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砌體結(jié)構(gòu)中溫度裂縫的成因和控制措施

2008-11-10 11:29    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  摘要:多年來(lái),砌體結(jié)構(gòu)水平溫度裂縫這一質(zhì)量通病經(jīng)常出現(xiàn)在建筑物上,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)的成因及防治方法作以闡述。

  關(guān)鍵詞:砌體結(jié)構(gòu);彈性模量;溫度裂縫

  1.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,當(dāng)溫度變化幅度較大時(shí),溫差將產(chǎn)生應(yīng)力和變形,當(dāng)應(yīng)力和變一。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),幾乎80%以上的裂縫是由于溫度應(yīng)力造形超過(guò)砌體的正常使用極限時(shí),砌體便會(huì)產(chǎn)生裂縫。溫度裂縫一成的。由于砌體結(jié)構(gòu)采用材料的抗拉強(qiáng)度和抵抗變形的能力較般情況下不會(huì)直接引起建筑物的破壞,但會(huì)影響建筑物的正常使用,例如:墻體風(fēng)化腐蝕、滲漏、抹灰層脫落和耐久性能的降低等,從而導(dǎo)致建筑物承載能力的降低、整體剛度的減小、抗震性能的降低等。因此,研究砌體結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力下裂縫產(chǎn)生的原因及對(duì)溫度應(yīng)力實(shí)施預(yù)防是非常必要的。

  2.溫度裂縫的種類和成因

 。1)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。

  (2)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。

 。3)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。

  (4)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。

  3.砌體溫度裂縫的特征

 。1)根據(jù)砌體材料的特征和砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),墻體裂縫是不可避免的,但是可以在材料、設(shè)計(jì)、施工等方面采取綜合措施,有效地加以控制。

 。2)溫度裂縫大多分布在頂層,一般樓層分布不多,出現(xiàn)的方式有:墻體水平縫、墻體斜縫和窗角縫。

 。3)溫度裂縫的發(fā)展特征。大多數(shù)工程在主體竣工時(shí)即已出現(xiàn)溫度裂縫,但由于未作粉刷與裝修,一般不易被發(fā)現(xiàn),大多數(shù)在工程竣工2~6個(gè)月內(nèi)被發(fā)現(xiàn),特別是經(jīng)過(guò)夏、冬較大溫差之后,但一個(gè)冬夏后又逐漸穩(wěn)定。

 。4)溫度裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的安全耐久性的影響。一般不影響安全,但裂縫引起的建筑物滲漏,可能導(dǎo)致鋼筋銹蝕,結(jié)構(gòu)承載能力下降,縮短結(jié)構(gòu)的合理使用年限,使其耐久性降低。

  4.溫度裂縫控制措施

  我國(guó)工程技術(shù)人員在實(shí)踐中,總結(jié)出了“防、抗、防”的設(shè)計(jì)理念以防止結(jié)構(gòu)裂縫,有的體現(xiàn)在現(xiàn)行的各種規(guī)范之中。如《砌體規(guī)范)GB5003—2001的抗裂措施主要有二條:一是第6.3.1條,即防止房屋在正常使用條件下,由溫差和墻體干縮引起的墻體豎向裂縫,應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫;二是第6.3.2條,即為了防止或減輕房屋頂層墻體的裂縫,可采取設(shè)置保溫層或隔熱層;采用有檁屋蓋或瓦材屋蓋;增加構(gòu)造措施等方法。《砌體規(guī)范》的其他抗裂措施,如在相關(guān)墻體及部位增加鋼筋,采用粘結(jié)性好的砂漿,不僅針對(duì)干縮小、塊體小的粘土磚砌體結(jié)構(gòu)的,而且對(duì)干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的混凝土砌塊和硅酸鹽砌體房屋,也是適用的。

  但這些措施未考慮我國(guó)輻員廣大,不同地區(qū)的氣候溫度、濕度的巨大差異和相同措施的適應(yīng)性。對(duì)于溫度裂縫的防治措施,國(guó)外已有比較成熟的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。一是在較長(zhǎng)的墻上設(shè)置控制縫(變形縫),這種控制縫和我國(guó)的雙墻伸縮縫不同,而是在單墻上設(shè)置的縫。該縫的構(gòu)造既能允許建筑物墻體的伸縮變形,又能通風(fēng)隔聲和防風(fēng)雨,當(dāng)需要承受平面外水平力時(shí),可通過(guò)設(shè)置附加鋼筋達(dá)到。這種控制縫的間距要比我國(guó)規(guī)范的伸縮縫區(qū)段小得多,如英國(guó)規(guī)范對(duì)粘土磚為l0~15m,對(duì)混凝土砌塊及硅酸鹽磚一般不應(yīng)大于6m;美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)(AC1)規(guī)定,無(wú)筋砌體的最大控制縫間距為l2~18m,配筋砌體控制縫間距不超過(guò)30m.二是在砌體中根據(jù)材料的干縮性能,配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋,其配筋率各國(guó)不盡相同,從0.03%~0.2%,或?qū)⑵鲶w設(shè)計(jì)成配筋砌體,如美國(guó)配筋砌體的最小含鋼率為0.7%,該配筋率既可抗裂,又能保證砌體具有一定的延性。

  結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況,在設(shè)計(jì)、施工、材料等方面采取綜合措施控制墻體溫度裂縫,并提出如下建議:

 。1)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》GB5003—2001第6.3.1條的規(guī)定外,宜在建筑物頂層墻體的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫,控制縫的間距宜控制在l0~15m.

 。2)屋蓋上設(shè)置保溫層或隔熱層;以減少鋼筋混凝土屋蓋的溫度,達(dá)到減少屋蓋溫度變形總量,減輕板(梁)、墻交接面變形裂縫災(zāi)害的目的。目前較多的做法是將屋面由平頂改成坡頂,并從建筑功能考慮,充分利用坡頂層,提高使用率,減少建設(shè)單位或開(kāi)發(fā)商成本。

 。3)改進(jìn)施工工藝與施工技術(shù),組砌按規(guī)范接槎,砌筑砂漿必須飽滿,加強(qiáng)墻體的整體性。頂層砌體及女兒墻砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)不低于M5.

 。4)頂層砌體門、窗洞口加小構(gòu)造柱、小圈梁,與建筑物構(gòu)造柱、圈梁連接為整體,以改善應(yīng)力集中現(xiàn)象,以強(qiáng)度、變形性能優(yōu)于砌體的鋼筋混凝土構(gòu)件抵抗溫度應(yīng)力,減輕頂層端部門窗洞口開(kāi)裂現(xiàn)象。

  5.溫度裂縫的治理措施

  (1)對(duì)溫度裂縫,不要忙于及早治理,等觀察一個(gè)熱脹冷縮周期,裂縫不再產(chǎn)生新的變化時(shí)再采取治理措施。鑒定裂縫是否穩(wěn)定方法:可在裂縫內(nèi)嵌抹水泥漿或玻璃紙。形態(tài)完整無(wú)損,說(shuō)明裂縫已基于穩(wěn)定,不再有較大發(fā)展可能性。

 。2)當(dāng)細(xì)小裂縫不影響使用時(shí)可不修補(bǔ),當(dāng)裂縫造成墻面滲水,可采用嵌補(bǔ)密封膠或水泥漿處理。

 。3)對(duì)于裂縫較多且穿墻,影響美觀和正常使用給用戶造成不安全感時(shí)?稍诹芽p墻體兩側(cè)用4Ф6@200Ф6@500鋼筋網(wǎng)片,兩側(cè)網(wǎng)片用鐵絲固定后,用水泥砂漿外部抹面處理。

  6.結(jié)束語(yǔ)

  砌體結(jié)構(gòu)中墻體的溫度裂縫是建筑工程質(zhì)量中的多發(fā)病,雖然通常不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安全,但影響建筑的美觀、結(jié)構(gòu)的耐久性。并且容易誘發(fā)商品房的糾紛。只要我們?cè)谠O(shè)計(jì)和施工中重視這一現(xiàn)象,溫度裂縫是可以控制的。

  參考文獻(xiàn):

  [1]王鐵擎。建筑枷的裂縫控制,上海:上?茖W(xué)技術(shù)出版社,1993.

  [2]謝征勛。混結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力實(shí)用計(jì)算方法,建筑結(jié)構(gòu),1987.2.

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