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所屬欄目:建筑設(shè)計(jì)論文 發(fā)布日期:2010-09-04 11:25 熱度:
摘要:一直以來,磚混結(jié)構(gòu)的房屋在我國的工業(yè)與民用建筑中占有了相當(dāng)大的比重,此類建筑中最常見的問題就是墻體裂縫問題。裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量,影響了結(jié)構(gòu)的耐久性和正常使用,同時(shí)也給居住者在感觀和心理上造成不良影響,因此磚砌體結(jié)構(gòu)裂縫的控制已經(jīng)成為設(shè)計(jì)和施工中的重要內(nèi)容。
關(guān)鍵詞:砌體;裂縫;產(chǎn)生;控制
一、裂縫的形式及產(chǎn)生原因的分析
砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開裂的原因可分為兩大類:一是由于受力產(chǎn)生的裂縫;二是非受力產(chǎn)生的裂縫。受力引起的裂縫是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在荷載(包括地震作用)作用下,其應(yīng)力超過磚砌體材料強(qiáng)度產(chǎn)生的裂縫,這種裂縫對結(jié)構(gòu)的危害很大,應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)時(shí)通過承載力計(jì)算避免這種裂縫的產(chǎn)生。非受力裂縫是由于溫度變化、材料干縮、地基不均勻沉降等原因產(chǎn)生的,本文重點(diǎn)對非受力裂縫進(jìn)行分析。
1、溫度變化產(chǎn)生的裂縫
由于溫差產(chǎn)生的裂縫主要是由外界溫度變化,房屋墻體之間及墻體與屋面混凝土構(gòu)件之間變形不協(xié)調(diào)引起的。鋼筋混凝土屋面在太陽直射下的溫度往往比氣溫高得多,而且屋蓋的溫度在晝夜也有較大的變化。由于鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)與砌體結(jié)構(gòu)不同(混凝土為磚的2倍),屋蓋結(jié)構(gòu)與墻體的剛度不同,當(dāng)溫度變化時(shí),鋼筋混凝土屋蓋變形大,墻體變形小,屋蓋的變形受到了墻體的約束。因而在屋蓋中產(chǎn)生壓應(yīng)力,在墻體中產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力,房屋頂部墻體的溫度應(yīng)力最大。當(dāng)墻體中的主拉應(yīng)力或剪應(yīng)力超過砌體的抗拉或抗剪強(qiáng)度時(shí),在墻體中就會(huì)產(chǎn)生斜裂縫或水平裂縫。
由于溫度變化和產(chǎn)生的裂縫主要發(fā)生在房屋的頂層墻體,包括縱橫的八字縫、橫墻上端的八字縫、屋蓋與墻體之間的水平縫、縱橫墻的包角裂縫、門窗洞邊的正八字斜裂縫等。
2、材料干縮產(chǎn)生的裂縫
燒結(jié)黏結(jié)類制品的干縮變形較小,而且變形完成比較快,只要黏土磚出窯后不立即上墻,由于磚砌體干縮引起的附加應(yīng)力可以不考慮。而砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,隨著含水量的降低將產(chǎn)生較大的干縮變形。干縮變形的特征是早期發(fā)展較快,如砌塊出窯后28d能完成干縮變形的50%左右,以后逐漸減慢。
材料干縮引起的裂縫的特點(diǎn)是分布廣、數(shù)量多、裂縫的程度也較嚴(yán)重。裂縫形式表現(xiàn)為:屋頂圈梁下出現(xiàn)的水平裂縫和包角裂縫、房屋內(nèi)外縱墻兩端對稱分布的倒人字裂縫、建筑一層或二層窗臺(tái)邊出現(xiàn)的斜縫或豎向斜裂縫,在墻面上出現(xiàn)的底部重而上部輕的豎向裂縫。
3、地基不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫
房屋的上部荷載通過基礎(chǔ)傳給地基,墻體由于地基不均勻沉降引起的裂縫往往會(huì)產(chǎn)生在下列情況下:
(1)地基土層分布不均勻,土質(zhì)差別較大時(shí),房屋不但產(chǎn)生縱向彎曲,還會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn),墻體的裂縫多而不均勻,裂縫相對集中在某些部分且寬度較大,墻體裂縫開裂的時(shí)間較長,可能會(huì)導(dǎo)致房屋的整體破壞。
(2)地基土軟弱,房屋的高寬比較大時(shí),房屋的沉降量大且不均勻,縱墻在自身平面內(nèi)的抗彎剛度較小,調(diào)整不均勻沉降的能力較差,使墻體產(chǎn)生嚴(yán)重的開裂。
(3)房屋各部分的高度和荷載差異較大時(shí),房屋的高低部分交界處和荷載輕重部分交界處,將產(chǎn)生較大的沉降差而引起墻體的開裂。
(4)房屋的平面形狀復(fù)雜時(shí),某些部位縱橫墻的基礎(chǔ)密集,使地基中的應(yīng)力產(chǎn)生重疊,沉降量將大于其他部位,過大的沉降差會(huì)導(dǎo)致墻體產(chǎn)生開裂。
(5)房屋有相鄰高低建筑物相鄰較近,此種情況在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)雖做調(diào)整,但未進(jìn)行沉降計(jì)算也易產(chǎn)生裂縫。
二、裂縫控制措施
砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的因素是多方面的,應(yīng)當(dāng)根據(jù)裂縫的性質(zhì)和產(chǎn)生的原因有針對性地采取措施。
1、防止溫度變化產(chǎn)生裂縫的措施
(1)屋蓋上設(shè)置保溫層或隔熱層;也可采用架空隔熱板,非常炎熱的地區(qū)可以采用雙層屋面。
(2)當(dāng)房屋長度較長時(shí),應(yīng)設(shè)置伸縮縫,伸縮縫的最大間距應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。
(3)當(dāng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土挑檐長度大于1.2m時(shí),宜設(shè)置分隔縫,分隔縫的寬度不小于20mm,縫內(nèi)采用彈性油膏嵌縫。
(4)頂層屋面板下設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,并沿內(nèi)外墻拉通,圈梁下部墻體內(nèi)設(shè)置水平鋼筋。
(5)女兒墻應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱,構(gòu)造柱間距不宜大于4m,房屋頂層端部墻體內(nèi)也要適當(dāng)增設(shè)構(gòu)造柱。
2、防止材料干縮產(chǎn)生裂縫的措施
(1)在墻體內(nèi)設(shè)置控制縫:控制縫的間距對于有規(guī)則洞口外墻不大于6m,無洞外墻不大于8m及墻高的3倍,控制縫與墻轉(zhuǎn)角的距離不大于4.5m,在外墻的高度和厚度突然變化處也應(yīng)設(shè)置控制縫。控制縫可做成隱形,與墻體灰縫相一致,控制縫的寬度不大于12mm,控制縫內(nèi)采用聚氨酯、硅樹脂等彈性材料密封。豎向控制縫對于3層以下的房屋應(yīng)沿房屋墻體的全高設(shè)置,對于大于3層的房屋,可僅在一層、二層及頂層墻體內(nèi)設(shè)置。
(2)在灰縫內(nèi)設(shè)置水平鋼筋:頂層墻體有門窗洞口時(shí),在過梁上的水平灰縫內(nèi)設(shè)置2~3道焊接鋼筋網(wǎng)片或拉結(jié)鋼筋,并伸到過梁兩端墻內(nèi)不小于600mm。在樓蓋標(biāo)高以上、屋蓋標(biāo)高以下第二、三道灰縫內(nèi)設(shè)置水平鋼筋,水平鋼筋須采用焊接鋼筋網(wǎng)片,網(wǎng)片的縱向鋼筋不小于2φ5,橫向拉結(jié)鋼筋間距不大于200mm,灰縫內(nèi)水平鋼筋宜通長設(shè)置,當(dāng)不能通長設(shè)置時(shí),搭接長度不應(yīng)小于300mm。也可在樓屋蓋處、窗臺(tái)下部等部位設(shè)置配筋帶,配筋帶的鋼筋當(dāng)墻厚為190mm時(shí)不應(yīng)小于2φ12,當(dāng)墻厚為240mm時(shí)不應(yīng)小于2φ16。
(3)對于砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,要嚴(yán)格控制塊材出廠到砌筑時(shí)的時(shí)間不少于一個(gè)月,并控制塊體砌筑時(shí)的含水率。
3、防止地基不均勻沉降產(chǎn)生裂縫的措施
(1)合理地進(jìn)行房屋總體布置:房屋的平面力求簡單,當(dāng)體型復(fù)雜時(shí),宜采用沉降縫將基劃分成若干平面形狀規(guī)則的單元;軟土地基上房屋長高比不宜大于2.5,房屋各部分高差不宜過大,對于空間剛度較好的房屋,連接處的高差不宜超過一層,超過時(shí)宜采用沉降縫分開;相鄰兩幢房屋的高差較大時(shí),基礎(chǔ)之間應(yīng)有一定的避讓距離。
(2)加強(qiáng)房屋的整體剛度:設(shè)計(jì)時(shí)盡量將縱墻拉通,并隔一定距離設(shè)置一道與之相連接的橫墻,可起到調(diào)整縱墻不均勻沉降的作用;通過設(shè)置鋼筋混凝土圈梁,增強(qiáng)縱橫墻的連接,增強(qiáng)房屋的空間剛度抵御房屋整體受彎時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力,對于調(diào)整房屋不均勻沉降起到顯著作用。
(3)合理地設(shè)置沉降縫:對于長度過大,平面形狀復(fù)雜,同一建筑物地基處理方法不同和有部分地下室的房屋,都應(yīng)從基礎(chǔ)分開,設(shè)置沉降縫,使其各自沉降,以減少或防止裂縫產(chǎn)生。
(4)妥善處理軟弱地基:通常可采用換土法,灰土擠密樁法,強(qiáng)夯法,大孔徑灰土樁法等對地基進(jìn)行處理。
綜上所述,裂縫的產(chǎn)生原因多種多樣,其危害性和處理方法不能一概而論,在具體處理時(shí)務(wù)必正確區(qū)分,對癥防治,且以防為主,只要堅(jiān)持對國家對人民積極負(fù)責(zé)的態(tài)度,認(rèn)真切實(shí)查明原因,砌體裂縫問題就不難處理的。
參考文獻(xiàn):
[1]砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50003-2001).中國建筑工業(yè)出版社.2002
[2]砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊.中國建筑工業(yè)出版社.2002
文章標(biāo)題: 磚混結(jié)構(gòu)裂縫分析及控制
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