砌體結構由于具有脆性性質,其抗震性能較之框架結構等比較差,如果甲方沒有特別要求,對于樓板我們一般采用現澆混凝土樓板,這樣能提高結構整體抗震性能。然而現澆混凝土樓板一般都會產生裂縫,特別是大空間的情況下(大于4200mm),如果處理不當,撓度和裂縫寬度將都比較大,對于結構的安全性、適用性產生嚴重的威脅,我們必須對此進行事后處理。但是產生裂縫的原因很多,比較復雜,一旦出現處理將有一定難度,這就要求我們在設計和施工中嚴格控制,綜合“放、防、抗”等三個方面的措施,三者兼顧,而以“放、防”為主。
一、從設計角度著眼
在當今社會,建筑結構設計是建造一幢建筑所必須具備的重要過程,是社會文明繼承和發(fā)展的結晶。它能夠合理安排建筑的功能,在保證安全性的基礎上考慮結構的經濟性,防止盲目的不必要的浪費。但是現行設計規(guī)范側重于強度,對溫差和混凝土收縮特性等因素綜合考慮不足,配筋構造量達不到要求。現澆混凝土樓面首先必須按規(guī)范滿足強度要求,防止因強度不足而導致破壞。大空間現澆混凝土樓面按強度要求其板厚比較大,這導致了其撓度與裂縫都相應增大。為防止大空間砌體結構現澆板產生過大撓度和裂縫,我們必須從設計各個方面入手。
1.1平立面布置應力求規(guī)則
建筑的平面布置宜規(guī)則、對稱,使得平面形狀應具有良好的整體作用;建筑的立面和豎向剖面也應力求規(guī)則,避免豎向剛度及抗側力構件的承載力突變。結構在水平向和豎向的剛度宜均勻變化,避免墻體產生過大扭矩,就是避開結構的整體抗震性能不談也會由于現澆板與墻體的連接,扭矩必將通過連接傳遞到現澆板上面,在扭矩過大的情況下致使現澆板產生較大裂縫。
1.2控制建筑物的長高比、高寬比
鋼筋混凝土的線膨脹系數α=1.0X10-5,而普通砌體的線膨脹系數為α=0.5X10-5,在相同溫差下,鋼筋混凝土的伸縮值比砌體大一倍左右。由于構件伸縮量與溫度、構件長度及材料線膨脹系數有關,當溫差及墻體的剛度比較大時,墻體將限制現澆板的變形,使得現澆板內部產生拉壓力和扭矩,當拉壓力和扭矩超過現澆板的極限強度時,就會出現裂縫。房屋長高比越大,沿縱向的溫差越大,當溫差達到一定的數值的時候,將使現澆板產生并擴展裂縫。同時房屋縱向越長,地基越容易產生不均勻沉降,使結構產生不利的附加應力,使得基礎破壞墻體開裂,最終導致現澆板的破壞,因此建筑物的長高比不能太大。《砌體結構設計規(guī)范GB50003-2001》中表6.3.1給出了砌體房屋伸縮縫的間距,規(guī)范中是針對墻體的豎向裂縫講的,但是對于現澆板的裂縫同樣適用。在房屋中出現大空間砌體結構現澆板時,應嚴格控制伸縮縫的間距。
地震時,如果房屋的高寬比太小,則在寬度方向房屋的剛度相對比較小,容易在這個方向產生破壞,同時容易使整個建筑產生扭轉破壞,這將嚴重導致現澆板的開裂。《建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2001》中表7.1.4也給出了房屋高寬比的限制。
1.3大空間現澆板的房間布置
我們知道越接近房屋頂部,墻體與現澆板的溫差越大,越容易導致現澆板產生裂縫,這對于大空間砌體結構現澆板尤為明顯。對于功能要求需要將大空間現澆板的房間放在房屋的底層的砌體結構在現實當中比較常見,對此我們應該加強底層墻體,防止底層墻體先喪失整體性,使得大跨度現澆板上產生應力集中,最終導致大跨度現澆板產生過大饒度和裂縫。由于這類結構屬于上剛下柔的結構體系,對墻體結構的加固,我們可以參考參考文獻進行處理。建筑物的陽角處由于受縱、橫兩個方向剛度相對較大的墻體約束,限制了現澆板的自由變形,并且建筑物的陽角為結構溫差較大的位置,我們也應該盡量不要將大空間現澆板布置在建筑物的陽角處。
1.4建筑上采取保溫措施
采取保溫措施,控制房屋的室內外溫差,也是減少墻體和現澆板的變形,控制現澆板內部產生拉壓力和扭矩,減少裂縫的出現,限制裂縫的發(fā)展的一種切實有效的手段。特別是建筑的屋面,我們應該做好保溫措施。對于建筑外墻的保溫措施,建筑師應該結合現代建筑的適用性要求合理安排,使得保溫措施能夠達到一物多用的要求,防止能量的浪費;結構師也可以采用370mm厚外墻。
1.5從配筋方面入手
按照《混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2002》里面饒度和裂縫的公式我們可以知道,采用細而密配筋,可以提高混凝土的抗裂度,而適當提高負筋配筋率,可以提高混凝土的剛度B和抗裂度。結合具體情況,在相同配筋率的情況下,如果施工質量合格,采用細而密配筋方式,可提高現澆板的抗裂度。如果施工質量有懷疑,采用細而密配筋方式在施工時現澆板上部負筋容易被踩彎、踩倒,造成保護層過厚,承載力下降,混凝土表面水泥漿增多,混凝土收縮量增大,現澆板裂縫變多。這時應該采用粗而稀的配筋方式,但鋼筋間距一般不超過200mm,同時應該合理布置一些分布筋。
適當提高負筋配筋率,可提高混凝土的極限拉伸應變和剛度B,減小現澆板的饒度,減少現澆板的裂縫出現量。同時在大空間現澆板的房屋陽角處,由于扭矩比較大,負筋應該通長雙向配置;如果不可避免將現澆板布置在房屋的頂部,由于樓面處溫差大,負筋也應通長雙向配置或者間隔通長雙向配置。
一、從設計角度著眼
在當今社會,建筑結構設計是建造一幢建筑所必須具備的重要過程,是社會文明繼承和發(fā)展的結晶。它能夠合理安排建筑的功能,在保證安全性的基礎上考慮結構的經濟性,防止盲目的不必要的浪費。但是現行設計規(guī)范側重于強度,對溫差和混凝土收縮特性等因素綜合考慮不足,配筋構造量達不到要求。現澆混凝土樓面首先必須按規(guī)范滿足強度要求,防止因強度不足而導致破壞。大空間現澆混凝土樓面按強度要求其板厚比較大,這導致了其撓度與裂縫都相應增大。為防止大空間砌體結構現澆板產生過大撓度和裂縫,我們必須從設計各個方面入手。
1.1平立面布置應力求規(guī)則
建筑的平面布置宜規(guī)則、對稱,使得平面形狀應具有良好的整體作用;建筑的立面和豎向剖面也應力求規(guī)則,避免豎向剛度及抗側力構件的承載力突變。結構在水平向和豎向的剛度宜均勻變化,避免墻體產生過大扭矩,就是避開結構的整體抗震性能不談也會由于現澆板與墻體的連接,扭矩必將通過連接傳遞到現澆板上面,在扭矩過大的情況下致使現澆板產生較大裂縫。
1.2控制建筑物的長高比、高寬比
鋼筋混凝土的線膨脹系數α=1.0X10-5,而普通砌體的線膨脹系數為α=0.5X10-5,在相同溫差下,鋼筋混凝土的伸縮值比砌體大一倍左右。由于構件伸縮量與溫度、構件長度及材料線膨脹系數有關,當溫差及墻體的剛度比較大時,墻體將限制現澆板的變形,使得現澆板內部產生拉壓力和扭矩,當拉壓力和扭矩超過現澆板的極限強度時,就會出現裂縫。房屋長高比越大,沿縱向的溫差越大,當溫差達到一定的數值的時候,將使現澆板產生并擴展裂縫。同時房屋縱向越長,地基越容易產生不均勻沉降,使結構產生不利的附加應力,使得基礎破壞墻體開裂,最終導致現澆板的破壞,因此建筑物的長高比不能太大。《砌體結構設計規(guī)范GB50003-2001》中表6.3.1給出了砌體房屋伸縮縫的間距,規(guī)范中是針對墻體的豎向裂縫講的,但是對于現澆板的裂縫同樣適用。在房屋中出現大空間砌體結構現澆板時,應嚴格控制伸縮縫的間距。
地震時,如果房屋的高寬比太小,則在寬度方向房屋的剛度相對比較小,容易在這個方向產生破壞,同時容易使整個建筑產生扭轉破壞,這將嚴重導致現澆板的開裂。《建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2001》中表7.1.4也給出了房屋高寬比的限制。
1.3大空間現澆板的房間布置
我們知道越接近房屋頂部,墻體與現澆板的溫差越大,越容易導致現澆板產生裂縫,這對于大空間砌體結構現澆板尤為明顯。對于功能要求需要將大空間現澆板的房間放在房屋的底層的砌體結構在現實當中比較常見,對此我們應該加強底層墻體,防止底層墻體先喪失整體性,使得大跨度現澆板上產生應力集中,最終導致大跨度現澆板產生過大饒度和裂縫。由于這類結構屬于上剛下柔的結構體系,對墻體結構的加固,我們可以參考參考文獻進行處理。建筑物的陽角處由于受縱、橫兩個方向剛度相對較大的墻體約束,限制了現澆板的自由變形,并且建筑物的陽角為結構溫差較大的位置,我們也應該盡量不要將大空間現澆板布置在建筑物的陽角處。
1.4建筑上采取保溫措施
采取保溫措施,控制房屋的室內外溫差,也是減少墻體和現澆板的變形,控制現澆板內部產生拉壓力和扭矩,減少裂縫的出現,限制裂縫的發(fā)展的一種切實有效的手段。特別是建筑的屋面,我們應該做好保溫措施。對于建筑外墻的保溫措施,建筑師應該結合現代建筑的適用性要求合理安排,使得保溫措施能夠達到一物多用的要求,防止能量的浪費;結構師也可以采用370mm厚外墻。
1.5從配筋方面入手
按照《混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2002》里面饒度和裂縫的公式我們可以知道,采用細而密配筋,可以提高混凝土的抗裂度,而適當提高負筋配筋率,可以提高混凝土的剛度B和抗裂度。結合具體情況,在相同配筋率的情況下,如果施工質量合格,采用細而密配筋方式,可提高現澆板的抗裂度。如果施工質量有懷疑,采用細而密配筋方式在施工時現澆板上部負筋容易被踩彎、踩倒,造成保護層過厚,承載力下降,混凝土表面水泥漿增多,混凝土收縮量增大,現澆板裂縫變多。這時應該采用粗而稀的配筋方式,但鋼筋間距一般不超過200mm,同時應該合理布置一些分布筋。
適當提高負筋配筋率,可提高混凝土的極限拉伸應變和剛度B,減小現澆板的饒度,減少現澆板的裂縫出現量。同時在大空間現澆板的房屋陽角處,由于扭矩比較大,負筋應該通長雙向配置;如果不可避免將現澆板布置在房屋的頂部,由于樓面處溫差大,負筋也應通長雙向配置或者間隔通長雙向配置。