直径小间距;或设置暗梁使之形成较规则的平面。②为防止楼板沿现浇预埋塑料电千方向的楼面裂缝,可采用下列任何一种措施防治:a.在预埋塑料电线管时,必须有一定的措施,塑料管要有支架固定,塑料管在管线交叉通过时,必须采用专门设计的塑料接线盒,防止因塑料管交叉对混凝土板厚度削弱过多。在预埋塑料电线管的上部预埋钢筋网片,可采用钢板网或冷轧带肋钢筋网片φ4×l00mm宽度600mm。b.改进黑铁预埋管性能,采用内壁涂塑黑铁预埋管,一方面既保持了黑铁管(不镀锌钢管)与混凝土的握固力,同时也有利于穿线,不影响混凝土楼板的计算高度。③板厚宜控制在跨度的1/30,最小板厚不宜小于12cm。适当减薄后浇层,最适宜的做法是后浇层与楼板同时浇捣;采用随浇随抹,用机械抹光,在装饰阶段再涂5mm厚专用涂料。

2.3采用热轧带肋钢筋以增强其握固力

对需要严格控制裂缝的部位,建议不用光圆钢筋,全部采用热轧带肋钢筋以增强其握固力。楼板的分布钢筋与构造钢筋宜采用变形钢筋来增强钢筋与现浇混凝土的握固力,特别是小直径的分布筋或构造筋以冷轧扭钢筋来替代光圆钢筋,对控制楼板裂缝的效果明显好转。

2.4构造措施

住宅端部及转角单元在山墙与纵墙交角处,应考虑山墙与纵墙受热变形后楼板能够承受在板平面内汇集在板角向的剪力。较好的构造措施是在端部单元和跨度≥3.9m的楼板中配置双向、双面钢筋;钢筋间距不宜大于150mm,在阳角处钢筋间距不宜大于l00mm,外墙转角处楼板的配筋方向可以平行于墙面方向,也可配成与墙面成45°角方向的钢筋网格。配筋范围应大于板跨的1/3,钢筋间距不宜大于l00mm。楼板上部钢筋与墙体连接均应满足锚固长度的要求。这些钢筋不仅是承受板在角端嵌固在墙中而引起的负弯矩,更重要的是起到了协调两片交角墙体(特别是钢混凝土剪力墙)与板在受到温度变化时的共同作用产生的变形。当现浇钢筋混凝土楼板搁置在边梁上,该端跨支座的负弯矩钢筋也应该在端跨内整跨拉通,以便让墙体变形与楼板变形能通过拉通的负筋逐渐传递到中跨去,这样就协调了三个构件在温度应力作用下的变形。

2.5后浇带处理

住宅建筑长度超过规定的混凝土结构,可设置后浇带。待混凝土早期收缩基本完成后,再浇筑成整体结构,可减少混凝土收缩的影响,又能提高抵抗温度变化的能力。后浇带设置应考虑以下问题:a.后浇带的间距,住宅建筑一般控制在多层不大于55m,高层不大于45m的长度以内,以保证在后浇带划分的区段中混凝土可以较自由地收缩。b.后浇带应设在对结构受力影响较小的部位,一般应从梁.板的1/3跨部位通过或从纵横墙相交的部位或门洞口的连梁处通过。c.后浇带应贯通整个结构的横截面,以将结构划分为几个独立的区段。但不宜直线通过一个开间,以防止受力钢筋在同一个长度的截面内100%有搭接接头。d.梁的主筋可以不断开,使其保持一定的联系。d.后浇带的混凝土浇灌宜在主体结构浇灌后两个月后进行,最早也不得早于40d。使主体混凝土早期收缩完成60%~70%时为宜。

3.结语

裂缝的产生往往是多个原因造成的,但我们只要加以重视,确实加强设计施工工艺的管理,严格按规范规程办事,结合多种预防措施,就可以将裂缝的有害程度尽量降低。

参考文献:

[1]王铁梦.建筑物的裂缝控制[M].上海:上海科技出版社,2009.

[2]李智.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建工出版社,2010.

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