常见阳台变形原因分析及加固建议

石开明

（黑龙江省寒地建筑科学研究院，哈尔滨 150080）

0 引言

房屋安全事关群众生命财产安全，关乎社会发展稳定。我国每年都会由于房屋安全问题造成人员伤亡和经济损失。目前全国住建系统都在加强房屋安全隐患排查工作，各省市编制了安全隐患排查手册、指南等资料，用以指导和规范既有房屋结构安全排查，及时发现和治理安全隐患房屋，保障人民群众的生命和生产安全以及社会的和谐稳定。

房屋存在安全隐患的主要原因，一是不可抗拒的外力，比如罕遇地震、洪水、大风等等；二是违规改造的房屋，比如未经过专业设计擅自拆改承重构件、擅自改变使用功能导致荷载增加等；三是原有施工存在质量问题，如材料强度不足，配筋数量不足，构件尺寸不足等；四是原有建筑经过多年的使用之后，承重材料存在老化、侵蚀、酥碱等问题。

其中住宅楼阳台变形的问题是其中一个常见且较为棘手的问题，阳台变形被发现多数都是由于阳台栏板与墙体交接处开裂，出现透风、结露等现象。在进行阳台变形原因鉴定及下一步的加固处理过程中，经常出现居民、建设单位、施工单位、管理单位之间的种种矛盾，导致上访告状事件频频发生，所以了解摸清阳台变形问题出现的根源，并尽量在源头解决问题尤其重要。在这方面有的学者已经做出了一些原因分析及处理建议[1-4]。

文中将通过实际案例，结合原设计情况及现场检测结果，对阳台变形的原因进行深入剖析，并提出加固建议，为今后类似工程提供借鉴与参考。

1 工程概况

某楼房建于2009年5月，完工日期2009年12月份。据介绍，楼房完工后不久，有居民发现阳台栏板与外纵墙之间有开裂现象，随后建设单位对有问题的阳台采取发泡封堵等简易处理，在后期使用过程中，小区居民发现上述裂缝依然有发展的迹象。阳台栏板与墙体交接处的裂缝常见形态为上宽下窄见图1。

图1 阳台栏板与墙体交接处开裂

楼房结构形式为砌体结构，墙体为烧结普通砖和混合砂浆砌筑，楼屋盖均为现浇钢筋混凝土梁板结构。原设计室内梁、板混凝土强度等级均为C20，阳台混凝土强度等级均为C30。

开裂现象较为严重的为南侧各层阳台，该类型的阳台均为悬挑板结构，悬挑长度为1380mm，根部厚度为120mm，端部厚度为90mm，上部受力钢筋均为12@150mm，分布筋为8@200mm，保护层厚度设计值为25mm。阳台栏板为100mm厚混凝土板。

2 现场检测结果

抽取了其中5个存在变形的阳台进行检测。经检测，5个阳台悬挑长度跟图纸相符，阳台悬挑板厚度均能满足设计要求；受力钢筋及分布钢筋的直径和间距均能满足设计要求。

通过检测，5个阳台中未达到设计要求的或存在的问题基本类似，主要有以下3个问题，采用回弹法和取芯法两种方式进行检测，得出5个阳台混凝土强度推定值平均值为20.8MPa，达不到设计C30的要求；采用钢筋扫描仪和破损法相结合的方式进行检测，受力钢筋保护层厚度平均值为40mm，大于设计25mm的要求；设计阳台无地热层，实际检测中发现所有阳台均铺设了地热，所抽检的阳台地热层素混凝土层及找平层总厚度平均值为130mm，恒荷载远超设计值；从阳台栏板与墙体交接处的裂缝处可以看到，该栏板与墙体之间未设置拉结筋。检测过程中的部分照片参见下图2～图3。

图2 取芯检测楼板厚度

图3 检测装饰层厚度

3 承载力及变形验算

验算先按5个阳台实际检测数据的平均值进行验算[5,6]。

3.1 计算简图（见图4）

图4 阳台平面示意图及剖面图（单位：mm）

3.2 荷载及弯矩（见表1）

表1 阳台悬挑板荷载及弯矩

标准组合弯矩Mk=48.81kN·m

准永久组合Mq=46.1kN·m

基本组合M=59.5kN·m

3.3 验算悬挑板极限弯矩

3.3.1 基本数据

3.3.2 验算最小配筋率

最小配筋率满足规范要求。

3.3.3 验算截面所能承受的弯矩设计值Mu

所以，实际情况下阳台悬挑板抗弯承载能力不满足规范要求。

3.4 验算使用阶段悬挑板的挠度

3.4.1 基本数据

θ=2（混凝土规范7.2.5条，考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数）

3.4.2 求Bs（短期刚度，混凝土规范7.2.3条）

3.4.3 求B（长期刚度，混凝土规范7.2.2条）

3.4.4 计算悬挑板的挠度

查混凝土规范3.4.3条。

故实际情况下阳台悬挑板挠度不满足规范要求。

4 对比分析

依据原设计图纸，对其进行承载能力及挠度验算分析，均能满足设计要求，这里就不具体展示计算过程，原设计与实际情况数据对比见表2。

表2 混凝土配合比

从计算过程中发现，影响计算结果的因素主要集中在，阳台板悬挑长度、荷载、楼板计算高度、混凝土强度、配筋大小5个方面。悬挑长度跟图纸不符的情况在实际案例中极少出现，所以针对其他4个病害进行分析。

4.1 荷载过大

荷载过大造成悬挑板的弯矩变大。恒荷载过大的原因往往是由于用户随意装修造成的，比如有的阳台施工不平整，为了找平，铺设的找平层达到60～80mm，超过原设计的要求；再比如原设计无地热，用户入住后改为地热，地热层厚度一般在80～100mm，超过原设计要求；活荷载过大的原因往往是由于功能改变或者堆载造成的，有的用户把阳台改成了储藏室，把书柜、大米等荷载较大的物品堆积在阳台上，导致实际活荷载超过原设计的要求。

4.2 保护层厚度过大

保护层厚度过大造成悬挑板的计算高度降低，导致悬挑板的抗弯承载能力降低。保护层厚度过大的原因往往是由于施工过程中人为操作不当导致的，比如振捣过程中钢筋被踩踏下移，或马凳筋设置不合理等，甚至由于施工队伍的水平较低出现顶部受力钢筋设置在底部的错误情况。只要是保护层过大的悬挑板很难避免阳台出现变形开裂的现象，应在施工过程中加强管理进而避免。

4.3 混凝土强度不足

混凝土强度不足会造成悬挑板的抗弯承载能力降低。影响混凝土强度的原因有很多，商品混凝土强度不足、浇筑时温度较低、振捣不实、运输时间过长、养护不到位等等。应在商品混凝土厂家、施工过程中加强管理进而避免。

4.4 配筋不足

配筋不足会造成悬挑板的抗弯承载能力降低。配筋不足可能是由于施工过程中看错图纸、偷工减料等原因造成的。应加强施工队伍的管理进而避免该问题的发生。

4.5 其他构造缺陷

阳台栏板与墙体之间未设置拉结筋，虽然设计时这些拉结筋不参与承载能力计算，仅是构造要求，但其实拉结筋起到了很好的作用，实际检测过程中，设置拉结筋的阳台很少出现变形开裂的情况。

5 处理建议

阳台出现变形的原因往往不止一个，基本都是同时伴随了多个因素，具体采用什么样的方式对其进行加固，还是要根据现场加固条件，合理选用加固方案。

5.1 拆除重新浇筑

将阳台悬挑板拆除重新按要求绑扎钢筋浇筑混凝土的加固措施，该种加固方案的思路较为简单明确，如果现场条件允许，这是最有效、最直接的加固方式。如果混凝土强度低于加固设计的最低要求时，尽量采取这种加固方式。

5.2 悬挑板顶部加固

在阳台悬挑板上部增设钢筋、钢板、碳纤维片材的加固措施，这种加固方案的思路为使悬挑板的上部受力钢筋面积增加从而达到增加悬挑板的抗弯承载能力的目的。前提是混凝土强度必须满足加固设计的最低要求。

5.3 悬挑板下部加固

在阳台悬挑板下方增设混凝土叠合层的加固措施，这种加固方案的思路为使悬挑板的下部受压区高度增加从而达到增加悬挑板的抗弯承载能力的目的。前提是混凝土强度必须满足加固设计的最低要求。

5.4 阳台两侧加固

采取在阳台两侧增设斜拉钢筋，锚固到墙体内的加固措施，这种加固方案的思路为控制其两端的下挠变形从而达到增加悬挑板的抗弯能力和变形能力的目的。前提是混凝土强度必须满足加固设计的最低要求。

5.5 阳台外围加固

采取在阳台外围增设框架的加固措施，这种加固方案的思路为改变悬挑板的受力形态，使其变为简支板。

6 结语

阳台变形、开裂问题日趋凸显，影响居民使用及结构安全，应引起足够重视，尽量在源头把控，保证阳台的安全性。通过研究阳台变形的原因和加固建议，得到了以下结论：

（1） 阳台变形主要是由于荷载过大、钢筋保护层厚度过大、混凝土强度不足、配筋不足等几个原因造成的。

（2） 在阳台出现变形时，可采取拆除重新浇筑、在悬挑板顶部、底部、两侧、外围等方式进行加固，具体方案应合理选择，尽量选择安全可靠、方便施工的加固方式。