砖混结构中常见裂缝探讨

(整期优先)网络出版时间:2009-07-17
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砖混结构中常见裂缝探讨

李建春李军喜

李建春李军喜(河北省建筑材料工业设计研究院)

摘要:目前我国经济飞速发展,人民生活水平也越来也高,对住房需求量也是越来越大,多层砖混结构房屋虽然在一些大的发达城市已经被高层剪力墙结构所取代,但在中小城市多层砖混仍为主要结构结构形式。而裂缝又是砖混结构的一个通病,不但影响建筑物的外观,同时也影响建筑物的使用寿命及使用功能。在目前住房紧张的情况下,砖混结构设计没有采取有效措施,施工时为了加快进度,裂缝问题尤为突出。分析裂缝产生原因,在今后设计和施工中采取有效预防措施,避免裂缝产生很有必要。

关键词:砖混结构裂缝

1主要裂缝分类及成因

砖混结构按产生原因分类常见主要裂缝主要有:温度引起的裂缝、砌块干缩引起的裂缝、地基的变形引起的裂缝。

1.1温度引起的裂缝

1.1.1内外纵墙和根墙的“八”字形裂缝这种裂缝多出现在每片墙体的端部,而且集中出现在门窗洞口的角部,呈“八”字形。当温度升高时,屋面板伸长比相应砖墙伸长大,使顶层墙体因屋面板的推力作用受拉和受剪。拉应力和剪应力的分布情况大体是:房屋平面中间为零,两端最大,因此墙体的两端部位大多出现“八”字形裂缝,屋面保温隔热层的质量越差,屋面板和墙体的相对位移越大,裂缝越明显,内纵墙和根墙在室内与屋面板之间的温差比相应的外纵墙和山墙与屋面板之间的温差大,所以屋内墙体裂缝比外墙重。

1.1.2窗户出现水平裂缝、斜裂缝当房屋的长高比较大,而且室内空间比较宽敞高大的房屋,顶层外墙常在窗台部位出现水平裂缝,窗口出现对角斜裂缝。当温度升高后屋面板伸长对墙产生水平推力,使窗台部位的墙体内侧向外扩展,外墙在水平推力作用下发生侧向弯曲而导致开裂。

1.1.3屋面板下面的外墙水平裂缝和外墙阳角的包角裂缝这种裂缝出现在屋机板底部,顶层QL底部墙体,门过梁上部墙体,裂缝有对贯通墙厚。当升温时,屋面板对顶层QL及墙体产生推力,降温时,屋面板对墙体产生拉力,墙体抗拉强度不能抵抗水平剪力而导致墙体开裂。

1.1.4女儿墙裂缝不少房屋女儿墙连成后发生倒向弯曲,女儿墙的根部和平屋顶面交接处墙体外凸或女儿墙外倾,造成女儿墙开裂,房屋的短边裂缝比长边明显。形成这种现象的主要原因是:钢筋砼屋盖和屋面的水泥砂浆面层,在气温升高后的伸长比砖墙大,砖墙相对阻止屋盖结构和水泥砂浆面层伸长,因此屋盖结构和砂浆面层对墙体产生推力导致女儿墙开裂,温差越大房屋越长,面层砂浆越密越厚,这种推力越大,墙体开裂越严重。

1.2砌块干缩引起的裂缝烧结粘土砖,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。

1.3地基的变形引起的裂缝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预防裂缝的措施

2.1防止主要由温度变化引起的砌体结构开裂,宜采取下列构造措施:

2.1.1建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》GB5003—2001第6.3.1条的规定外,宜在建筑物顶层墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距宜控制在10~15m。

2.1.2屋盖上设置保温层或隔热层;以减少钢筋混凝土屋盖的温度,达到减少屋盖温度变形总量,减轻板(梁)、墙交接面变形裂缝灾害的目的。目前较多的做法是将屋面由平顶改成坡顶,并从建筑功能考虑,充分利用坡顶层,提高使用率,减少建设单位或开发商成本。

2.1.3改进施工工艺与施工技术,组砌按规范接槎,砌筑砂浆必须饱满,加强墙体的整体性。顶层砌体及女儿墙砌筑砂浆强度等级不低于M5。

2.1.4顶层砌体门、窗洞口加小构造柱、小圈梁,与建筑物构造柱、圈梁连接为整体,以改善应力集中现象,以强度、变形性能优于砌体的钢筋混凝土构件抵抗温度应力,减轻顶层端部门窗洞口开裂现象。

2.2防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝,可采用下列措施

2.2.1选用干缩值低的墙材。控制砌筑时材料的含水量(先让材料干缩后砌墙)。采用低强度砂浆和长度小的砖块,可以避免砖块的断裂,并将细小裂缝均匀分散到各个垂直的灰缝隙中,避免变形和应力集中,累加出现大裂缝;

2.2.2面积较大的墙体采用在墙体内增设构造梁柱的构造措施。如墙体长度超过5m,可在中间设置钢筋混凝土构造柱;当墙体高度超过3m(120mm厚墙)或4m(≥180mm厚墙)时,须在墙中腰处增设钢筋混凝土腰梁,或设置伸缩缝;

2.2.3正确掌握各种砌块使用时的含水率。砌体在生产储存期、运输、现场堆放等均要防止被水浸湿,雨季还应做好对砌块和砌体的遮盖。施工时,一般提前1~2d洒水稍作湿润。砌块含水深度以表层8mm~10mm为宜;

2.2.4构造措施有根据不同砌体材料设置控制缝、设置灰缝钢筋、在墙体中设置配筋带等。

2.3防止主要由地基沉降引起的裂缝,应以预防为主,可采用下列措施

2.3.1建筑物的平面、体型尽量简化、力求简单;

2.3.2合理设置沉降缝,在建筑物平面转折处、建筑高度荷载突变处、结构类型不同处以及地基土软硬交界处设置沉降缝;

2.3.3减轻结构自重;

2.3.4增强建筑物的刚度和强度,设置封闭圈梁和构造柱,特别是增强顶层和底层圈梁,合理布置纵横墙,采用整体性好、刚度大的基础形式,大跨度窗台采用钢筋混凝土窗台梁并根据规范要求在窗洞两侧增加构造柱等。

综上所述,产生裂缝的原因很复杂,所以要预防为主,预防的主要措施是:设计时考虑周全,施工时严格按照国家验收规范和施工图要求施工质量,监督时严格按照国家验收规范和图纸把好材料和技术关,对施工中不符合要求的严令整改。总之只要认真对待,墙体裂缝是可以预防的。