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从楼板裂缝成因分析控制措施

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0.前言

自2001年起,预制多孔板体系逐渐转化为商品混凝土现浇板体系。现浇钢筋混凝土楼板在结构安全和使用功能方面比预制板优越,但楼板裂缝问题却频频出现。大多数消费者对楼板裂缝缺乏必要常识,担心楼板裂缝会引起建筑物倒塌,反应极为敏感,近年来成为投诉热点,开发商为此的花费亦逐年增长。

1.楼板裂缝成因

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混凝土收缩裂缝

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。

1.3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结构裂缝。例如:墙角应力集中处的45°斜裂缝,板端负弯矩较大处的板面裂缝等。

1.4构造裂缝

PVC敷埋管处混凝土厚度局部减薄,容易出现裂缝。

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、露台如果未设保温层,顶层楼板会因热胀冷缩而引起开裂。

2.1.2住宅长度超长。住宅平面布置过长时,由于温差和材料变形,造成墙体和楼板横向开裂。

2.1.3平面形状。住宅平面形状不规则时,由于楼板纵横刚度不一致,引起薄弱向楼板开裂。

2.2结构设计方面原因

2.2.1近代结构的设计原则是,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,以结构内力超过其承载能力为依据。②正常使用极限状态,以结构的变形、裂缝超过设计允许的限值为依据。目前人们对第一极限状态已给于足够重视并严格执行,而对第二种极限状态却经常忽视。

2.2.2从钢筋混凝土现浇楼板各种受力体系分析,无论是按单向板还是按双向板设计,是单跨还是多跨连续板设计;无论是板端支承在砖墙上还是支承在过梁或剪力墙内,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设计时只按单向板计算方法来设计配置楼板钢筋,支座处仅设置分离式负弯矩钢筋。由于计算受力与实际受力情况不符,单向高强钢筋或粗钢筋使混凝土楼面抗拉能力不均,局部较弱处易产生裂缝。再者,对构造配筋、放射筋设置不重视或不合理,薄弱环节无加强筋。

2.2.4设计时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,甚至有些部位交错叠放。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。

2.2.5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,屋面设保温隔热层,使屋面的传热系数≤1.0W/・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,在不同季节均应能达到《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的要求,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》(GB50010-2010)和《砌体结构设计规范》(GB50003-2001),为避免结构因温度收缩应力引起的开裂,宜设置伸缩缝,伸缩缝间距为30m~50m。多层住宅建筑控制长度不大于50m,高层应控制在45m以内。如果超过此长度且超长量不大时,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。如温度变形、收缩变形、基础不均匀沉降变形等,此类因变形引起的裂缝几乎占到全部裂缝的80%以上。在变形作用下,结构抗力取决于混凝土的抗拉性能,当抗拉应力超过设计强度时,应验算裂缝间距,再根据裂缝间距验算裂缝宽度。

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110mm(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与现浇混凝土的握裹力,对控制楼板裂缝有较好的效果。

2.4.4设计时构造钢筋的布置十分重要,它对构造抗裂影响很大。对连续板不宜采用分离式配筋,应采用上、下两层连续式配筋;洞口处配加强筋。

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。外墙转角处应设置放射钢筋,配筋范围应大于板跨的1/3,且长度不小于2.0m,每一转角处放射钢筋数量不少于7根,钢筋间距不宜大于100mm。

2.4.6现浇楼板的混凝土强度不宜大于C30,特殊情况须采用高强度混凝土或高强度水泥时,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。在预埋电线管上部应配置钢筋网片,(4@100mm宽度600mm)。若用铁管作为预埋管时,宜采用内壁涂塑黑铁管,一方面既能保证黑铁管(不镀锌钢管)与混凝土的粘结力,同时也有利于穿线和不影响混凝土的计算高度。

2.4.8后浇带处理

(1)后浇带应设置在对结构受力影响较小部位,一般应从梁、板的1/3跨处通过或从纵横相交部位或门洞口的连梁处通过。后浇带间距不宜超过30m。

(2)后浇带宽度为700mm~1000mm,板和墙钢筋搭接长度应不低于45d,且同一截面受力筋搭接不超过50%。梁、板主筋不宜断开,使其保持一定联系性。

(3)后浇带浇筑时间不宜过早,以能将混凝土总降温及收缩变形完成一半以上时间为佳。从目前混凝土的收缩量来看,估计3~6月方能取得明显效果,最短不少于45天。

(4)后浇带中垃圾应清理干净,接缝应密实,新老混凝土界面用1:1水泥砂浆接浆。后浇带混凝土强度比原混凝土强度提高一级,且采用微膨胀混凝土,以防止新老混凝土界面产生裂缝。

(5)后浇带混凝土接缝宜设置企口缝,混凝土浇筑温度尽量与原老混凝土浇筑时温度一致。

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。