钢筋混凝土屋面井字梁裂缝的分析与处理

文章作者 100test 发表时间 2008:03:05 14:23:46
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1 工程概况

　　某幼儿园1995年8月开工，于1996年12月竣工交付使用，建筑面积1643m２，为一幢3层框架及部分砖混结构建筑。钢筋混凝土梁式桩基，三层局部楼面及屋面为井字梁结构。于1999 年3月发现①～⑤轴、A～D轴间井字梁两侧屋面板底以下部位出现多道肉眼可见的垂直裂缝( 图1和图2)。在清除表面粉刷层后发现裂缝沿构件截面高度呈上宽下窄状，宽度约0.5～1mm ，多为表面裂缝，基本未贯穿梁底，且大都分布在跨中区域，在LB梁上的分布多于LA1及LA2梁，同时井字梁的周边梁与其下砌体结构产生了明显的错位.

2 裂缝原因分析

(1)该楼共设8个沉降观测点。根据基础沉降观测结果，由于为桩基础，沉降量均较小，最大 沉降量10.4mm，最小沉降量9.3mm，最大差异沉降仅1.1mm，故可排除基础沉降量过大引起梁体裂缝的可能。

(2)对梁体进行回弹测得混凝土强度等级达到C20，符合原设计要求，故可排除梁身混凝土强 度等级不足引起梁体开裂的可能。

(3)该井字梁结构系夏季施工，原定屋面做法为刚性防水层上用1∶10水泥珍珠岩找坡，再做 架空层隔热，而后考虑铝白色SBS具有反光、防漏的双重作用，而改用铝白色塑膜面SBS防水卷材 替代架空层。通过实地检查发现，该防水材料已老化变质，其上铝白色也已退尽。宁波地区冬季最低室外温度在-5℃左右，室内温度可达到10℃，夏季室外温度可达到38℃左右，在阳光直射处则可达到45℃以上，室内温度为30℃左右。该井字梁层面上虽做有珍珠岩找坡层， 但厚度较薄，且其上SBS已失去原有的反光作用，故该层面保温性较差，梁体的室内外温差无论冬夏季至少在10℃以上。

3 设计计算的复核

现以LB梁为例进行裂缝宽度复核。该构件的裂缝控制等级应为三级，最大裂缝允许宽度为0 .3mm。复核工作分两部分进行。

(1)按受弯构件验算梁体裂缝宽度，其最不利情况应是荷载效应与温度效应产生的弯矩叠加 。 因该梁是夏季施工的，冬季则产生收缩变形，梁顶与梁底的温差使梁顶收缩大于梁底，因此 ，冬季温度效应产生的跨中弯矩与荷载效应产生的跨中弯矩是同号的，即冬季二者的影响是叠加的。

经计算得屋面综合荷载q＝7.58kN/m２，区格的长a和宽b(图1)分别为3.4m和3m，则荷载效应产生的弯矩

Ml＝0.34qa２b＝0.34×7.58 ×3.4２×3＝4kN·m

而由构件上下表面温差产生的温度弯矩Mt：

Mt＝ＥＩαΔt/h＝Ｅbh２αΔt/1 2＝2.55×１０４×２５０×７００×７００×１０^－５×１０／１２＝２６００００００Ｎ·mm＝２６kN·m

其中E为C20混凝土弹性模量取2.55×10４N/mm２；α为C20混凝土线膨胀系数，取1×1 0^－５，I为构件截面惯性矩，矩形时为bh^３／１２，(b为构件宽250mm，h为构件高度700mm,图2)；Δt为构件上、下表面温差，取为10℃。

因而M＝Ml＋Mt＝８９.4＋２６＝１１５.4k N·m

按《混凝土设计规范(GBJ 10-89)》受弯构件公式算得最大裂缝宽度Ｗmax＝0.215mm＜0.3mm。