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框架剪力墻結構輕質(zhì)填充墻裂縫產(chǎn)生的機理分析及預防措施

2009-05-22 14:18    【  【打印】【我要糾錯】

  目前國內(nèi)高層住宅設計中,普遍為框架剪力墻結構,樓層中一般以加氣混凝土輕質(zhì)填充墻作為房間分隔。該部分墻體粉刷前雖然采用了拉結鋼筋、鋼板網(wǎng)片等連接措施,但由于設計、施工工藝、環(huán)境等多方面原因,墻體粉刷后經(jīng)常會產(chǎn)生墻體裂縫,尤其是墻體斜裂縫,施工中最不易控制,已經(jīng)成為高層結構住宅結構施工中常見的質(zhì)量通病。以下主要就填充墻體斜裂縫產(chǎn)生的機理進行分析:

  斜裂縫產(chǎn)生的影響因素

  1.料溫度變形系數(shù)差異:由于鋼筋混凝土材料溫度變形系數(shù)較小,加氣混凝土輕質(zhì)砌塊溫度變形系數(shù)相對較大,故而在溫度變化時,溫度變形系數(shù)的差異導致兩者溫度變形的不同步性,從而產(chǎn)生了壓應力和拉應力,特別是溫度降低導致拉應力出現(xiàn),到達一定的數(shù)值,大于加氣混凝土砌體的抗拉強度時,裂縫便會產(chǎn)生。

  2.溫度變化:由于裂縫是材料溫度變形造成,所以溫度變化是導致裂縫產(chǎn)生的另一原因。當墻體粉刷完成達到初步凝固,鋼板網(wǎng)、拉結筋與粉刷形成共同受力系統(tǒng)時,此時的溫度為墻體的臨界溫度。當外界氣溫升高,填充墻與鋼筋混凝土墻體之間產(chǎn)生壓應力,因為砌體的抗壓強度遠大于其抗拉強度,一般不會有裂縫等破壞情況出現(xiàn)。當外界溫度降低,低于臨界溫度時,拉應力出現(xiàn),最終導致出現(xiàn)裂縫。

  3.填充墻體的形狀、尺寸:材料溫度變形的幅度與其長度成正比,若填充墻尺寸增大,其溫度變化時,相應的變形幅度也會相應增大,在受到束縛的前提下產(chǎn)生的應力相應也會增大,在輕質(zhì)填充墻砌體抗拉強度一定的情況下,產(chǎn)生裂縫的幾率也就越高。

  4.墻體的砌筑質(zhì)量:填充墻砌體是加氣混凝土砌塊、砂漿、拉結筋、鋼板網(wǎng)的統(tǒng)一受力整體,輕質(zhì)填充墻砌體的抗拉強度、材質(zhì)的均勻性、砌筑砂漿的質(zhì)量及工藝的合理性,都會影響到砌體的整體抗拉強度,進而直接影響到整個墻體的抗裂能力。

  斜裂縫產(chǎn)生的機理分析

  當墻體外界溫度低于臨界溫度時,整個填充墻體相對于鋼筋混凝土墻體產(chǎn)生收縮,從而在墻體內(nèi)部產(chǎn)生拉應力。此時,填充墻體兩端由于拉結筋和鋼板網(wǎng)共同作用,產(chǎn)生橫向拉應力,墻體上部由于鋼板網(wǎng)作用產(chǎn)生向上的拉應力,由橫向拉應力和向上的拉應力產(chǎn)生合力。當合力值到達一定數(shù)值時,由砌塊和砂漿組成的砌體抗拉強度不足以抵抗拉應力合力,于是在垂直于合力方向,砌體的相對薄弱部位產(chǎn)生斜裂縫。斜裂縫的形成一般呈近似直線狀,當砌筑砂漿強度不足或加氣混凝土砌塊澆水不足時,有時裂縫也會沿砌體灰縫部位呈階梯狀分布。上述裂縫一般出現(xiàn)在輕質(zhì)填充墻體上部,下部由于砌體自重與拉應力合力部分抵消,所以一般不會產(chǎn)生裂縫。

  斜裂縫的預防措施

  在分析了斜裂縫產(chǎn)生的機理后,即可采取相應的預防措施加以預防,主要預防措施有如下幾項:

  1.控制填充墻體的砌筑質(zhì)量:首先須確保砌筑原材料——加氣混凝土砌塊的質(zhì)量,一定要使用品質(zhì)良好、材質(zhì)均勻,各項復驗指標都達到要求的砌塊。其次,砌筑用砂漿必須嚴格按照設計配比配制,并充分攪拌均勻;施工前,加氣混凝土輕質(zhì)砌塊必須澆水充分,以免過度吸收砂漿水分導致砂漿強度不足。在施工操作上,拉結筋,橫、豎縫坐漿,頂部斜砌及鋼板網(wǎng)騎縫壓釘,都必須嚴格按設計和施工規(guī)范施工,充分保證砌體的砌筑質(zhì)量。

  2.控制抹灰時的溫度:根據(jù)溫度對裂縫影響的因素,墻體粉刷施工宜在較低溫度下進行,但因為工程開發(fā)進度要求,工程的抹灰施工不可能選擇季節(jié)施工,加之鋼板網(wǎng)和粉刷砂漿何時開始共同受力,很難量化確定,故而很難通過控制抹灰時的溫度來達到避免和減少裂縫,一般不會采用控制抹灰時的溫度控制裂縫產(chǎn)生。

  3.以技術措施減短填充墻長(或高度):通過減短填充墻長度(或高度)來減小溫度變化時的應力大小,從而降低裂縫產(chǎn)生的概率。通常情況下,由于使用功能原因,加氣混凝土填充墻高度一般在3米左右,所以通過增設橫向構造梁的方式來分隔墻體高度的做法并不多見。在墻體長度過長或長高比過大時,應考慮在填充墻體內(nèi)部增設構造柱來加以分隔,從而通過減短墻體長度、降低高寬比達到來減少裂縫的目的。

  4.增設斜向鋼板網(wǎng):本技術預防措施的效果最為明顯,主要方法是在墻體粉刷施工前,沿兩頂角平分線45度布設鋼板網(wǎng),鋼板網(wǎng)的長度根據(jù)不同填充墻體情況而定,一般情況下,鋼板網(wǎng)下部超過填充墻體對角線10~15cm即可,寬度一般按照設計騎縫鋼板網(wǎng)寬度。通過增設斜向鋼板網(wǎng)來提高輕質(zhì)填充墻體的斜向整體抗拉強度,可以有效的控制斜裂縫的產(chǎn)生。

  通過上述分析,控制框架剪力墻內(nèi)加氣混凝土輕質(zhì)砌塊填充墻出現(xiàn)斜裂縫,以上措施具備一定的針對性。對于加氣混凝土砌塊填充墻與框架剪力墻結構交接處出現(xiàn)的橫向和豎向裂縫,只要在施工中,嚴格按照設計和施工規(guī)范操作——放置拉結筋位置準確、抗拉合格、長度準確,鋼板網(wǎng)寬度和規(guī)格滿足要求、布釘合理牢固,砌筑質(zhì)量、工藝控制合理,就能夠得到有效的控制。

延伸閱讀:預防措施 機理 裂縫
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