a-線膨脹系數(shù),一般情況εp≤|aT|,當(dāng)εp≥|aT|時取εp=|aT|,[L]→∞。
裂縫開展寬度:
δf=2ψEHCxaTthβL2 (6)
δfmax=2ψEHCxaTthβLmax2 (7)
δf=2ψEHCxaTthβLmin2 (8)
β=CxEH (9)
式中,ψ-裂縫寬度經(jīng)驗系數(shù);
Cx-約束系數(shù)。
3.1.2 住宅長度超長
住宅平面超長,由于溫差和材料變形,會造成墻體和樓板橫向開裂。僅就長度而言,結(jié)構(gòu)長度與應(yīng)力呈非線性關(guān)系,如結(jié)構(gòu)長度小于規(guī)范要求,結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響很小。
3.1.3 平面形狀
當(dāng)住宅臥室沿長度、寬度方向尺寸變化,由于樓板剛度不一致,會產(chǎn)生不相同變形,引起薄弱部位開裂。
3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計方面原因
3.2.1 近代國際上結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則是,整個建筑結(jié)構(gòu)的功能必須滿足兩種狀態(tài)的要求:①承載力極限狀態(tài),以保證結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生破壞,不失去平衡,不產(chǎn)生破壞時過大變形,不失去穩(wěn)定。②正常使用極限狀態(tài),以確保結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生超過正常使用狀態(tài)的變形、裂縫及耐久性、振動及其它影響使用的極限狀態(tài)。目前人們對第一極限狀態(tài)已給于足夠重視并嚴(yán)格執(zhí)行,而對第二種極限狀態(tài)卻經(jīng)常被忽視。
3.2.2 從鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板各種受力體系分析,無論是按單向板設(shè)計還是按雙向板設(shè)計,是單跨還是多跨連續(xù)板設(shè)計;無論是板端支承在磚墻上還是支承在過梁或剪力墻內(nèi),受力狀態(tài)考慮都是局限于樓板平面的應(yīng)力變化(按彎矩配置抵抗正、負(fù)彎矩的受力鋼筋)、板平面的受剪變形。即使是考慮板端嵌固端節(jié)點產(chǎn)生彎矩,也只是考慮板平面彎曲或屈曲所產(chǎn)生的應(yīng)力。在樓板受力體系分析時,對于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間在三維空間中如何分配內(nèi)力、協(xié)調(diào)變形,根本沒有考慮。
3.2.3 目前不少設(shè)計人員只按單向板計算方法來設(shè)計配置樓板鋼筋,支座處僅設(shè)置分離式負(fù)彎矩鋼筋。由于計算受力與實際受力情況不符,單向高強(qiáng)鋼筋或粗鋼筋使混凝土樓面抗拉能力不均,局部較弱處易產(chǎn)生裂縫。部分設(shè)計人員對構(gòu)造配筋,放射筋設(shè)置不重視或不合理,薄弱環(huán)節(jié)無加強(qiáng)筋。
3.2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計對板內(nèi)布線引起裂縫的構(gòu)造考慮不夠。住宅電器、電信快速發(fā)展的今日,現(xiàn)澆樓板內(nèi)暗敷PVC電線管越來越多,甚至有些部位三根交錯疊放,兩根管交錯疊放更為普遍。PVC管錯疊處板的抗彎高度大大降低,從而減弱了板的抗彎性能。
3.2.5 對開口樓板,特別是開洞口比較大的雙向板,設(shè)計時往往只考慮樓板在豎向荷載作用下的洞口四周加強(qiáng)配筋。由于縱向的受力鋼筋被切斷,而忽視了板與墻體或板與梁的變形協(xié)調(diào)問題。這時如墻或梁的剛度較大,板的孔邊凹角處未必出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,開洞板易發(fā)生翹曲。
3.3 建筑設(shè)計控制措施
3.3.1 屋面與外墻采取保溫措施按照國外建筑設(shè)計常規(guī)的做法,屋面設(shè)保溫隔熱層,使屋面的傳熱系數(shù)≤1.0W/m2·K;外墻外表面或內(nèi)表面相應(yīng)設(shè)置保溫隔熱層,同時外墻面宜采用淺色裝飾材料,增強(qiáng)熱反射,減少對日照熱量吸收。根據(jù)蘇州的具體情況,屋面和外墻的保溫設(shè)計應(yīng)通過熱工計算,在不同季節(jié)均應(yīng)能達(dá)到《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》和《江蘇省民用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》要求,徹底解決溫度應(yīng)力對屋面和墻體的破壞。
3.3.2 適當(dāng)控制建筑物長度根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)和《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50003-2001),為避免結(jié)構(gòu)由于溫度收縮應(yīng)力引起的開裂,宜采取設(shè)置伸縮縫,伸縮縫間距為30m~50m.多層住宅建筑控制長度建議不大于50m,高層應(yīng)控制在45m以內(nèi)。如果超過此長度,應(yīng)設(shè)置伸縮縫。超長量不大時,可采用設(shè)置后澆帶的方法,以減少混凝土樓板收縮開裂。
3.3.3 住宅平面形狀控制住宅平面宜規(guī)則,避免平面形狀突變。當(dāng)樓板平面形狀不規(guī)則時,宜設(shè)置梁使之形成較規(guī)則平面。當(dāng)平面有凹口時,凹口周邊樓板的配筋宜適當(dāng)加強(qiáng)。