建筑工程顶板裂缝防治措施Word格式文档下载.docx
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钢筋、钢管、木楞、模板等都卸在顶板上,造成扰动混凝土顶板产生混凝土顶板裂缝现象。
2.4温度因素
温差也是造成建筑顶板或墙体产生开裂的首要因素。
这种顶板或墙体裂缝主要是因为建筑物的各个部位受热不均,从而产生的温度变形不协调,引起顶板或墙体开裂。
温度裂缝的严重程度与环境温差成正比,环境温差越大裂缝就越严重,温差小时开裂也小,屋面保温隔热效果差的裂缝就越严重,保温隔热效果好的裂缝就轻。
砖砌体与混凝土的线膨胀系数大约相差一倍,在环境温差条件下,砖砌体产生的温度变形比较小,而混凝土产生的温度变形就比较大,这种变形差异会引起两者的相对位移,在建筑端部的砖墙内产生剪力和拉力,从而使得截面发生突变,产生应力集中,进而引起顶板或墙体开裂。
3.建筑顶板裂缝的防治措施
3.1加强模板支撑刚度应力
在框剪结构中建筑模板的支撑模板支架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。
模板支架搭设高度为5.5米,
搭设尺寸为:
立杆的纵距b≤0.90米,立杆的横距l≤0.7500米,立杆的步距h=1.00米。
图1楼板支撑架立面简图
图2楼板支撑架荷载计算单元
采用的钢管类型为
48×
3.0。
(1)、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值q1=25.000×
0.200×
0.900+0.300×
0.750=4.725kN/m
活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×
1.000=3.000kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中,截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=100.00×
1.80×
1.80/6=54.00cm3;
I=100.00×
1.80/12=48.60cm4;
(1)抗弯强度计算
f=M/W<
[f]
其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2);
M——面板的最大弯距(N.mm);
W——面板的净截面抵抗矩;
[f]——面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2;
M=0.100ql2
其中q——荷载设计值(kN/m);
经计算得到M=0.100×
(1.2×
5.350+1.4×
3.000)×
0.500×
0.500=0.266kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.266×
1000×
1000/54000=4.917N/mm2
面板的抗弯强度验算f<
[f],满足要求!
(2)抗剪计算[可以不计算]
T=3Q/2bh<
[T]
其中最大剪力Q=0.600×
0.500=3.186kN
截面抗剪强度计算值T=3×
3186.0/(2×
1000.000×
18.000)=0.266N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<
[T],满足要求!
(3)挠度计算
v=0.677ql4/100EI<
[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×
5.350×
5004/(100×
6000×
486000)=0.776mm面板的最大挠度小于500.0/250,满足要求!
(2)、纵向支撑钢管的计算
纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算,截面力学参数为
截面抵抗矩W=5.08cm3;
截面惯性矩I=12.19cm4;
1.荷载的计算:
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):
q11=25.000×
0.500=2.500kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m):
q12=0.350×
0.500=0.175kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(kN/m):
经计算得到,活荷载标准值q2=(1.000+2.000)×
0.500=1.500kN/m
静荷载q1=1.2×
2.500+1.2×
0.175=3.210kN/m
活荷载q2=1.4×
1.500=2.100kN/m
2.抗弯强度计算
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×
5.31×
1.00×
1.00=0.531kN.m
最大剪力Q=0.6×
1.000×
5.310=3.186kN
最大支座力N=1.1×
5.310=5.841kN
抗弯计算强度f=0.531×
106/5080.0=104.53N/mm2
纵向钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
3.挠度计算
三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度
V=(0.677×
4.175+0.990×
1.500)×
1000.04/(100×
2.06×
105×
121900.0)=1.126mm
纵向钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!
(3)、板底支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算
集中荷载P取纵向板底支撑传递力,P=5.84kN
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
经过连续的计算得到
最大弯矩Mmax=1.022kN.m
最大变形vmax=2.691mm
最大支座力Qmax=12.558kN
抗弯计算强度f=1.022×
106/5080.0=201.22N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!
(4)、扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):
R≤Rc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值;
计算中R取最大支座反力,R=12.56kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:
单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;
双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。
(5)、模板支架荷载标准值(立杆轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容:
(1)脚手架的自重(kN):
NG1=0.129×
5.500=0.710kN
(2)模板的自重(kN):
NG2=0.350×
1.000=0.350kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN):
NG3=25.000×
1.000=5.000kN
经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=6.060kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。
经计算得到,活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×
1.000=3.000kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ
(6)、立杆的稳定性计算
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值(kN);
N=11.47
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到;
i——计算立杆的截面回转半径(cm);
i=1.58
A——立杆净截面面积(cm2);
A=4.89
W——立杆净截面抵抗矩(cm3);
W=5.08
——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2);
[f]——钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205.00N/mm2;
l0——计算长度(m);
如果完全参照《扣件式规范》,由公式
(1)或
(2)计算
l0=k1uh
(1)
l0=(h+2a)
(2)
k1——计算长度附加系数,取值为1.155;
u——计算长度系数,参照《扣件式规范》表5.3.3;
u=1.70
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度;
a=0.30m;
公式
(1)的计算结果:
=113.15N/mm2,立杆的稳定性计算
<
公式
(2)的计算结果:
=60.71N/mm2,立杆的稳定性计算
(7)、楼板强度的计算
1.计算楼板强度说明
验算楼板强度时按照最不利考虑,楼板的跨度取4.50m,楼板承受的荷载按照线均布考虑。
宽度范围内配筋2级钢筋,配筋面积As=2430.0mm2,fy=300.0N/mm2。
板的截面尺寸为b×
h=4050mm×
200mm,截面有效高度h0=180mm。
按照楼板每7天浇筑一层,所以需要验算7天、14天、21天...的
承载能力是否满足荷载要求,其计算简图如下:
2.计算楼板混凝土7天的强度是否满足承载力要求
楼板计算长边4.50m,短边4.50×
0.90=4.05m,
楼板计算范围内摆放5×
5排脚手架,将其荷载转换为计算宽度内均布荷载。
第2层楼板所需承受的荷载为
q=1×
1.2×
(0.35+25.00×
0.20)+
1×
(0.71×
5×
5/4.50/4.05)+
1.4×
(2.00+1.00)=11.79kN/m2
计算单元板带所承受均布荷载q=4.05×
11.79=47.75kN/m
板带所需承担的最大弯矩按照四边固接双向板计算
Mmax=0.0588×
ql2=0.0588×
47.75×
4.052=46.05kN.m
验算楼板混凝土强度的平均气温为15.00℃,查温度、龄期对混凝土强度影响曲线
得到7天后混凝土强度达到58.40%,C30.0混凝土强度近似等效为C17.5。
混凝土弯曲抗压强度设计值为fcm=8.41N/mm2
则可以得到矩形截面相对受压区高度:
ξ=Asfy/bh0fcm=2430.00×
300.00/(4050.00×
180.00×
8.41)=0.12
查表得到钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯能力计算系数为
s=0.113
此层楼板所能承受的最大弯矩为:
M1=
sbh02fcm=0.113×
4050.000×
180.0002×
8.4×
10-6=124.7kN.m
结论:
由于ΣMi=124.69=124.69>
Mmax=46.05
所以第7天以后的各层楼板强度和足以承受以上楼层传递下来的荷载。
第2层以下的模板支撑可以拆除。
3,2、加强对混凝土顶板面层的管理
混凝土顶板浇注期间,用插式振捣棒震实,然后再用平板振捣器拉平,在终凝前用人工或电抹子搓平,最少搓二遍,然后用塑料蒙膜蒙严覆盖即可,这样有效预防顶板产生裂缝。
3,3、控制施工时间
混凝土顶板浇注施工完毕时间算起,48小时以后混凝土的抗压强度设计值以大于1N/mm²
,开始上人放线超平一天,这时混凝土顶板浇注完毕时间为72小时,从现在开始施工方能有效减少顶板裂缝的产生。
3,4、搭设卸料平台
混凝土顶板浇注施工完毕后,务必搭设卸料平台,承载能力符合规范要求,在工期紧任务重的情况下,可以在房间两侧剪力墙位置各设一根高180mm长6-8米的钢梁,钢梁上再搭设4-5根高180mm长大于房间轴线尺寸的钢梁为卸料平台,卸料总重不能超过1000Kg,这样有效预防顶板扰动产生裂缝。
3.5、温差防护措施
(1)建筑物的屋面板受到阳光辐射较多,吸收的热量也多,因此,应在顶面板处增设空气隔热层或选用保温性能良好、导热系数小的材料作为保温层,对层面板的温度的进行有效控制。
这样就会大大缩小屋面板与墙体之间的温差,有效预防顶层墙体产生裂缝。
(2)在屋面板的保温隔热层或砂浆找平层应分别设置分隔缝,间距不得超过6m,缝宽应不小于30mm。
在墙体圈梁与屋面板的接触面处设置水平滑动层,材料可采用橡胶片或两层油毡夹滑石粉。
(3)在顶层圈梁上可设置一道40~50mm宽的遮阳板,避免阳光直接照射到钢筋混凝土圈梁上,以减小由于温差而产生的应力。
3.3加强对浇筑施工的控制
(1)降低入模温度
在施工过程中,可在墙体混凝土的拌合水中加入冰屑或地下水来降低拌合温度,如果外界环境的温度较高,可在施工现场用幕布、草席等对露天砂石进行覆盖,以避免或减少阳光照射,同时在施工前用水对其进行降温处理。
(2)控制内部温度
在混凝土构件内部预先设置冷却水管,通过冷水循环加快混凝土内部热量的散发,减少混凝土因冷却凝土产生的热量,保证墙体混凝土强度及良好的和易性。
(3)加强振捣
在墙体混凝土的浇筑过程中一般采用二次机械振捣,在进行二次振捣时,应掌握好振捣的力度及时间,保持模板等建筑框架的稳定,防止混凝土因沉落而发生的微裂或裂缝。
4结语
通过上诉分析可知,顶板裂缝的防治应注重从设计和施工方面采取有效措施。
当顶板裂缝出现后,应密切观察,对其成因及变化趋势做出准确判断,如对结构安全产生影响,应及时采取疏散、加固不强或拆除返工等措施,若裂缝发展变缓且趋于稳定,可只进行裂缝表面修复处理。
总之,只有在设计、施工及原材料控制中对各影响因素严格把关,认真执行设计、施工规范,方能有效减少顶板裂缝的产生。
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- 建筑工程 顶板 裂缝 防治 措施