浅谈现浇钢筋混凝土楼板裂缝问题（一）(1)
自20xx年起,苏州市从预制多孔板体系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得多,但是楼板裂缝不断增加。大多数消费者对楼板裂缝缺乏必要常识,统视裂缝为有害,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,开发商和承包商为此的花费亦逐年增长。
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。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。
1.3 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、楼板裂缝形式
2.1 ４５°斜裂缝
该裂缝常出现在墙角,特别是房屋东西两端房间,呈４５°状。
2.2 纵横向裂缝
该裂缝一般出现在跨中、负弯距钢筋端部、ＰＶＣ电线暗管敷埋处。
2.3 长裂缝
一部分房间预埋ＰＶＣ电线管的板面上出现裂缝,裂缝宽度达０．２ｍｍ～０．３ｍｍ左右。这种裂缝仅在楼板表面出现,板底无裂缝。
2.4 不规则裂缝
裂缝出现部位形状无规则,或散状或龟裂状。一般发生在房屋东西两单元、阁楼顶层部位。
3、从设计方面分析裂缝及控制方法
造成现浇钢筋混凝土楼板开裂有设计原因、施工原因、材料原因,本文仅从设计方面进行探讨。随着苏州市经济的快速发展、建设任务增加迅猛,勘察设计队伍亦在迅速扩大,苏州市住宅工程相当一部分是由乙级和丙级设计单位承担。住宅设计单位低资质,或由于设计市场管理的不到位,造成低资格设计人员挂靠设计,而挂靠单位收取一定比例管理费后,就盲目盖章、签字,根本不对图纸的结构安全、合理性、完整性等认真审核。结果是一部分住宅工程勘察设计质量低下,问题较多。另一个原因是,一些住宅开发商任意压价,片面降低勘察设计费,以收费最低为主要条件选择勘察设计单位,同时又不讲合理设计时间,限期开工,逼迫提前出图,造成施工图设计深度不够,问题必然较多。
3.1 建筑设计方面原因
3.1.1 斜屋面、露台、外墙节能保温措施不够
苏州市一年之内气温变化较大,夏季最高温度可达４０℃以上,冬季温度最低可达-４℃～-７℃,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。
目前与温度有关的裂缝计算公式有:
连续式约束条件下楼板、长板、剪力墙、大底板等最大约束应力计算公式:
σ＊ｘｍａｘ＝－ＥａＴ１－１ｃｈβＬ２Ｈ（ｔ，τ） （１）
或按时间增量的计算公式:
σ＊ｘｍａｘ＝∑ｎｉ＝１Δσｉ＝-ａ１－ｕ∑ｎｉ＝１１－１ｃｈβｉＬ２ΔＴｉε ｉ （ｔ）Ｈ（ｔ，τ） （２）
当应力超过混凝土的抗拉强度时,可求出裂缝间距:
Ｌｍａｘ＝２ＥＨＣｘａｒｃｃｈａＴａＴ－εｐ （３）
Ｌ＝１．５ＥＨＣｘａｒｃｃｈａＴａＴ－εｐ （４）
Ｌｍｉｎ＝１２Ｌｍａｘ （５）
式中,Ｔ-包含水化热、气温差及收缩当量温差。同号叠加,异号取差,由此可见,夏天炎热季节浇筑混凝土到秋冬冷缩都是叠加的,拉应力较大;
Ｈ（ｔ,τ）-松弛系数。在保温保湿养护条件下(缓慢降温即缓慢收缩),松弛系数取０．３或０．５,当寒潮袭击或激烈干燥时,松弛系数取０．８,应力接近弹性应力,容易开裂;
Ｔ＝Ｔ１+Ｔ２+Ｔ３（Ｔ１为水化热温差、Ｔ２为气温差、Ｔ３为收缩当量差,取代数和）;
εｐ-混凝土的极限拉伸。级配不良,养护不佳,取０．５×１０-４～０．８×１０-４;正常级配,一般养护,取１．０×１０-４～１．５×１０-４;级配良好,养护优良,取２×１０-４;配筋合理(细一些,密一些),可提高极限拉伸２０%～４０%。构造配筋宜为０．３%～０．５%;
Ｈ-均拉层厚度(强约束区);
Ｅ-混凝土弹性模量;
Ｃｘ-水平约束系数;
ｃｈ、ａｒｃｃｈ-双曲余弦及双曲余弦反函数;
ａ-线膨胀系数,一般情况εｐ≤｜ａＴ｜,当εｐ≥｜ａＴ｜时取εｐ＝｜ａＴ｜,［Ｌ］→∞。
裂缝开展宽度:
δｆ＝２ψＥＨＣｘａＴｔｈβＬ２ （６）
δｆｍａｘ＝２ψＥＨＣｘａＴｔｈβＬｍａｘ２ （７）
δｆ＝２ψＥＨＣｘａＴｔｈβＬｍｉｎ２ （８）
β＝ＣｘＥＨ （９）
式中,ψ-裂缝宽度经验系数;
Ｃｘ-约束系数。
3.1.2 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。
3.1.3 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。
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