摘要:对现浇钢筋混凝土楼板易出现裂缝的问题,从建筑结构设计方面对产生裂缝的各种因素进行了探讨,并提出了在设计过程中进行裂缝控制的建议和方法。
关键词:钢筋混凝土楼板;裂缝;建筑设计;结构设计
1楼板裂缝种类
1.1 温差裂缝
由于温度变化,混凝土热胀冷缩而形成的裂缝,此类裂缝一般集中在东西单元的房间、屋面层和上部楼层的楼板。
1.2 结构裂缝
虽然现浇楼板承载力均能满足设计要求,但由于预制多孔板改为现浇板后,墙体刚度相对增大,楼板刚度相对减弱。因此在一些薄弱部位和截面突变处,往往容易产生一些结构性裂缝。
1.3 构造裂缝
PVC管处混凝土厚度减薄,容易出现裂缝。
1.4 收缩裂缝
混凝土在塑性收缩、硬化收缩、碳化收缩、失水收缩过程中易形成各种收缩裂缝。
2从设计方面分析裂缝及控制方法
2.1建筑设计方面原因
2.1.1 斜屋面、露台、外墙节能保温措施不够。由于夏天室外墙体温度高于室内温度,结构外墙面在高温下发生受热膨胀,如果未采取保温措施,在纵横两外墙面的变形对楼板产生牵拉作用下,东西单元的卧室楼板被外墙向外拉伸就容易引起裂缝。同样,屋面如果未设保温层,顶层楼板会因热胀冷缩而引起开裂。
2.1.2 住宅长度超长。住宅平面超长,由于温差和材料变形,会造成墙体和楼板横向开裂。仅就长度而言,结构长度与应力呈非线性关系,如结构长度小于规范要求,结构内力影响很小。
2.1.3 平面形状。当住宅卧室沿长度、宽度方向尺寸变化,由于楼板刚度不一致,会产生不相同变形,引起薄弱部位开裂。
2.2 结构设计方面原因
2.2.1 结构的设计原则是,整个建筑结构的功能必须满足两种状态的要求:①承载力极限状态,以保证结构不产生破坏,不失去平衡,不产生破坏时过大变形,不失去稳定。②正常使用极限状态,以确保结构不产生超过正常使用状态的变形、裂缝及耐久性、振动及其它影响使用的极限状态。目前人们对第一极限状态已给予足够重视并严格执行,而对第二种极限状态却经常被忽视。
2.2.2 从钢筋混凝土现浇楼板各种受力体系分析,受力状态考虑都是局限于楼板平面的应力变化(按弯矩配置抵抗正、负弯矩的受力钢筋)、板平面的受剪变形。即使是考虑板端嵌固端节点产生弯矩,也只是考虑板平面弯曲或屈曲所产生的应力。在楼板受力体系分析时,对于现浇结构构件之间在三维空间中如何分配内力、协调变形,根本没有考虑。
2.2.3 结构设计对板内布线引起裂缝的构造考虑不够。住宅电器、电信快速发展的今日,现浇楼板内暗敷PVC电线管越来越多,甚至有些部位三根交错叠放,两根管交错叠放更为普遍。PVC管错叠处板的抗弯高度大大降低,从而减弱了板的抗弯性能。
2.2.4 对开口楼板,特别是开洞口比较大的双向板,设计时往往只考虑楼板在竖向荷载作用下的洞口四周加强配筋。由于纵向的受力钢筋被切断,而忽视了板与墙体或板与梁的变形协调问题。这时如墙或梁的刚度较大,板的孔边凹角处未必出现应力集中现象,开洞板易发生翘曲。
2.3 建筑设计控制措施
2.3.1 屋面与外墙采取保温措施按照国外建筑设计常规的做法,屋面设保温隔热层,使屋面的传热系数≤1.0W/m2・K;外墙外表面或内表面相应设置保温隔热层,同时外墙面宜采用浅色装饰材料,增强热反射,减少对日照热量吸收。屋面和外墙的保温设计应通过热工计算,彻底解决温度应力对屋面和墙体的破坏。
2.3.2 适当控制建筑物长度根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)和《砌体结构设计规范》(GB50003-2001),为避免结构由于温度收缩应力引起的开裂,宜采取设置伸缩缝,伸缩缝间距为30～50m。多层住宅建筑控制长度建议不大于50m,高层应控制在45m以内。如果超过此长度,应设置伸缩缝。超长量不大时,可采用设置后浇带的方法,以减少混凝土楼板收缩开裂。
2.3.3 住宅平面形状控制住宅平面宜规则,避免平面形状突变。当楼板平面形状不规则时,宜设置梁使之形成较规则平面。当平面有凹口时,凹口周边楼板的配筋宜适当加强。
2.4 结构设计控制措施
2.4.1 工程裂缝产生的主要原因是混凝土的变形。
2.4.2 现浇板板厚宜控制在跨度的1/30,最小板厚不宜小于100mm(厨房、浴厕、阳台板最小厚度不小于90mm)。有交叉管线时板厚不宜小于120mm。
2.4.3 楼板宜采用热轧带肋钢筋以增加其握裹力,不宜采用光圆钢筋。
2.4.4 设计时注意构造钢筋的布置十分重要,它对构造抗裂影响很大。
2.4.5 屋面层阳角处、东西单元房间和跨度≥3.9m时,应设置双层双向钢筋,阳角处钢筋间距不宜大于100mm,跨度≥3.9m的楼板钢筋间距不宜大于150mm。跨度<3.9m的现浇楼板上面负弯矩钢筋应一隔一拉通。
2.4.6 现浇楼板的混凝土强度等级不宜大于C30,特殊情况须采用高强度等级混凝土或高强度等级水泥时,要考虑采用低水化热的水泥和加强浇水养护,便于混凝土凝固时的水化热释放。
2.4.7 在预埋PVC电线管时,必须有一定的措施,PVC管要有支架固定,严禁两根管线交叉叠放,确须交叉时应采用专门设计的塑料接线盒,以防止塑料管在管线交叉对混凝土厚度削弱过多。
3结语
现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程常见的质量通病,只有在设计过程中针对各影响因素考虑全面、细致,严格遵守设计规范,才能大大减少现浇钢筋混凝土楼板产生裂缝的可能。
参考文献:
[1]GB5010-2002 混凝土结构设计规范[S].
[2]GB5003-2001 砌体结构设计规范[S].