房屋建筑结构板裂缝分析与控制

更新时间:2024-04-17 作者:用户投稿原创标记本站原创
随着经济与文化的发展,建筑物结构体系演化成为建筑界一个重要和经典的课题。从过去的木结构,到现在盛行的钢筋混凝土、钢结构等等。现代建筑结构形式主要表现为钢筋混凝土结构,而现浇结构产生的裂缝屡见不鲜,不少买房者进驻装修或装修后入住投诉。本文以一工程实例现浇板裂缝产生的现象进行原因分析,并提出预防裂缝的方法。
【关键词】现浇结构楼面板裂缝成因分析控制
【正文】
20世纪80年代以来,传统的预制板逐渐被现浇板所取代,现浇结构能使房屋的整体性、抵抗地基基础不均匀沉降性和结构安全性大大提高,随之而来的楼板裂缝也常常令买房者头疼,他们担心楼板裂缝会影响结构安全;不少开发商也为此类投诉伤透脑筋,竣工交付后一两年内的房屋表现尤为明显。
裂缝主要表现为由荷载引起的裂缝和由变形引起的裂缝两大类: 第一种类型,荷载引起的裂缝可通过计算,将裂缝宽度控制在规范允许范围之内(由于钢筋混凝土结构计算的假定就是建立在允许结构出现裂缝、混凝土仅受压,拉力由钢筋来承担的理论基础上,因此除特殊结构外,是允许出现裂缝的,但裂缝允许宽度通常情况下小于0.3mm) 。第二种类型,变形引起的裂缝(如温度、收缩、不均匀沉降、施工裂缝等)因情况复杂、计算困难,只能通过构造来减少裂缝的产生,如设温度变形缝、作保温隔热层等。

一、工程实例的裂缝表现形式

某小区二期住宅楼共计7幢,3幢多层,砖混结构,五层(五层为复式结构),层高16.5米;5幢小高层,框架剪力墙结构,十层(十层为复式结构),层高31.6米。楼面板均为现浇板,板厚100~120mm不等;混凝土强度等级C20~C25,楼板与梁连接处均配负筋,无伸缩缝,多层房屋单体长度60米,基础采用独立基础,局部抗拔桩;小高层基础为桩基。工程于2007年9月陆续竣工交付。竣工验收时,尚未发现明显的裂缝现象;住户装修时,发现楼板裂缝逐步明显。经现场勘察发现,7幢房屋近35%存在裂缝,部分存在贯通裂缝,其缝宽一般在0.2~0.5mm。主要表现为 如下几个特征:
1、多层房屋板面裂缝多发生在建筑物的两端跨(东、西两套房尤为常见);
2、板面裂缝在各楼层均可能出现,多层住宅从二层开始到顶层的同一单元套内客厅较明显,小高层住宅从顶层开始到下部2 /3的楼层范围内各层均有;
3、板面裂缝多出现四角板角呈45°夹角(小高层表现突出);
4、板面裂缝呈三种类型:(1)表面细微裂缝小于0.13mm;(2)表面裂缝宽度大于0.3mm,但上下不贯通;(3)裂缝呈上下贯通。

二、裂缝原因分析:

1、温度应力引起的裂缝
房屋所在地区地处亚热带,年平均温度24℃左右,夏季温度比较高,极端最高可达38 - 39 ℃,而建筑物表面温度可达50℃左右。
建筑(构筑)物在高温影响下,会产生热胀冷缩变形,使混凝土内部出现拉应力,当应力超过混凝土的抗拉强度时,便出现裂缝。因楼板的上下面均有墙体支撑的约束,造成四角板450裂缝是上下贯通的,破坏结构的整体性。
2、混凝土收缩引起的裂缝
混凝土浇捣后,其在硬化过程中和硬化后,由于水分的消失,或混凝土较长时间暴露在干燥空气中不加养护,同时,砂石级配差,石子太细、粗骨料中的石粉含量过大, 配合比不良,用水量或水泥用量太多等,都会增加混凝土的干缩率导致混凝土产生收缩并引起裂缝。另外,由于预埋PVC管与混凝土之间无粘结力,当混凝土收缩时,楼板内PVC管断面的薄弱部位也会产生裂缝。
3、 商品混凝土通病
现在多层及高层住宅大量使用泵送商品混凝土,与普通自拌混凝土相比,在泵送商品混凝土构造成分中, (1)大量使用早强水泥且水泥浆乃是增加;(2)含砂率由普通自拌混凝土的35~36%增加到42~45%; (3)粗骨料粒径比自拌混凝土偏小;(4)水灰比和坍落度增加(丽水地区商品混凝土坍落度一般在150以上,甚至达到200) ;(5)粉煤灰的掺量过多(通常达水泥用量15%以上),且粉煤灰质量大部分未达到二级标准。
4、施工因素引起的裂缝
(1)商品混凝土在运输过程中各种因素造成坍落度损失,使商品混凝土泵送产生困难,施工人员对商品混凝土特性了解不足,时有发生在浇捣时擅自加水来增加坍落度,使整个商品混凝土配合发生变化,造成楼板的开裂。
(2)施工中混凝土早振和过振现象普遍存在,造成粗细骨料分离,梁、板有效高度降低,导致梁板开裂。
(3)配筋和楼板厚度达不到设计要求
施工中,由于钢筋配置不符合设计要求、钢筋间距偏大和楼板厚度不符合设计要求,均会导致楼板开裂。严重时,由于施工中擅自减小配筋量,则会引起构件的安全问题。
(4)钢筋保护层偏大
施工浇筑混凝土时未铺设架板,施工人员在钢筋上踩踏,致使上层钢筋的保护层厚度偏大,引起板面开裂。特别是负弯矩钢筋没有通长配置时,裂缝往往会出现在负弯矩钢筋的端部,沿板边缘近似成直线发展。
(5)其它施工裂缝,如混凝土养护不到位、模板刚度不足、拆模时间太早、楼板厚度以及板面负筋踩踏,雨天照样浇筑混凝土等,都会导致梁板开裂。
5、设计方面原因
(1)单体长度
许多设计人员在设计时单体长度过长,结构设计师未考虑设置伸缩缝(后浇带);另外,建筑设计师出于建筑外立面造型,又顾及采光需要,单体布置凹凸较多,即转角也越多,这些转角处应力集中形成薄弱部位,一受到混凝土收缩及温差变化易产生收缩裂缝。收缩裂缝往往出现在收缩应力集中的薄弱截面上,在建筑设计中,一般只注重建筑功能而忽视建筑结构问题。如建筑平面不规则,而结构设计时又没有采取加强措施,在凹凸角处容易产生温度应力和收缩应力集中,从而造成板开裂。
(2)楼板配筋
板配筋间距偏大,特别是板面抵抗负弯矩的钢筋未通长设置,致使在靠近板边缘处沿负弯矩筋端部出现裂缝。而在房屋角部的板角处,双向板由于收缩是双向的,由于没有配置足够的构造钢筋,因此产生450斜裂缝。
(3)楼板厚度
钢筋混凝土构件的受力是由钢筋与混凝源于:论文结论www.808so.com
同承担的,现浇混凝土楼板过薄,板的刚度势必降低,受拉钢筋和受压混凝土应力增大也导致板开裂。
(4)楼板中暗埋PVC管
由于楼板较薄,因此在埋有PVC管线处楼板截面削弱很大,而楼板跨中部位一般只有一层下部钢筋,容易出现顺着PVC管线走向的裂缝,如我们发现板中部的通长裂缝经常从灯头处穿过。而板角未设置放射钢筋,板表面未设置温度收缩钢筋,板的最小厚度未考虑楼板中大量预埋管线从楼板中穿过的影响等。
上述原因造成楼板裂缝是施工过程无法弥补的,应该引起设计人员的足够重视。

三、裂缝防治措施

根据对上述裂缝产生原因的分析,结合现场多年管理经验,我认为裂缝的控制应通过材料、施工、设计等多个方面来有效控制裂缝的产生。
1、材料措施
适当提高材料的抗裂能力和材料的收缩能力,配置混凝土所用的水泥,尽量避免使用收缩性较大的矿渣水泥,应采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。减少水灰比,混凝土所用的骨料应控制其含泥量和级配,因为含泥量太大会使混凝土的“干”缩性增加。另外,可考虑加入一些外加剂,如膨胀剂、减水剂、粉煤灰等,也可掺入纤维等抗裂材料,以增强混凝土的抗裂性能。同时,可适当提高混凝土的强度等级 ,尽量减小钢筋的直径,加密钢筋间距等,这些都是防止楼板产生裂缝的有效措施。

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