2.6 构件作用因素
构件之间相互作用导致的裂缝包括:
1.短柱效应
短柱效应是指非结构构件造成结构柱或剪力墙肢的实际长度变短,削弱了柱子或墙肢的延性,从而导致结构发生脆性剪切破坏效应。
例如,阳台板或窗间墙与柱子之间没有缝隙,而是与之连接或靠紧,就相当于柱子侧边有了支点,缩短了柱子的实际长度。通过图2-2可以看出,图2-2b不留缝情况比图a留缝情况,柱子长度L变短了。
柱子变短有什么危害?
我们知道,柱子的抗弯性能与柱长的平方成反比。也就是说,柱子越短,抗弯性能越好。柱子长度变短后,抗弯性能增加,但抗剪性能没有增加,由此,在地震作用下,首先发生的不是弯曲破坏或弯剪破坏,而是剪切破坏。
图2-2 留缝与否对柱子长度的影响
a)留缝 b)不留缝
弯曲破坏具有延性,可以消耗能量,但剪切破坏没有延性,不消耗地震作用的能量,直接就破坏了,即脆性破坏,容易造成结构坍塌。
由于短柱延性不好,容易出现剪切破坏。所以,设计中应避免短柱。尤其要避免在同一层结构中,既有长柱又有短柱。好的结构设计应当遵循“强剪弱弯”的设计思路,竖向结构柱(或墙肢)应具有延性,以消耗能量,避免出现脆性破坏。
所以,混凝土阳台板与结构柱(或墙肢)之间应留有缝隙;窗下墙如果是混凝土的,与结构柱(或墙肢)之间也须有缝隙。缝宽应经过计算,并填充压缩比高的密封胶;外挂墙板与结构柱或外挂墙板之间的缝隙宽度也须计算,填充压缩比高的建筑密封胶。
2.附加作用
附加作用是指非结构构件在地震时对结构构件产生的附加作用,或造成结构构件的损坏,或非结构构件自身损坏。
阳台板、窗下墙和外挂墙板在地震作用下可能产生对结构柱(或墙肢)的附加破坏,即使与柱子(或墙肢)之间留有缝隙,如果密封胶压缩后的有效宽度不够,也会产生附加作用,如:
1)缝宽不经过计算,随意设置。
2)设计选用密封胶没有压缩比要求。
3)一体化整间墙板与结构墙、柱连接,未进行附加作用分析。
4)整体飘窗与结构墙、柱连接,未进行附加作用的分析。
5)外挂墙板与主体结构的连接节点都是刚性连接,主体结构变形导致墙板受扭,形成裂缝。
6)外挂墙板在柔性连接之外又伸出钢筋与柱梁连接。
7)外挂墙板安装缝未预留足够的位移净空间,在地震作用下互相作用。
8)室内隔墙预制墙板刚度过大,破坏结构的刚度均衡。甚至还有人直接用PC墙板做内隔墙。
9)楼梯板避免附加作用的措施不清晰,表述不清晰,施工时将滑动端做成了固定端等。
3.徐变差效应
高层建筑竖向构件受压徐变,内柱荷载大徐变大,外柱荷载小徐变小,由此形成徐变的变形差,导致非结构填充墙出现强迫剪切45°斜裂缝。