建設(shè)工程教育網(wǎng) > 建筑文苑 > 結(jié)構(gòu)設(shè)計 > 正文
2005-08-05 00:00 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要: 結(jié)構(gòu)裂隙控制看來是一個比較簡單、普遍存在的問題,但卻是一門與力學(xué)、熱工學(xué)、材料學(xué)等專業(yè)知識關(guān)系十分密切的、復(fù)雜的綜合性學(xué)科,是建筑工程中確保工程質(zhì)量不容忽視的重要環(huán)節(jié)。在該領(lǐng)域中,目前國內(nèi)尚無統(tǒng)一的規(guī)范和技術(shù)指標可循。 本文僅從一般理論和多年實踐經(jīng)驗方面,通過對砌體結(jié)構(gòu)裂隙成因的分析,闡述控制裂隙的措施和加固方法。
關(guān)鍵詞: 墻體裂隙 產(chǎn)生機理 控制措施
一、概況
在多層砌體結(jié)構(gòu)建筑物中,墻體裂隙多有發(fā)生,裂隙出現(xiàn)的時間因不同的建筑物而異,有的出現(xiàn)早,有的出現(xiàn)晚,但多發(fā)生在新建房屋的1 一3年內(nèi);縫寬不等,較寬者有3,二以上,嚴重者形成貫穿性裂縫。砌體結(jié)構(gòu)裂隙問題已經(jīng)是一個普遍性的問題,它不僅影響了建筑物的正常使用,降低了建筑功能,縮短了使用年限,而且對抗震也是極為不利的,尤其是在住宅商品化的今天,這個問題已日益引起開發(fā)商和居民的普遍關(guān)注,因此,如何控制砌體結(jié)構(gòu)房屋墻體開裂的問題是擺在工程技術(shù)人員面前的新課題。
二、裂隙成因及類型
產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的,歸納起來主要有兩方面:一是由外荷載(包括靜、動荷載)變化引起的裂隙,二是由變形引起的裂隙(主要有溫度變化,不均勻沉陷或膨脹等變形產(chǎn)生應(yīng)力而引起的裂隙)。在砌體結(jié)構(gòu)的民用建筑中,砌體裂隙絕大部分是由于變形引起的,溫度變化是引起墻體開裂的主要因素。由于磚砌體的線膨脹系數(shù),而鋼筋混凝土線膨脹系數(shù)是因此當(dāng)溫度發(fā)生變化時,二者產(chǎn)生變形差異。此外,由于建筑物中的構(gòu)件大多屬于超靜定桿件,具有多個約束,對由于溫度變化所引起的變形將予以限制,從而會在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。對墻體與混凝土之間的變形差異勢必在砌體中產(chǎn)生很大的拉力和剪力,這些力超過一定限度時,砌體就產(chǎn)生錯位裂隙,溫度裂隙是造成墻體早期開裂的主要原因。由于溫度應(yīng)力和變形而產(chǎn)生的裂隙具有“頂層重下層輕”、“兩端重中間輕”、“陽面重陰面輕”的特點與規(guī)律,裂縫的類型及其產(chǎn)生的原因可具體分為如下5 種:
l、八字形裂隙。
主要出現(xiàn)在橫墻與縱墻兩端部,此種裂縫屬正八字形的熱脹裂縫,隨溫度升降而變化,其原因是由于設(shè)計一與施工中的缺陷,使屋面保溫層的熱阻減少甚至失效,致使屋面板溫度變形大于砌體溫度變形,當(dāng)產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力的,屋面板的推力就傳給墻體,并因墻體溫度附加應(yīng)力在房屋兩端較大,當(dāng)砌筑砂漿強度較低時,則易發(fā)生剪力產(chǎn)生的主拉應(yīng)力,當(dāng)超過砌體抗拉極限時,墻體即出現(xiàn)八字形開裂。
2、倒八字形裂隙。
屬冷縮裂隙,主要出現(xiàn)在縱橫墻兩端的窗洞口處,尤以頂層兩端窗洞口處最嚴重。由于墻體冷縮附加應(yīng)力在墻體兩端較大,當(dāng)房屋收縮變形大于墻體時,在門窗洞口處產(chǎn)生應(yīng)力相對集中而導(dǎo)致形成倒八字形裂隙,使墻體開裂。
3、水平裂隙。
多見于頂層橫墻、縱墻、“女兒墻”及山墻處。當(dāng)屋面保溫隔熱較差,屋面板受熱膨脹對墻體產(chǎn)生水平推力,由于墻體在端部收縮要大于中部且砌體抗剪能力較低,使縱橫墻與屋蓋的接觸面上產(chǎn)生水平裂隙。
4、垂直裂隙。
主要出現(xiàn)在窗臺墻處、過梁端部及樓層錯層處。此種裂隙主要由于溫度變化,墻體受到樓板的拉應(yīng)力作用,在門窗洞口處產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng)而拉裂,或因冷縮變形,在與墻漆之間變形差異最大的鋼筋混凝上梁端和樓板錯層處,引起墻體垂直開裂。
5、X形裂縫。
多數(shù)沿砌體灰縫開裂,主要受房屋熱脹冷縮的反復(fù)作用形成,而底層墻體產(chǎn)生的X形裂縫則是由于基礎(chǔ)不平整或不均勻沉降引起。
三、設(shè)計過程中對砌體裂隙的主動控制
砌體結(jié)構(gòu)裂隙一旦產(chǎn)生,就會降低建筑物的使用功能,嚴重裂隙還會影響結(jié)構(gòu)安全,同時對裂隙進行“加固補強”困難較大,因此防止、控制砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂隙是十分重要的,尤其是在地震區(qū)更為重要,否則將產(chǎn)生嚴重后果。
1、從計算角度控制。
由于砌體裂隙主要是由間接作用引起的,而溫度變化與材料脹縮系數(shù)不同等間接作用引起的砌體附加應(yīng)力的定量計算目前尚無統(tǒng)一的規(guī)范,因此設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況,對間接作用可能引起的附加應(yīng)力給予充分考慮和計算,并對砌體強度進行分析計算,以減少在通常溫差下變形裂隙的產(chǎn)生。
2、規(guī)范結(jié)構(gòu)控制。
為控制裂隙的產(chǎn)生,在建筑物的平面布置設(shè)計中,結(jié)構(gòu)的平面形狀應(yīng)力求規(guī)則對稱,如平面形狀不規(guī)則,應(yīng)盡量采用“伸縮縫”將其分成若干獨立規(guī)則單元,“以放為主,抗放兼施”,以避免由于墻體溫度變化產(chǎn)生豎向開裂。對伸縮縫的設(shè)置,設(shè)計規(guī)范的規(guī)定一般較靈活,沒有嚴格和明確規(guī)定,設(shè)計方法均由設(shè)計人員自行處理。根據(jù)多年實際經(jīng)驗,只要按規(guī)范每隔一定距離留一條“伸縮縫”,按“留縫就不裂”的簡單方法,在一般情況即可得到基本控制。在建筑物的豎向設(shè)計時,應(yīng)力求按豎向規(guī)范規(guī)則,盡可能不出現(xiàn)錯層,以避免由于溫度變化產(chǎn)生的水平裂縫。
3、構(gòu)造控制。
(1)、加強設(shè)置鋼筋鹼圈梁,提高墻體的整體性。在建筑頂層每個開間、在錯層處及屋面不等高處必須設(shè)置圈梁;頂層外圈梁應(yīng)設(shè)計為暗圈梁,不應(yīng)外漏,這樣可使外圈梁免受陽光直接照射或大氣影響;無論“女兒墻”高低,均要設(shè)置鋼筋混凝土壓頂圈梁,并與“構(gòu)造柱”連為整體,以抵抗裂縫的產(chǎn)生。
。2)、除據(jù)規(guī)范要求設(shè)置“構(gòu)造柱”外,在“L‘’”I“”L‘’平面形狀中的縱橫墻交接處必須設(shè)置“構(gòu)造柱”,以提高建筑物的整體剛度和墻體的可延性,約束墻體裂縫的擴展。
。3)、提高屋面板的整體性。屋面板最好采用現(xiàn)澆板,或在預(yù)制屋面板上增加現(xiàn)澆層;在預(yù)制屋面板與外縱墻間設(shè)置現(xiàn)澆板帶,預(yù)制屋面板間設(shè)置現(xiàn)澆板縫梁,使屋面成整體式裝配。
。4)、在房屋頂層端部1一2開間范圍內(nèi)的墻體采用配筋砌體,即每隔8皮磚在水平灰縫內(nèi)加配2必6鋼筋,并在1一2開間范圍內(nèi)拉通,與“構(gòu)造柱”鋼筋結(jié)合。頂層用磚不應(yīng)低于MU7 .5,砌筑砂漿強度不應(yīng)低于MS,以提高墻體坑裂能力。
(5)、屋面“挑檐”為外露結(jié)構(gòu),在一天內(nèi)的溫度變化較大,不僅本身容易開裂,而且對墻體開裂也有一定的影響,故應(yīng)適當(dāng)增加“挑檐”縱向配筋并增設(shè)“變形縫”或 “后澆帶”,以減少收縮!昂鬂矌А钡淖龇ㄊ窃谄淇v向受力較小的中間適當(dāng)部位,預(yù)留300mm寬的“后澆帶”,用鋼筋貫通,在施工40一60天后再二次澆筑,以起到先放后抗的控制作用。
。6)、重視屋面保溫。選擇屋面保溫層時,適當(dāng)加厚或選用保溫隔熱性能良好的材料。對屋面保溫層必須按建筑節(jié)能標準進行熱工計算,進一步提高屋面保溫層的保溫隔熱性能。屋面保溫不好是屋面板產(chǎn)生溫度應(yīng)力的直接原因,嚴重時會導(dǎo)致頂層墻體開裂或屋面漏水。保溫層應(yīng)做至“挑檐”或檐溝處,以防止混凝土結(jié)構(gòu)外漏,有條件者必須增設(shè)、架空隔熱層。
四、砌體裂隙的加固處理
l、當(dāng)屋面保溫層未達到熱工要求和節(jié)能標準時,應(yīng)重做屋面保溫層,使裂縫穩(wěn)定,因為對溫度裂縫僅做一般性的加固補強是無濟于事的,必須從減少溫度應(yīng)力人手。保溫層使用的絕熱材料要滿足表觀密度、粒經(jīng)、導(dǎo)熱系數(shù)與含水率等各項技術(shù)指標的要求,在施工中要嚴格按照設(shè)計和現(xiàn)行施工規(guī)范的要求施工,力求達到設(shè)計的保溫效果。
2、對地基不均勻沉降引起的砌體裂隙,應(yīng)先加固地基,等沉降量達到穩(wěn)定標準(平均日沉量0.02-0.03以內(nèi))后,再加固墻體。
3、對外縱墻、橫墻、內(nèi)縱墻的裂隙采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿抹面加固法,剔灰縫深12cm,必脹錨栓@500,呈梅花型分布。掛鋼筋網(wǎng)必6@250,M10水泥砂漿40mln厚,3道成活,施工完后,要注意噴水養(yǎng)護預(yù)防空鼓。
4、對于輕微裂隙可用水泥砂漿加107膠嵌補即可。
五、結(jié)束語
控制裂隙的產(chǎn)生和擴展,是建筑工程中必不可少的一個重要環(huán)節(jié),應(yīng)引起足夠重視,尤其在當(dāng)前建筑物普通向高層、大型化發(fā)展的形勢下,制定一項統(tǒng)一的規(guī)范和技術(shù)標準已迫在眉捷?刂屏严,重點在防,并需要從設(shè)計、施工上共同努刀,采取有針對性的防裂措施,加大主動控制的力度,才能提高新建房屋質(zhì)量的可靠性。只要嚴格執(zhí)行規(guī)定,做到設(shè)計與施工緊密配合,控制裂隙是完全可以做到的。實踐證明,過去許多工程凡是采取了控制裂隙措施的,一般都取得了良好效果,被評為真正的優(yōu)質(zhì)工程。
1、凡本網(wǎng)注明“來源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬建設(shè)工程教育網(wǎng)所有,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、鏈接、轉(zhuǎn)貼或以其他方式使用;已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,且必須注明“來源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
2、本網(wǎng)部分資料為網(wǎng)上搜集轉(zhuǎn)載,均盡力標明作者和出處。對于本網(wǎng)刊載作品涉及版權(quán)等問題的,請作者與本網(wǎng)站聯(lián)系,本網(wǎng)站核實確認后會盡快予以處理。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載之作品,并不意味著認同該作品的觀點或真實性。如其他媒體、網(wǎng)站或個人轉(zhuǎn)載使用,請與著作權(quán)人聯(lián)系,并自負法律責(zé)任。
3、本網(wǎng)站歡迎積極投稿。