探索砌體建筑結(jié)構(gòu)防裂策略

時(shí)間:2022-02-19 11:38:00

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探索砌體建筑結(jié)構(gòu)防裂策略

摘要:在我國(guó)建筑業(yè)快速發(fā)展的今天,砌體結(jié)構(gòu)在整個(gè)建筑業(yè)中主要部分。砌體結(jié)構(gòu)裂縫這一質(zhì)量通病也就成了建筑業(yè)迫切需要解決的重要問(wèn)題,砌體結(jié)構(gòu)裂縫不但影響建筑物的外觀,同時(shí)也影響建筑物的使用壽命及使用功能。文章擬就裂縫出現(xiàn)的成因及解決辦法作以闡述。

關(guān)鍵詞:砌體結(jié)構(gòu);裂縫,原因,控制

一、前言

目前,裂縫是砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量中最主要也是最難處理的問(wèn)題之一。這里,將砌體結(jié)構(gòu)裂縫分為受力裂縫和非受力裂縫兩大類(lèi),在各種直接荷載作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫稱(chēng)為受力裂縫,而砌體因收縮、溫度、濕度變化、地基沉陷不均等引起的裂縫是非受力裂縫,又稱(chēng)變形裂縫。本文主要分析砌體結(jié)構(gòu)的變形裂縫。

二、溫度裂縫

在建筑中,各構(gòu)件相互連接成一空間整體,混凝土和砌體之間的變形差異導(dǎo)致構(gòu)件中產(chǎn)生溫度應(yīng)力,混凝土頂蓋變形大,墻體變形相對(duì)較小,導(dǎo)致磚砌體和混凝土屋蓋之間產(chǎn)生約束應(yīng)力。當(dāng)外界溫度升高時(shí),使屋蓋受壓,墻體受拉、受剪。當(dāng)約束條件下作用于構(gòu)件的溫度應(yīng)力足夠大時(shí),超過(guò)砌體的抗拉或抗剪強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生了裂縫,這就是溫度裂縫產(chǎn)生的直接原因。

(一)溫度裂縫的種類(lèi)和成因

內(nèi)外縱墻和根墻的“八”字形裂縫。這種裂縫多出現(xiàn)在每片墻體的端部,而且集中出現(xiàn)在門(mén)窗洞口的角部,呈“八”字形。當(dāng)溫度升高時(shí),屋面板伸長(zhǎng)比相應(yīng)磚墻伸長(zhǎng)大,使頂層墻體因屋面板的推力作用受拉和受剪。拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的分布情況大體是:房屋平面中間為零,兩端最大,因此墻體的兩端部位大多出現(xiàn)“八”字形裂縫,屋面保溫隔熱層的質(zhì)量越差,屋面板和墻體的相對(duì)位移越大,裂縫越明顯。

窗臺(tái)出現(xiàn)水平裂縫、斜裂縫。當(dāng)房屋的長(zhǎng)高比較大,而且室內(nèi)空間比較寬敞高大的房屋,頂層外墻常在窗臺(tái)部位出現(xiàn)水平裂縫,窗口出現(xiàn)對(duì)角斜裂縫。當(dāng)溫度升高后屋面板伸長(zhǎng)對(duì)墻產(chǎn)生水平推力,使窗臺(tái)部位的墻體內(nèi)側(cè)向外擴(kuò)展,外墻在水平推力作用下發(fā)生側(cè)向彎曲而導(dǎo)致開(kāi)裂。

屋面板下面的外墻水平裂縫和外墻陽(yáng)角的包角裂縫。這種裂縫出現(xiàn)在屋面板底部,頂層QL底部墻體,門(mén)過(guò)梁上部墻體,裂縫有時(shí)貫通墻厚。當(dāng)升溫時(shí),屋面板對(duì)頂層QL及墻體產(chǎn)生推力,降溫時(shí),屋面板對(duì)墻體產(chǎn)生拉力,墻體抗拉強(qiáng)度不能抵抗水平剪力而導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。

女兒墻裂縫。不少房屋女兒墻建成后發(fā)生側(cè)向彎曲,女兒墻的根部和平屋頂面交接處墻體外凸或女兒墻外傾,造成女兒墻開(kāi)裂,房屋的短邊裂縫比長(zhǎng)邊明顯。形成這種現(xiàn)象的主要原因是:鋼筋砼屋蓋和屋面的水泥砂漿面層,在氣溫升高后的伸長(zhǎng)比磚墻大,磚墻相對(duì)阻止屋蓋結(jié)構(gòu)和水泥砂漿面層伸長(zhǎng),因此屋蓋結(jié)構(gòu)和砂漿面層對(duì)墻體產(chǎn)生推力導(dǎo)致女兒墻開(kāi)裂。溫差越大房屋越長(zhǎng),面層砂漿越密越厚,這種推力越大,墻體開(kāi)裂越嚴(yán)重。

通常情況下,溫度裂縫危害并不大,但對(duì)房屋的整體性、耐久性和外觀影響較大,給住戶產(chǎn)生一種不安全感,特別是對(duì)商品房銷(xiāo)售影響較大,如遇到地震或水平荷載作用下有可能導(dǎo)致房屋破壞。因此,在設(shè)計(jì)中,應(yīng)采取有效措施,防止溫度裂縫產(chǎn)生。

(二)溫度裂縫的解決措施

屋蓋上設(shè)置保溫層或隔熱層,減緩熱脹冷縮動(dòng)力源;在屋面水泥砂漿找平層或剛性防水層適當(dāng)部位設(shè)置分倉(cāng)縫(控制縫),控制縫的間距不大于30m;當(dāng)采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長(zhǎng)度大于12m時(shí),宜設(shè)置分隔縫,分隔縫的寬度不應(yīng)小于20mm,縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫;建筑物溫度伸縮縫的間距除應(yīng)滿足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》BGJ3-88第5.3.2條的規(guī)定外,宜在建筑物墻體的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫,控制縫的間距不宜大于30m;女兒墻一定范圍增加構(gòu)造柱,分散溫度應(yīng)力;非地震地區(qū),在房屋頂層宜設(shè)鋼筋混凝土圈梁。若采用鋼筋混凝土圈梁,圈梁不宜外露。若不設(shè)圈梁,可在屋蓋四周檐口下的砌體內(nèi),配置適當(dāng)轉(zhuǎn)角鋼筋。

三、地基不均勻沉降引起的裂縫

當(dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降后,沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移,從而使砌體中產(chǎn)生附加的拉力或剪力,當(dāng)這種附加內(nèi)力超過(guò)砌體的強(qiáng)度時(shí),砌體中便產(chǎn)生相對(duì)裂縫。這中裂縫一般都是斜向的,且多發(fā)生在門(mén)窗洞口上下。

(一)地基不均勻沉降引起的裂縫特點(diǎn)

(1)裂縫一般呈傾斜狀,說(shuō)明系因砌體內(nèi)主拉應(yīng)力過(guò)大而使墻體開(kāi)裂;

(2)裂縫較多出現(xiàn)在縱墻上,較少出現(xiàn)在橫墻上,說(shuō)明縱墻的抗彎剛度相對(duì)較??;

(3)在房屋空間剛度被削弱的部位,裂縫比較集中。

(二)地基不均勻沉降引起裂縫的解決措施

(1)合理設(shè)置沉降縫將房屋劃分成若干個(gè)剛度較好的單元,或?qū)⒊两挡煌牟糠指糸_(kāi)一定距離,其間可設(shè)置能自由沉降的懸挑結(jié)構(gòu)。

(2)合理地布置承重墻體,應(yīng)盡量將縱墻拉通,盡量做到不轉(zhuǎn)折或少轉(zhuǎn)折。避免在中間或某些部位斷開(kāi),使它能起到調(diào)整不均勻沉降的作用,同時(shí)每隔一定距離設(shè)置一道橫墻,與內(nèi)外縱墻連接,以加強(qiáng)房屋的空間剛度,進(jìn)一步調(diào)整沿縱向的不均勻沉降。

(3)加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度和整體性,提高墻體的穩(wěn)定性和整體剛度,減少建筑物端部的門(mén)、窗洞口,設(shè)置鋼筋混凝土圈梁,尤其是要加強(qiáng)地圈梁的剛度。

(4)加強(qiáng)對(duì)地基的檢測(cè),發(fā)現(xiàn)有不良地基應(yīng)及時(shí)妥善處理,然后才能進(jìn)行基礎(chǔ)施工。

(5)房屋體形應(yīng)力求簡(jiǎn)單,橫墻間距不宜過(guò)大。

(6)合理安排施工順序,宜先建較重單元,后建較輕單元。

三、干縮裂縫

干縮裂縫不是結(jié)構(gòu)裂縫,但它們破壞了墻體外觀。這類(lèi)干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數(shù)量多、裂縫的程度也比較嚴(yán)重。

(一)干縮裂縫的特點(diǎn)

在墻體中部出現(xiàn)的階梯形裂縫;塊體周邊灰縫的裂縫;在外墻的窗下墻出現(xiàn)豎向均勻裂縫;山墻等大墻面出現(xiàn)的豎向、水平向裂縫。收縮裂縫一般多出現(xiàn)在下部幾層,有的砌塊房屋山墻大墻面中間部位出現(xiàn)了由底層一直延伸至3、4層的豎向裂縫。

(二)干縮裂縫的解決措施

選用干縮值低的墻材??刂破鲋r(shí)材料的含水量(先讓材料干縮后砌墻)。采用低強(qiáng)度砂漿和長(zhǎng)度小的磚塊,可以避免磚塊的斷裂,并將細(xì)小裂縫均勻分散到各個(gè)垂直的灰縫隙中,避免變形和應(yīng)力集中,累加出現(xiàn)大裂縫。

面積較大的墻體采用在墻體內(nèi)增設(shè)構(gòu)造梁柱的構(gòu)造措施。如墻體長(zhǎng)度超過(guò)5m,可在中間設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱;當(dāng)墻體高度超過(guò)3m(120mm厚墻)或4m(≥180mm厚墻)時(shí),須在墻中腰處增設(shè)鋼筋混凝土腰梁,或設(shè)置伸縮縫。

嚴(yán)格控制以膠凝材料為原料的砌塊的齡期,不足28d的不應(yīng)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。對(duì)于混凝土制品,如果以90d的干燥收縮值為基準(zhǔn),28d只完成收縮的80%左右。而且這類(lèi)砌塊,28d前含水率大,物理化學(xué)變形不穩(wěn)定,干燥收縮值大,特別是蒸壓加氣混凝土,出廠含水率有時(shí)高達(dá)60%以上。

正確掌握各種砌塊使用時(shí)的含水率。輕集料混凝土空心砌塊和蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊砌筑時(shí)的含水率分別控制為5%~8%和15%、20%以內(nèi)。砌體在生產(chǎn)儲(chǔ)存期、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)堆放等均要防止被水浸濕,雨季還應(yīng)做好對(duì)砌塊和砌體的遮蓋。施工時(shí),一般提前1~2d灑水稍作濕潤(rùn)。砌塊含水深度以表層8mm~10mm為宜。

四、結(jié)束語(yǔ)

由于砌體的抗拉,抗剪強(qiáng)度較小,出現(xiàn)裂縫的原因很多,在很大的程度上只能預(yù)防。一旦出現(xiàn)裂縫則要注意觀察,必要時(shí)采取灌漿或加固措施以阻止裂縫的開(kāi)展。