建筑结构工程中常见裂缝类型及防范措施

2022-09-10

在建筑结构设计中, 裂缝控制是一项重要的内容, 现有结构设计是允许结构带裂缝工作的, 但需要控制裂缝在规范允许的范围内, 这样才能既保证建筑物的安全和适用, 又在较大程度上满足经济性和合理性。在实际工作中, 常常因结构设计上的一些原因, 导致结构产生大的变形及裂缝, 影响正常使用, 现就一些常见裂缝问题进行分析并相应提出防范措施。

1 雨篷一端与主体建筑物连接处的裂缝

当建筑物有大雨篷时, 常将大雨篷一端固接在主要建筑上, 另一端固接在柱上。这时在雨篷与主楼固接处的板梁下口、柱顶处雨篷板面及其它边缘翻口上面常易产生裂缝。

裂缝产生的原因是:由于主体建筑往往层数较多, 主体建筑和雨篷荷载差异很大, 因而主体建筑的沉降较雨篷另一端的沉降大得多。因此常易产生裂缝。

防范措施。

(1) 设计时可将产生裂缝的两个节点设计成铰接。

(2) 也可采用单柱两端悬臂式雨篷, 一端与主体建筑脱开, 上口加白铁坡泛水。也可设计成双柱两端悬臂。

(3) 柱与主体建筑距离不大时, 应考虑将柱的基础与主体建筑做成整体, 避免出现不均匀沉降。

2 出现在钢筋混凝土高梁两侧面的裂缝

此裂缝常常出现在高梁两侧面的中部, 裂缝宽度是中间较大, 向上、下逐渐变细, 呈橄榄状。其长度一般上至底板附近, 下至底部纵向钢筋面;个别情况则贯通梁底面。这类裂缝的方向垂直于纵向钢筋, 并沿梁跨度方向分布, 裂缝间距大致相等。当梁的宽度、高度较大, 且梁的支座水平位移受到约束时, 钢筋硷高梁的两侧面中部更容易出现这类裂缝。

这类裂缝的产生主要是由于混凝土收缩引起。由于在梁中部虽按规范要求设置了纵向构造钢筋, 但远比底部纵向钢筋少, 底部因有纵向钢筋, 顶部因有楼板对混凝土收缩变形的约束, 所以混凝土的收缩变形在梁中部较大, 裂缝也就呈橄榄状。这类裂缝常称为收缩裂缝, 如果梁上仅有这类裂缝, 对结构安全影响不大。

防范措施。

这类裂缝的产生与混凝土收缩有关, 在施工时要控制混凝土凝结期的收缩变形。但是, 混凝土的收缩不能彻底消除, 因此, 必须在梁的中部配置适当的纵向构造钢筋。根据 (混凝土结构设计规范》GB50010~2002, 第10.2.16条“当梁的腹板高度大于等于450mm时, 在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋, 每侧纵向构造钢筋 (不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋) 的截面面积不应小于腹板截面面积的0.1%, 且其间距不宜大于200mm”。建议中部纵向钢筋配筋率不宜小于0.15%, 同时优先采用螺纹钢筋。对已出现的裂缝, 一般可采用粘结材料予以封闭, 阻止水气掺人, 以防止钢筋锈蚀。如果裂缝较大, 影响结构强度时, 则应采用结构补强办法处理。

3 现浇钢筋混凝土肋形板结构板面上的裂缝

这些裂缝的位置在主梁附近, 有时在次梁附近也有发现, 裂缝方向均平行于梁。有时在板长方向的中间部位也可见到裂缝。现浇钢筋混凝土肋形板结构出现裂缝与结构布置及板厚有密切关系。

在一般民用建筑中, 板的跨度大多取3m~4m, 此时板厚100mm~120mm, 满足承载力和挠度要求, 而恰恰这种普遍采用的结构布置常易出现这样的裂缝, 产生裂缝的原因是。

(1) 板面的裂缝。这些裂缝产生的原因是支座负弯矩钢筋设计有效高度与实际情况不符。施工时板面钢筋一般都放在次梁纵筋上面, 而纵筋上表面离板面的厚度一般都在25mm以上, 再加上操作不当原因, 使负弯矩钢筋有效高度减小较多。尤其当板厚只有100mm如果负弯矩钢筋的保护层有30mm~40mm则负弯矩钢筋的应力要比原设计值大50%~100%, 因此出现裂缝。

(2) 板长方向中间部位的裂缝。出现这类裂缝的主要原因是混凝土的收缩, 板面裂缝方向不是受力部位, 这些部位截面上仅在板底部有少量分布筋, 故也易出现裂缝。

上面所述出现裂缝的原因, 都是从强度上分析的。但实际上板面裂缝还与混凝土级配、所选用的材料、施工操作及养护都有很大关系, 都应该在设计和施工中引起重视。上述裂缝的防范措施如下。

(1) 现浇钢筋混凝土板板厚度选择, 最好取120mm, 在充分发挥板强度的前提下, 决定梁的布置。这样板虽比已往厚些, 但梁的数量有所减少, 施工和埋管也较方便。

(2) 宜优先考虑采用双向板。如选用单向板结构时, 要考虑主次梁挠度对板弯矩的影响。

(3) 若对板面裂缝控制要求较高, 则在设计负弯矩钢筋时, 选用板的有效高度应考虑施工的实际情况。

(4) 防止现浇钢筋混凝土板出现裂缝, 除从结构强度上和施工上采取措施外, 还应对地坪材料和板底材料的选用给予关注。有条件时, 优先考虑采用块材、卷材, 避免采用水磨石面, 抹灰等湿作业材料来做地坪和平顶。