论文部分内容阅读
【摘要】导致现浇钢混楼板开裂的成因众多，如温度应力、塑性收缩、干燥收缩又或是结构设计时的平面结构设计不够规整、配筋设计不够合理、预埋管线布设不够规范等，均会直接或间接的致使钢混楼板出现开裂，影响到建筑的长久安全使用。本文从结构设计角度就造成现浇钢混楼板开裂的诸多成因与有效控制举措展开全面探讨，以期能够为此类质量缺陷的有效规避提供帮助。
【关键词】结构设计;现浇钢混楼板;楼板开裂
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.052
1、从结构设计角度谈楼板开裂的成因
1.1平面结构设计不规整
现代建筑越来越追求多元化、个性化，对户型结构也要求各具特色，有的平面结构设计过于追求外形新颖，突出个人视觉感官，长宽比例不协调，而结构长度与应力主要呈现非线性关系，如果未充分考虑混凝土温度应力、收缩变形与建筑结构长度的关系，对于长度加大的房屋未按要求进行伸缩缝的布置，往往就会造成楼板薄弱部位出现开裂，尤其对过于凹凸、狭长等不规则的结构，容易产生应力的不稳定、不平衡而导致开裂。
1.2建筑保温设计不到位
在斜屋面、建筑外墙以及露台等的设计时，如若墙面保温设计考虑不到位，就会导致建筑结构外墙面因夏季或冬季较大的室内外温差而出现一定的形变并对楼板形成牵拉作用，从而导致楼板出现不同程度的拉裂。同时，如若顶楼屋面保温设计不到位，也会导致顶层楼板在热胀冷缩的作用下出现开裂问题。
1.3极限状态考虑不充分
建筑结构设计的基本原则应确保整体建筑结构在功能上必须满足两种承载状态要求：一是，承载力极限状态下，能够确保建筑结构或构件不发生破坏、不产生失衡，确保建筑结构的牢靠、稳定。二是，正常使用极限状态下，能够保证建筑结构不会因超出正常使用状态而出现变形、裂缝、扭曲、拉伸、振动等影响使用的极限状态。但在实际的设计中，人们多注重承载力极限状态的情况，而忽视了正常使用极限状态的情况。
1.4钢筋配置设计不合理
部分设计人员仅按单向板进行楼板钢筋的配置设计，对于支座位置按照负弯矩钢筋进行设置，以致楼板实际受力与设计存在差异，不同位置处的混凝土楼板面承受的抗拉能力也存在一定差异，就会导致个别部位产生裂缝。另外，还有一些设计人员忽视了对结构配筋、放射筋的配置，如洞口处、平面凹口等位置的薄弱环节，没有增加配筋设计。
1.5预埋管线布设不规范
随着数字化、智能化设施设备在建筑工程中的广泛应用，钢混楼板中将设计更多的PVC管线，或者预留一些端口。在相对狭小面积的楼板里，穿插预埋管线的增多以及管线直径的增大，或是管线布设交叉、重叠过多，均会在一定程度上削弱局部混凝土的截面厚度，造成楼板受力不均、应力集中，对楼板抗弯性能产生影响从而导致楼板出现裂缝。
2、从结构设计角度谈楼板开裂的规避
2.1规范建筑平面设计
在进行建筑结构设计时，须严格依照城市建设和周边环境，合理确定建筑物的总体布局、建筑规模、平面形式、使用功能等，注重考虑平面和立体的协调性，既保持现代设计，又有丰富、完整、统一又略显个性的视觉感观，以满足建筑功能使用和空间层次组织。另外，还须严格依据混凝土结构及砌体结构的相关设计规范，对于多层建筑长度>50m，高层建筑长度>45m的，应按要求进行伸缩缝设置，伸缩缝间距通常为30～50m，以有效避免因混凝土温差应力或收缩应力而导致的楼板开裂。
2.2做好建筑保温设计
对于建筑外墙、屋面须严格依照混凝土结构及砌体结构的设计规范进行保温层设计，以确保屋面传热系数不得超过1.0W/（m2·K）;同时，于建筑外墻的内或外表面按要求进行保温隔热层设置，且建筑外墙外表面应以浅色装饰为主，以增强对光的反射能量，减弱对热量的吸收能力，从而最大限度避免夏季高温时外墙热胀冷缩而导致的楼板开裂问题。
2.3确保钢筋配置合理
建筑楼板结构宜采用冷轧带肋钢筋，以有效增加混凝土抵抗钢筋滑移能力。另外，对于发挥维护、拉结和分布作用的构造钢筋，以及与受力钢筋垂直配置的分布钢筋均宜采用变形钢筋。配筋时要充分考虑弯力、剪力以及扭力等参数，对于楼板洞口处承受荷载有限，需要配加强筋;连续板不仅需要配置受力钢筋，还需要增加配置钢筋网片的收缩温度筋;在布置由预埋管线的上方如果没有配置上层筋，则需要按要求配置相应规格的钢筋网片;屋面层阳角、外廊、东西单元房间，以及跨度>3.9m的建筑楼板，需要按要求设置两层正反双向钢筋，即在底板和面板的X和Y方向都需要配置钢筋，且阳角位置钢筋的布置距离应<10㎝，跨度>3.9m的建筑楼板钢筋布置的间距应<15㎝。另外，对于建筑外墙转角位应位置应力较为集中，须在楼板跨度1/3的范围内布置放射钢筋，每个转角位置所布置的钢筋数量应≥7根，钢筋布置的距离应≤10㎝。此外，在确保配筋率相同的前提下，优先使用小直径钢筋，缩短钢筋布置间距，也可显著提升钢混楼板的抗裂能力。
2.4严把混凝土结构设计
首先，建筑混凝土设计标号适中即可，不需要刻意追求高强度、高等级，尤其对于现浇楼板的混凝土强度等级不宜超过C30，若情况特殊而不得不采用强度等级较高的混凝土时，需要注意水泥品种和质量，并优先考虑采用低水化热水泥，严禁使用不能选择硅酸盐水泥和火山灰水泥。同时，在浇筑后要做好养护工作，一般是覆盖或者间断性淋水等方式，始终保持水湿状态和恒温状态，确保混凝土表面和内部温差变化不大，以最大限度减少因水泥水化热及内外温差而导致的楼板混凝土开裂。
2.5控制现浇楼板厚度
现浇楼板结构的厚度不能超过跨度的1/30，除厨房、阳台、浴室、卫生间等位置处楼板的厚度不得低于90㎜外，其他部位最小楼板的厚度不能低于110mm，否则就会因抗力不足而导致楼板开裂。此外，在水电管线的预埋位置处，极易在沿管线方向处出现裂缝，因此，对于穿插管线较多的楼板，要适当予以增加厚度。此外，预埋PVC线管时，要用支架固定好，在两根以上管线交叉重叠时，要配置专用接线盒。
结语：
现浇钢混楼板开裂作为一种常见质量通病，其所致成因众多，除了施工作业时的质量把控不到位以及后期的维养不到位外，结构设计是否规范也是造成楼板开裂的重要因素。因此，务必要充分重视结构设计质量，严格依循结构设计规范、标准开展相应设计，确保设计成果科学、合理、规范、完善，以此规避因设计不当所致的楼板开裂。
参考文献：
[1]刘有军，董桂红，王纪伟.某钢-混结构楼板在荷载试验下的裂缝分析[J].价值工程，2019，38（17）：121-124.
[2]蓝彬彬.浅析房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略[J].居舍，2019（15）：89.
[3]黄剑.武警部队营房现浇钢筋混凝土楼板非荷载裂缝问题研究[D].西安建筑科技大学，2009.
【关键词】结构设计;现浇钢混楼板;楼板开裂
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.052
1、从结构设计角度谈楼板开裂的成因
1.1平面结构设计不规整
现代建筑越来越追求多元化、个性化，对户型结构也要求各具特色，有的平面结构设计过于追求外形新颖，突出个人视觉感官，长宽比例不协调，而结构长度与应力主要呈现非线性关系，如果未充分考虑混凝土温度应力、收缩变形与建筑结构长度的关系，对于长度加大的房屋未按要求进行伸缩缝的布置，往往就会造成楼板薄弱部位出现开裂，尤其对过于凹凸、狭长等不规则的结构，容易产生应力的不稳定、不平衡而导致开裂。
1.2建筑保温设计不到位
在斜屋面、建筑外墙以及露台等的设计时，如若墙面保温设计考虑不到位，就会导致建筑结构外墙面因夏季或冬季较大的室内外温差而出现一定的形变并对楼板形成牵拉作用，从而导致楼板出现不同程度的拉裂。同时，如若顶楼屋面保温设计不到位，也会导致顶层楼板在热胀冷缩的作用下出现开裂问题。
1.3极限状态考虑不充分
建筑结构设计的基本原则应确保整体建筑结构在功能上必须满足两种承载状态要求：一是，承载力极限状态下，能够确保建筑结构或构件不发生破坏、不产生失衡，确保建筑结构的牢靠、稳定。二是，正常使用极限状态下，能够保证建筑结构不会因超出正常使用状态而出现变形、裂缝、扭曲、拉伸、振动等影响使用的极限状态。但在实际的设计中，人们多注重承载力极限状态的情况，而忽视了正常使用极限状态的情况。
1.4钢筋配置设计不合理
部分设计人员仅按单向板进行楼板钢筋的配置设计，对于支座位置按照负弯矩钢筋进行设置，以致楼板实际受力与设计存在差异，不同位置处的混凝土楼板面承受的抗拉能力也存在一定差异，就会导致个别部位产生裂缝。另外，还有一些设计人员忽视了对结构配筋、放射筋的配置，如洞口处、平面凹口等位置的薄弱环节，没有增加配筋设计。
1.5预埋管线布设不规范
随着数字化、智能化设施设备在建筑工程中的广泛应用，钢混楼板中将设计更多的PVC管线，或者预留一些端口。在相对狭小面积的楼板里，穿插预埋管线的增多以及管线直径的增大，或是管线布设交叉、重叠过多，均会在一定程度上削弱局部混凝土的截面厚度，造成楼板受力不均、应力集中，对楼板抗弯性能产生影响从而导致楼板出现裂缝。
2、从结构设计角度谈楼板开裂的规避
2.1规范建筑平面设计
在进行建筑结构设计时，须严格依照城市建设和周边环境，合理确定建筑物的总体布局、建筑规模、平面形式、使用功能等，注重考虑平面和立体的协调性，既保持现代设计，又有丰富、完整、统一又略显个性的视觉感观，以满足建筑功能使用和空间层次组织。另外，还须严格依据混凝土结构及砌体结构的相关设计规范，对于多层建筑长度>50m，高层建筑长度>45m的，应按要求进行伸缩缝设置，伸缩缝间距通常为30～50m，以有效避免因混凝土温差应力或收缩应力而导致的楼板开裂。
2.2做好建筑保温设计
对于建筑外墙、屋面须严格依照混凝土结构及砌体结构的设计规范进行保温层设计，以确保屋面传热系数不得超过1.0W/（m2·K）;同时，于建筑外墻的内或外表面按要求进行保温隔热层设置，且建筑外墙外表面应以浅色装饰为主，以增强对光的反射能量，减弱对热量的吸收能力，从而最大限度避免夏季高温时外墙热胀冷缩而导致的楼板开裂问题。
2.3确保钢筋配置合理
建筑楼板结构宜采用冷轧带肋钢筋，以有效增加混凝土抵抗钢筋滑移能力。另外，对于发挥维护、拉结和分布作用的构造钢筋，以及与受力钢筋垂直配置的分布钢筋均宜采用变形钢筋。配筋时要充分考虑弯力、剪力以及扭力等参数，对于楼板洞口处承受荷载有限，需要配加强筋;连续板不仅需要配置受力钢筋，还需要增加配置钢筋网片的收缩温度筋;在布置由预埋管线的上方如果没有配置上层筋，则需要按要求配置相应规格的钢筋网片;屋面层阳角、外廊、东西单元房间，以及跨度>3.9m的建筑楼板，需要按要求设置两层正反双向钢筋，即在底板和面板的X和Y方向都需要配置钢筋，且阳角位置钢筋的布置距离应<10㎝，跨度>3.9m的建筑楼板钢筋布置的间距应<15㎝。另外，对于建筑外墙转角位应位置应力较为集中，须在楼板跨度1/3的范围内布置放射钢筋，每个转角位置所布置的钢筋数量应≥7根，钢筋布置的距离应≤10㎝。此外，在确保配筋率相同的前提下，优先使用小直径钢筋，缩短钢筋布置间距，也可显著提升钢混楼板的抗裂能力。
2.4严把混凝土结构设计
首先，建筑混凝土设计标号适中即可，不需要刻意追求高强度、高等级，尤其对于现浇楼板的混凝土强度等级不宜超过C30，若情况特殊而不得不采用强度等级较高的混凝土时，需要注意水泥品种和质量，并优先考虑采用低水化热水泥，严禁使用不能选择硅酸盐水泥和火山灰水泥。同时，在浇筑后要做好养护工作，一般是覆盖或者间断性淋水等方式，始终保持水湿状态和恒温状态，确保混凝土表面和内部温差变化不大，以最大限度减少因水泥水化热及内外温差而导致的楼板混凝土开裂。
2.5控制现浇楼板厚度
现浇楼板结构的厚度不能超过跨度的1/30，除厨房、阳台、浴室、卫生间等位置处楼板的厚度不得低于90㎜外，其他部位最小楼板的厚度不能低于110mm，否则就会因抗力不足而导致楼板开裂。此外，在水电管线的预埋位置处，极易在沿管线方向处出现裂缝，因此，对于穿插管线较多的楼板，要适当予以增加厚度。此外，预埋PVC线管时，要用支架固定好，在两根以上管线交叉重叠时，要配置专用接线盒。
结语：
现浇钢混楼板开裂作为一种常见质量通病，其所致成因众多，除了施工作业时的质量把控不到位以及后期的维养不到位外，结构设计是否规范也是造成楼板开裂的重要因素。因此，务必要充分重视结构设计质量，严格依循结构设计规范、标准开展相应设计，确保设计成果科学、合理、规范、完善，以此规避因设计不当所致的楼板开裂。
参考文献：
[1]刘有军，董桂红，王纪伟.某钢-混结构楼板在荷载试验下的裂缝分析[J].价值工程，2019，38（17）：121-124.
[2]蓝彬彬.浅析房屋建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制策略[J].居舍，2019（15）：89.
[3]黄剑.武警部队营房现浇钢筋混凝土楼板非荷载裂缝问题研究[D].西安建筑科技大学，2009.