浅谈建筑工程砌体结构裂隙的成因及控制论文_陈志杰

浅谈建筑工程砌体结构裂隙的成因及控制论文_陈志杰

陈志杰

广西南宁 530000

摘要:在多层砌体结构建筑物中,墙体裂隙多有发生,裂隙出现的时间因不同的建筑物而异,有的出现早,有的出现晚,但多发生在新建房屋的1~3年内;缝宽不等,严重者形成贯穿性裂缝。砌体结构裂隙问题已经是一个普遍性的问题,它不仅影响了建筑物的正常使用,降低了建筑功能,缩短了使用年限,而且对抗震也是极为不利的,尤其是在住宅商品化的今天,这个问题已日益引起开发商和居民的普遍关注,因此,如何控制砌体结构房屋墙体开裂的问题是摆在工程技术人员面前的新课题。本文对建筑工程普遍存在的砌体结构裂缝产生的原因进行了深入分析,并对建筑砌体结构裂缝的控制方法进行了阐述。

关健词:建筑;砌体;结构;裂隙

建筑结构裂隙控制看来是一个比较简单、普遍存在的问题,但却是一门与力学、热工学、材料学等专业知识关系十分密切的、复杂的综合性学科,是建筑工程中确保工程质量不容忽视的重要环节。在该领域中,目前国内尚无统一的规范和技术指标可循。

1、建筑工程砌体结构裂隙的成因及主要形态

1.1温度裂缝

热胀冻缩,是各种物质的一个物理物征,各种建筑材料及其所形成的构件也不例外。在建筑中,各构件相互连接成一空间整体,混凝土和砌体之间的变形差异导致构件中产生温度应力,混凝土顶盖变形大,墙体变形相对较小,导致砖砌体和混凝土屋盖之间产生约束应力。当外界温度升高时,使屋盖受压,墙体受拉、受剪。当约束条件下作用于构件的温度应力足够大时,超过砌体的抗拉或抗剪强度时就产生了裂缝,这就是温度裂缝产生的直接原因。

这类裂缝裂缝常在建筑物(特别是那些纵向较长的)混凝土平屋盖顶层两端内外纵墙上,门窗洞两边,以及砌体女儿墙根部。温度裂缝形态呈“八”字型或直线型,且显对称性,但有时又仅一端有。譬如混凝土平屋盖顶层两端内外纵墙上的“八”字缝。由于房屋两端为“自由端”,水平约束力较小;当屋面向两端热胀时,致使下部砌体出现正“八”字型缝,当冷缩时,就出现倒“八”字型缝。而在温度上升的时候由于混凝土的膨胀大于砌体,楼板的膨胀受砌体的约束,从而在女儿墙根部形成向外的剪应力;而气温下降时,对女儿墙根部形成向内的剪应力,周而服始,墙体根部水平裂缝就产生了。

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1.2干缩裂缝

烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形相对很小,但变形完成比较快。粘土砖随含水率的增加而膨胀,在含水率降低时砖不会收缩,即这种膨胀不会因为在大气温度中变干而收缩。砖中的含水量取决于原材料的种类和烧制温度范围,只要不使用新出窑的满足了龄期的砖,一般不考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。当砖从窑中取出时尺寸最小,然后随着含水率的增加而膨胀,即在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,当砌体暴露在潮湿的空气中它开始膨胀,在开始的几个星期内膨胀最大,膨胀会以很低的速率持续几年,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小。

收缩裂缝不是结构裂缝,但它们破坏了墙体外观。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝;空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙体裂缝,这种情况一般外叶墙裂缝较内叶墙严重。此外,由于砌筑砂浆强度不高,灰缝不饱满,干缩引起的裂缝往往呈发丝状分散在灰缝缝隙中,清水墙时不易被发现,当有粉刷抹面时就显露出来。干缩引起的裂缝宽度不大,且裂缝宽度较均匀。

1.3地基变形

房屋下面的地基承受整幢房屋的荷载而产生压缩变形,房屋随之沉降。当地基土层不一致或土层一致而上部荷载不均匀时,结构物刚度差别悬殊时,地基就产生不同的压缩变形而形成不均匀沉降,使房屋的墙体中产生弯曲和剪切引起的附加应力。当差异沉降较大时,墙体内产生的拉应力将超过砌体的抗拉强度,墙体中会出现裂缝。地基、基础、建筑物构成了一个整体、共同工作,其内力和变形形态与土的性质、建筑物与地基的刚度、基础与建筑物的尺寸形状、材料的弹塑性性质、徐变等影响因素有关。

地基不均匀沉降裂缝的形态是多种多样的,有些裂缝随时间长期变化,裂缝宽度较宽,有时宽至数厘米。地基变形裂缝主要分为剪切裂缝和弯曲裂缝,常见的有八字裂缝和斜向裂缝,多出现在房屋中下部且发生于房屋中下部的裂缝较上部宽度大。

2、建筑工程砌体结构裂隙的控制方法

建筑砌体结构裂隙一旦产生,就会降低建筑物的使用功能,严重裂隙还会影响结构安全,同时对裂隙进行加固补强困难较大,因此防止、控制砌体结构产生裂隙是十分重要的,尤其是在地震区更为重要,否则将产生严重后果。

2.1从计算角度控制。

由于砌体裂隙主要是由间接作用引起的,而温度变化与材料胀缩系数不同等间接作用引起的砌体附加应力的定量计算目前尚无统一的规范,因此设计人员应根据当地的实际情况,对间接作用可能引起的附加应力给予充分考虑和计算,并对砌体强度进行分析计算,以减少在通常温差下变形裂隙的产生。

2.2规范结构控制。

为控制裂隙的产生,在建筑物的平面布置设计中,结构的平面形状应力求规则对称,如平面形状不规则,应尽量采用伸缩缝将其分成若干独立规则单元,以放为主,抗放兼施,以避免由于墙体温度变化产生竖向开裂。对伸缩缝的设置,设计规范的规定一般较灵活,没有严格和明确规定,设计方法均由设计人员自行处理。根据多年实际经验,只要按规范每隔一定距离留一条伸缩缝,按留缝就不裂的简单方法,在一般情况即可得到基本控制。在建筑物的竖向设计时,应力求按竖向规范规则,尽可能不出现错层,以避免由于温度变化产生的水平裂缝。

2.3构造控制。

(1)、加强设置钢筋硷圈梁,提高墙体的整体性。在建筑顶层每个开间、在错层处及屋面不等高处必须设置圈梁;顶层外圈梁应设计为暗圈梁,不应外漏,这样可使外圈梁免受阳光直接照射或大气影响;无论女儿墙高低,均要设置钢筋混凝土压顶圈梁,并与构造柱连为整体,以抵抗裂缝的产生。

(2)、提高屋面板的整体性。屋面板最好采用现浇板,或在预制屋面板上增加现浇层;在预制屋面板与外纵墙间设置现浇板带,预制屋面板间设置现浇板缝梁,使屋面成整体式装配。

(3)、屋面挑檐为外露结构,在一天内的温度变化较大,不仅本身容易开裂,而且对墙体开裂也有一定的影响,故应适当增加挑檐纵向配筋并增设变形缝或 后浇带,以减少收缩。后浇带的做法是在其纵向受力较小的中间适当部位,预留300mm宽的后浇带,用钢筋贯通,在施工40一60天后再二次浇筑,以起到先放后抗的控制作用。

(4)、重视屋面保温。选择屋面保温层时,适当加厚或选用保温隔热性能良好的材料。对屋面保温层必须按建筑节能标准进行热工计算,进一步提高屋面保温层的保温隔热性能。屋面保温不好是屋面板产生温度应力的直接原因,严重时会导致顶层墙体开裂或屋面漏水。保温层应做至“挑檐”或檐沟处,以防止混凝土结构外漏,有条件者必须增设、架空隔热层。

3、结语

当前,控制建筑砌体结构裂隙的产生和扩展,是建筑工程中必不可少的一个重要环节,应引起足够重视,尤其在当前建筑物普通向高层、大型化发展的形势下,制定一项统一的规范和技术标准已迫在眉捷。只要严格执行规定,做到设计与施工紧密配合,控制建筑砌体结构裂隙是完全可以做到的。

论文作者:陈志杰

论文发表刊物:《基层建设》2016年2期

论文发表时间:2016/5/28

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