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实例：某大型公共建筑屋面结构裂缝控制 1．工程概况 某大型公共建筑，三层混凝土框架结构，建筑面积为7980.41m2，属于省重点工程，检测时屋面工程已完成，但还未验收。 2．屋面施工 楼屋面钢筋混凝土板于5月16日绑扎钢筋和支模，5月20日验筋浇捣g~e;⑨～⑾轴屋面混凝土（天气：晴，12～20℃），21日浇捣e~a;③～⑾轴屋面混凝土（天气：晴转阴，11～18℃），22～23日早7：00浇捣a~g;①～③轴屋面混凝土（天气：晴，16～29℃）。施工期间温差6～13℃。 屋面钢筋混凝土采用商砼，强度等级为C20。以上水泥、钢筋、混凝土、试块强度，都提供有试验报告单，钢筋制作、绑扎也有隐蔽工程记录。 3．裂缝情况 混凝土屋面板的裂缝首次发现的时间是8月5日，公告有30余条，均为贯穿性裂缝，缝宽为0.1～0.3mm，大都位于两梁肋之间的板中，裂缝分布如图7-1所示。 8月7～9日在屋面板上对已发现的裂缝进行第一次修补。先将裂缝凿除且清理干净，然后用防水砂浆补缝压实进行抹光。 8月18日在完成炉渣混凝土找坡层后，有11条肉眼已观察不到，有8条在板底呈白色痕迹未继续发生渗漏，有12条流出黄绿色或黄色的析出物，表明仍在继续发生渗漏。24、25日对继续发生渗漏的裂缝进行第二次修补，在完成细石混凝土刚性防水层兼找平层和卷材防水层之后，绝大部分裂缝未继续发生渗漏，仅有2条（有黄绿色析出物）旁边有水印。 裂缝具有如下特征： （1）裂缝出现时的屋面荷载很小，仅有屋面板自重，且出现在尚未做保温层之前。 （2）裂缝的空间位置在房屋的最高层（屋面）混凝土板中。 （3）裂缝的平面位置大都位于两道相邻梁肋的板跨中间部位。 （4）裂缝贯穿板厚引起屋面渗漏。 （5）在南、北两段屋面的西端（e～g轴），屋面板裂缝较轻微，南段屋面中部和东头裂缝较为严重。 （6）东、南、北三段屋面的裂缝大都为平行屋面的短向（横向）。 （7）裂缝的宽度为0.1～0.3mm，长度为0.5～5.7m。 （8）屋面防水层做完后，裂缝有自愈现象，绝大部分裂缝已不渗漏，个别裂缝仍渗漏是因该处防水层遭到破坏。 4．裂缝原因扮析 根据裂缝理论（主要是变形裂缝理论）、屋面结构设计图纸以及施工实际情况（包括天气、材料、施工方法等），混凝土屋面板开裂的主要原因如下： （1）混凝土在结硬时的材料收缩。 （2）混凝土在相对于成型温度降温时（日夜温差、季节温差）的材料冷缩。 （3）屋面板结构混凝土的结硬收缩和降温冷缩受到来自两个方面的约束，一是从整体上混凝土屋盖结构（屋面梁板）受到已结硬的混凝土框架柱的约束，约束应力在混凝土屋面中的分布规律是屋面中间部位混凝土板的约束应力大而两端小，屋面长向（纵向）中间大，短向（横向）中间小；二是从局部混凝土屋面板受到四周梁肋的约束，约束应力沿屋面板双向均匀分布。当由上述两种约束共同作用引起的收缩和冷缩约束应变（或约束应力）超过混凝土材料的极限拉应变（或抗拉强度）时就会引起屋面混凝土开裂。所以，为避免出现这种贯穿性的变形裂缝，从设计和施工上应采取如下措施： 设计上可采取'放'和'抗'两方面的措施。'放'是指可在现浇屋面结构适当部位设置温度收缩缝或后浇带。'抗'是指在屋面中间部位设置连续浇捣的加强带或在屋面中部适当增加对付温度收缩的构造钢筋。 施工上可从材料、配合比、浇捣、养护等方面保证屋面板混凝土的施工质量，尽可能减少材料收缩和冷缩变形。其中较为有效的是掺适量的微膨胀水泥，减少水灰比（不宜掺超早强型减水剂），混凝土震捣密实，表面压密抹光，尽快完成保温层的施工。 基于上述分析不难解释为什么会出现图7-1所示的裂缝及分布： 其一，由于梁肋约束混凝土的材料收缩和冷缩的裂缝机理，以及板支座为双层筋，跨中为单层筋，故绝大部分裂缝出现在板的跨中部位。 其二，由框架柱约束屋面结构（包括梁板）收缩和冷缩变形的裂缝理论，屋面结构约束力长向（柱列多）大，短向（柱列少）小，因而东向屋面（①～⑾轴为长向，a～b轴为短向）裂缝沿平行于短向的板跨中出现；南向和北向屋面（a～g轴为长向，①～③和⑨～⑾轴为短向）裂缝沿平行于短向的板跨中出现。 其三，由于混凝土浇捣的顺序是20日（天气：晴，12～20℃）浇北向屋面～轴，21日（天气：晴转阴，11～18℃）浇北向屋面（～轴）和东向屋面⑨～①轴），22日（天气：晴，16～29℃）～23日早晨7点浇完南向屋面～轴，可见屋面e～g是半夜和凌晨时刻浇捣的，气温较低，故南向e～g未出现可见裂缝。当然，这也与该处位于框柱约束较小的端头有关。 其四，南段屋面的中部和东头，日照时间长，白天气温高，裂缝较为严重。东段屋面日照时间短，白天气温低，裂缝较轻。 其五，屋面个别转角处出现的斜裂缝，表明板是受到双向约束的缘故。 5．加固处理方案 当屋面防水确有保证时，可只对黄色或黄绿色且垂直于短跨方向的裂缝（图7-2）进行加固处理。加固处理之前，先沿黄色或黄绿色的析出物将裂缝凿出，在屋面板底沿裂缝涂刷聚氨酯防水涂膜橡胶。然后采用粘钢法对楼板进行加固。钢板条厚3mm、宽150mm、长为板净跨长减100mm、间距350mm垂直于裂缝布置，用建筑结构胶将钢板条与混凝土粘结，钢板条下粉M10厚15mm的水泥砂浆保护层，如图7-2所示。 但是，含腐蚀性物质的炉渣直接置于混凝土屋面上是一种隐患。当屋面防水不能保证时，炉渣中的酸性物质将对混凝土和钢筋产生腐蚀。从结构的耐久性出发，宜将炉渣与混凝土屋面隔离或采取其他有效措施。 |
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