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分析结构设计中现浇钢筋混凝土出现问题及相关措施

施锦华
摘要：本文结合自身的工作经验从建筑结构设计的角度对现浇钢筋混凝土楼板裂缝的产生原因和控制措施进行分析。
关键词：钢筋混凝土结构；楼板裂缝；裂缝控制措施
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、屋面层和二层楼层的楼板。
1.2结构裂缝。浇楼板承载力均能满足设计的承载能力及正常使用能力的要求，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45º斜裂缝.板端负弯矩较大处的板面裂缝构造裂缝及PVC穿线管处混凝土厚度减薄，容易出现裂缝。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
2.1 450斜裂缝。该裂缝常出现在墙角，特别是房屋东西两端房间，呈45º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穿线管暗敷埋处。
2.3长裂缝。一部分房间预埋PVC穿线管的板面、板底出现裂缝，裂缝宽度达0.2~0.3mm左右。
3从设计方面分析裂缝产生的原因
造成现浇钢筋混凝土楼板开裂的原因较多：有设计原因、施工原因、材料原因等.本文仅从设计方面进行探讨
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。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缝。
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，砼收缩、温度作用影响很小。
3.2结构设计方面原因
(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，不产生破坏时过大变形。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)从钢筋混凝土现浇楼板各种受力体系分析
无论是按单向板设计还是按双向板设计，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钢筋混凝土梁上或剪力墙内，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。
(3)目前不少设计人员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。部分设计人员对构造配筋、放射筋设置不重视或不合理，薄弱环节无加强筋。
(4)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穿线管越来越多，甚至有些部位3根交错叠放，2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。
4从设计方面采取裂缝控制措施
4.1建筑设计控制措施
(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/(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。
(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》(B50003-2001)，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50，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。
(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。
4.2结构设计控制措施
(1)楼板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。
(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80mm)。有交叉管线时板厚不宜小于120mm 。
(3)楼板配筋宜采用热轧带肋钢筋或冷轧带肋钢筋以增加其握裹力，不宜采用光圆钢筋。分布钢筋与构造钢筋宜采用变形钢筋来增加与现浇混凝土的握裹力，对控制楼板裂缝的效果较好。
(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。对连续板不宜采用分离式配筋，宜采用上、下两层连续式配筋；洞口处应配加强筋。
(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，跨度≥3.9m的楼板钢筋间距不宜大于150mm。跨度＜3.9m的现浇楼板上层且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,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。
(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。
(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2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。在预埋电线管上部无上层筋时应配置钢筋网片(8@150mm宽度300mm)。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。
(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跨部位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800~ 1000mm,板和墙钢筋搭接长度应不低于45d(d为钢筋直径)，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45d。
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。后浇带混凝土强度等级比原混凝土强度等级提高一级，且采用微膨胀混凝土，以防止新老混凝土界面产生裂缝。
5结语
现浇钢筋混凝土楼板裂缝是工程结构设计常见的质量通病，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，才能从设计角度大大减少现浇钢筋混凝土楼板产生裂缝的可能。

-全文完-