房屋建筑学论文 - 图文

关于楼板层构造设计及裂缝处理问题分析

摘要：楼板层作为楼地层结构中不可或缺的一部分起着重要作用。楼板层，即为建筑物中水平方向分隔空间的构件。又称楼层、楼盖。楼板层必须具有足够的强度和刚度来承载其上面的家具、设备和人等荷载，并将荷载传递给承重构件，以保持建筑物的水平支撑。它还应满足防水、防潮、防火、隔声、保温、隔热、耐腐蚀等功能要求。楼板层主要有钢筋混凝土楼板、砖拱楼板、木楼板和钢楼板等几大类。 关键词：楼板层；荷载承重；功能要求

1．楼板层的基本构造、类型及设计要求

1.1楼板层的构造组成

楼板层：建筑物中分隔上下楼层的水平构件，它不仅承受自重和其上的使用荷载，并将其传递给墙或柱，而且对墙体也起着水平支撑的作用。

主要由面层、结构层和顶棚组成。

（一）面层：位于楼板层的最上层，起着保护楼板层、分布荷载和绝缘的作用，同时对室内起美化装饰作用。

（二）结构层：主要功能在于承受楼板层上的全部荷载并将这些荷载传给墙或柱；同时还对墙身起水平支撑作用，以加强建筑物的整体刚度。

（三）附加层：附加层又称功能层，根据楼板层的具体要求而设置，主要作用是隔声、隔热、保温、防水、防潮、防腐蚀、防静电等。根据需要，有时和面层合二为一，有时又和吊顶合为一体。

（四）楼板顶棚层：位于楼板层最下层，主要作用是保护楼板、安装灯具、遮挡各种水平管线，改善使用功能、装饰美化室内空间。 1.2楼板的类型

根据所用材料不同，楼板可分为木楼板、钢筋混凝土楼板和钢衬板组合楼板等多种类型。 （一）木楼板：木楼板自重轻，保温隔热性能好、舒适、有弹性，只在木材产地采用较多，但耐火性和耐久性均较差，且造价偏高，为节约木材和满足防火要求，现采用较少。

（二）钢筋混凝土楼板：具有强度高，刚度好，耐火性和耐久性好，还具有良好的可塑性，在我国便于工业化生产，应用最广泛。按其施工方法不同，可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。

（三）压型钢板组合楼板：是在钢筋混凝土基础上发展起来的，利用钢衬板作为楼板的受弯构件和底模，既提高了楼板的强度和刚度，又加快了施工进度，是目前正大力推广的一种新型楼板。

1.3楼板层的设计要求

（一）具有足够的强度和刚度：强度要求是指楼板层应保证在自重和活荷载作用下安全可靠，不发生任何破坏。这主要是通过结构设计来满足要求。刚度要求是指楼板层在一定荷载作用下不发生过大变形，以保证正常使用状况。结构规范规定楼板的允许挠度不大于跨度的1/250,可用板的最小厚度（1/40L～1/35L）来保证其刚度。

（二）具有一定的隔声能力：不同使用性质的房间对隔声的要求不同，如我国对住宅楼板的隔声标准中规定：一级隔声标准为65dB，二级隔声标准为75dB等。对一些特殊性质的房间如广播室、录音室、演播室等的隔声要求则更高。楼板主要是隔绝固体传声，如人的脚步声、拖动家具、敲击楼板等都属于固体传声，防止固体传声可采取以下措施：

（1）在楼板表面铺设地毯、橡胶、塑料毡等柔性材料。

（2）在楼板与面层之间加弹性垫层以降低楼板的振动，即“浮筑式楼板”。 （3）在楼板下加设吊顶，使固体噪声不直接传入下层空间。

（三）具有一定的防火能力：保证在火灾发生时，在一定时间内不至于是因楼板塌陷而

给生命和财产带来损失。

（四）具有防潮、防水能力：对有水的房间，都应该进行防潮防水处理。 A、地层防潮 (1)设防潮层 在混凝土垫层上、刚性整体面层下先刷一道冷底子油，然后铺憎水的热沥青或防水涂料，形成防潮层，以防止潮气上升到地面。也可在垫层下铺一层粒径均匀的卵石或碎石、粗砂等(图4.15(a)、(b))，以切断毛细水的上升通路。

(2)设保温层

一种是在地下水位低、土壤较干燥的地面，可在垫层下铺一层1∶3水泥炉渣或其他工业废料做保温层；

第二种是在地下水位较高的地区，可在面层与混凝土垫层间设保温层，并在保温层下做防水层(图4.15(c）、(d))。

(3)架空地层

将地层底板搁置在地垄墙上，将地层架空，形成空铺地层。

B、楼层防水

(1)楼面排水：为便于排水，首先要设置地漏，并使地面由四周向地漏有一定坡度，从而引导水流入地漏。地面排水坡度一般为1%~1.5%。另外，有水房间的地面标高应比周围其他房间或走廊低20~30mm，若不能实现标高差时，亦可在门口做高为20~30mm的门槛，以防水多时或地漏不畅通时积水外溢。

(2)楼层防水：有防水要求的楼层，其结构应以现浇钢筋混凝土楼板为好。面层也宜采用水泥砂浆、水磨石地面或贴缸砖、瓷砖、陶瓷锦砖等防水性能好的材料。常见的防水材料有防水卷材、防水砂浆和防水涂料等。(图4.16(a)、(b))；竖向管道穿越的地方是楼层防水的薄弱环节。工程上有两种处理方法：(图4.16(c)、(d))

（五）满足各种管线的设置 （六）满足建筑经济的要求

2、钢筋混凝土楼板构造

钢筋混凝土楼板因其承载能力大、刚度好，且具有良好的耐久、防火和可塑性，目前被

广泛采用。按其施工方式不同，钢筋混凝土楼板可分为现浇式、装配式和装配整体式三种类型。

2.1现浇钢筋混凝土楼板 2.1.1现浇钢筋混凝土楼板：

定义：在现场支模、绑扎钢筋、浇捣混凝土，经养护而成的楼板。

特点：成型自由、整体性和防水性好，但模板用量大，工期长，工人劳动强度大，且受施工季节的影响较大。

现浇钢筋混凝土楼板整体性好，特别适用于有抗震设防要求的多层房屋和对整体性要求较高的其它建筑，对有管道穿过的房间、平面形状不规整的房间、尺度不符合模数要求的房间和防水要求较高的房间，都适合采用现浇钢筋混凝土楼板。

A、根据受力和传力情况分：有板式楼板、梁板式楼板、无梁楼板和压型钢板组合板等。 （一）板式楼板：板内不设梁，板直接搁置在四周墙上的板称为板式楼板。

平板式楼板：根据受力特点和支承情况，分为单向板和双向板。为满足施工要求和经济要求，对各种板式楼板的最小厚度和最大厚度，一般规定如下：

（1）单向板时（板的长边与短边之比＞2）：屋面板板厚60mm~80mm；民用建筑楼板厚70mm~100mm;工业建筑楼板厚80mm~180mm；

（2）双向板时（板的长边与短边之比≤2）：板厚为80mm-160mm;

此外，板的支承长度规定：当板支承在砖石墙体上，其支承长度不小于120mm或板厚；当板支承在钢筋混凝土梁上时，其支承长度不小于60mm；当板支承在钢梁或钢屋架上时，其支承长度不小于50mm。

（二）肋梁楼板

梁板式楼板：由板、次梁、主梁组成的楼板。板支承在次梁上，次梁支承在主梁上，主梁支承在墙或柱上。所有的板、梁都是在支模后整体浇筑而成。

（1）单向肋梁楼板[单向肋梁楼板布置图、单向肋梁楼板透视图]

单向肋梁楼板布置图 单向肋梁楼板透视图

单向肋梁楼板由板、次梁和主梁组成。其荷载传递路线为板→次梁→主梁→柱（或墙）。主梁的经济跨度为5~8m,主梁高为主梁跨度的1/14~1/8；主梁宽为高的1/3-1/2；次梁的经济跨度为4~6m，次梁高为次梁跨度的1/18~1/12，宽度为梁高的1/3~1/2，次梁跨度即为主梁间距；板的厚度确定同板式楼板，由于板的混凝土用量约占整个肋梁楼板混凝土用量的50% ~70％，因此板宜取薄些，通常板跨不大于3m；其经济跨度为1.7~2.5m。

（2）双向板肋梁楼板（井式楼板）[井式楼板透视图]

井式楼板透视图

双向板肋梁楼板常无主次梁之分，由板和梁组成，荷载传递路线为板→梁→柱（或墙）。 当双向板肋梁楼板的板跨相同，且两个方向的梁截面也相同时，就形成了井式楼板。井式楼板适用于长宽比不大于1.5的矩形平面，井式楼板中板的跨度在3.5～6m之间，梁的跨度可达20～30m，梁截面高度不小于梁跨的1/15,宽度为梁高的1/4~1/2，且不少于120mm。井式

楼板可与墙体正交放置或斜交放置。由于井式楼板可以用于较大的无柱空间，而且楼板底部的井格整齐划一，很有韵律，稍加处理就可形成艺术效果很好的顶棚。

（三）无梁楼板：框架结构中将板直接支承在柱上，且不设梁的楼板，分为有柱帽和无柱帽两种。

无梁楼板为等厚的平板直接支承在柱上，分为有柱帽和无柱帽两种。当楼面荷载比较小时，可采用无柱帽楼板；当楼面荷载较大时，必须在柱顶加设柱帽。无梁楼板的柱可设计成方形、矩形、多边形和圆形；柱帽可根据室内空间要求和柱截面形式进行设计；板的最小厚度不小于150mm且不小于板跨的1/35~1/32。无梁楼板的柱网一般布置为正方形或矩形，间跨一般不超过6m。

当楼面荷载较小时，可采用无柱帽式的无梁楼板；当荷载较大时，为增加柱对板的支托面积并减小板跨 (图4.5)。

（四）压型钢板混凝土组合板：利用截面为凹凸相间的压型钢板做衬板与现浇混凝土面层浇筑在一起支承在钢梁上的板成为整体性很强的一种楼板［如图］。 组成：楼面层、组合板及钢梁等几部分(图4.6)

特点：压型钢板起到了现浇混凝土的永久性模板和受拉钢筋的双重作用，同时又是施工的台板，简化了施工程序，加快了施工进度。

2.1.2现浇钢筋混凝土楼板结构裂缝形成原因分析及处理措施 （一）楼板裂缝成因分析

混凝土楼板构件在设计上是允许带裂缝工作的，问题的关键在于出现什么样的裂缝。所以我们有必要对各种裂缝通过调查，检测鉴定，进行分析，找出裂缝的主要原因，判断是否对结构造成危险及危险性程度，并根据规范规定作出相应的科学处理。楼板裂缝成因可能如下：

（1）基础的不均匀沉降

如果是基础的不均匀沉降引起的裂缝，那么应该是在底层墙角的楼板、墙体以及框架柱交接处应该出现裂缝，并应该从下到上呈现规律性和收敛性裂缝出现。如果是基础不均匀沉降，还会引起箱型基础的水箱漏水或渗水现象。

（2）偶然荷载引起的裂缝

工程从施工开始直至竣工若出现地震、龙卷风等自然现象发生，则可认为裂缝是由偶然荷载引起产生的。

（3）裂缝宽度的承载力计算 在建筑结构设计计算中，楼板的配筋计算是根据极限承载力状态和极限使用状态进行计算的，楼板的厚度和配筋符合极限状态原则。现行国家标准对荷载裂缝的控制，是通过正截

面裂缝宽度计算和构造要求共同控制的，楼板的构造必须符合《混凝土结构设计规范》构造筋的配置要求。

（二）应对裂缝处理措施

对楼板的浅裂缝，将混凝土表面清洗干净等干燥后，涂上环氧树脂。对楼板贯穿裂缝位置的找平层及粉刷层剔除，采用压力灌注结构胶（注缝胶）和黏贴复合纤维的方式将裂缝进行封闭处理可保护钢筋满足耐久性的要求，也可满足使用要求。

（1）小于0.3mm裂缝的修补

修补方法为楼板基底用钢丝刷清理干净后，用低粘度改性环氧树脂沿缝涂抹，自然干燥后尽快粉刷封闭。地下室外墙内侧采用上述办法，外侧沿缝涂防水油膏一道，再做氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材一道，经检查合格后，必须尽快回填。

（2）碳纤维加固施工：稍稍大于0.3mm需要补强的结构裂缝采用碳纤维加固进行处理，增强结构抗剪能力，防止结构裂缝的发生发展，具体碳纤维补强加固技术要点如下：

工艺流程：卸荷、基底处理、涂底胶、找平、粘帖、保护 a、混凝土表面处理

将被补强的混凝土面层的粉刷层和松动部分进行除锈处理，然后用胶修补，表面凸出部分用切割机或砂轮机将其修平。转角处凸角R大于等于20mm以上，凹角用胶填补；若被补强的混凝土存在裂缝，应该先用结构灌缝胶灌注后再进行补强。混凝土表面要求洁净、干燥、无油污。若被补强的部分有水渗出，应该先做疏水、止水和干燥处理，将需要补强的混凝土表面用丙酮或者酒精擦拭干净。

b、底胶施工

当气温低于5摄氏度、大雨天或相对湿度大于百分之九十五的时候，不可进行施工。施工中，底胶A、B两组分别按照规定的配胶比例称量，倒入洁净的容器中并搅拌均匀，用毛刷或滚筒刷在混凝土表面均匀涂刷，胶表干以后，或视具体情况进行多次涂刷，但涂刷厚度不超过0.4mm并且不得漏刷或者有流淌、气泡，等胶固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不少于2小时）再进行下一道工序。每次配置的胶液应该在胶的适用期内使用完毕。

c、找平施工

当混凝土表面存在凹陷部位时，将配好的找平胶用刮刀嵌刮进行修补填平，模板接头等出现高度差的部位应该用找平胶填补，尽量减少高差。转角的处理，应该用找平胶将其修补为光滑的圆弧，半径不小于20mm。找平胶须固化后，方可再进行下一道工序。

d、粘贴碳纤维布

按照设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布的长度应该在3米以内。配置、搅拌、粘贴胶料，然后用滚筒刷均匀涂刷于所粘贴的部位，在搭接、拐角部位适当的多涂抹一些。碳纤维布沿受力方向的搭接长度就应该小于100mm，各层搭接位置应该相互错开。用光滑的滚子在碳纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维布外表面，以出去气泡，使纤维布充分浸润胶料。多层粘贴应该重复以上步骤，待纤维表面指触感干燥为宜，方可进行下一层碳纤维布的粘贴。在最外一层碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。

e、碳纤维布补强以后的养护

施工完成24小时内防止雨淋或者受潮，并注意保护，防止硬物碰伤施工表面。胶的固化温度不得低于5摄氏度。平均气温为20~25摄氏度时，固化时间不得少于3~7天；平均气温为10摄氏度时，固化时间不得少于7~10天。

f、检验及防护

当需要做表面防护的时候，应该按照有关标准的规定处理，并保证防护材料与碳纤维片材表面之间有可靠的粘结。

（三）裂缝问题总结 从以上分析可以看出，建筑物的四大角位置由于是楼板的最薄弱位置，当白天与夜间温差较大的时候，应该在浇筑混凝土完毕后，立即铺张草席等用来养护混凝土，以免温差较大，引起结构变形而产生裂缝。发现结构裂缝后，应该分析结构裂缝产生的原因，并且及时采取合理有效的补强加固处理措施，防止结构裂缝的进一步发展。 2.2 装配式钢筋混凝土楼板

装配式钢筋混凝土楼板系指在构件预制加工厂或施工现场外预先制作，然后运到工地现

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