建筑工程砌体结构裂缝控制研究

2021-09-10 08:43尹忠辉
家园·建筑与设计 2021年10期
关键词:温度裂缝建筑结构控制措施

尹忠辉

摘要:砌体结构是我国应用最为广泛的结构形式,它具有取材容易,施工方便,工期短等优点,与此同时,砌体结构温度裂缝这一质量通病也经常出现在建筑工程中,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。论文分析了砌体结构工程中的裂缝出现原因和预防措施,并对砌体裂缝质量通病的治理方法进行了深入研究,以期减少砌体裂缝产生的数量和降低造成的经济损失。

关键词:建筑结构 温度裂缝 控制措施

引言

温度裂缝是工程建设中的一大通病,一般在建筑物竣工后一到两年后出现。温度裂缝的宽度一般在1mm到2mm之间,发生在砌体结构居多。所以研究裂缝产生的原因,以期为以后工程设计和施工提供有效预防措施,减少和避免裂缝产生有很大的实际意义。

1墙体裂缝形成的原因

从产生的原因来看,大致分为四大类:地基不均匀沉降产生的裂缝;构件承载力不足引起的裂缝;温度应力产生的裂缝;混凝土或砂浆干缩产生的裂缝。

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。

2)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体产生水平推力,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。

3)建筑物底层窗台墙的中部及窗洞口的两个角处常会出现竖向裂缝,裂缝上宽下窄。这些裂缝是由于地基反力和砖砌体的温度收缩应力共同作用引起的。窗台墙承受基础和两墙间的约束,在地基反力作用下其受力特征表现为反梁,窗间墙为支座。当窗洞较宽或窗间墙承受较大的集中荷载时,反梁将向上弯曲,产生弯曲应力,在跨中附近,由于应力较大,当超过砖砌体的强度时,即会产生竖向裂缝。同时,窗间墙对窗台墙的压力作用,使窗洞角产生较大的集中剪应力而引起此处开裂。另外,砖砌体温度变化和干缩变形也会产生较大的约束力,导致或加剧开裂。

4)梁端支承处墙体常会出现竖向或稍倾斜的裂缝,该裂缝通常为结构裂缝,是由于梁端下砌体局部承压强度不足引起的。另外,梁与砌体的变形差异也将导致或加剧开裂。预防措施为,在砖砌体结构设计时,应注意验算梁下砌体的局部承压强度,不足时应设置梁垫;当梁跨度或荷载较大时,应设置砖壁柱;窗间墙应按抗震规范留有一定宽度;砌筑砂浆考虑采用强度高的混合砂浆。治理方法是在原受压墙体的内侧梁下加设砖柱,并采取措施,与原墙体拉结,尽可能使二者形成一个受力整体。

5)独立砖柱上常会出现竖向或稍倾斜的中间宽、上下两端小的裂缝,这种裂缝多为结构裂缝,这是由于砖柱截面太小,承压强度不足所引起的。预防的措施是在砖柱结构设计时,验算其承载能力,不足时需加大截面;应注意两个方向均应设置钢筋混凝土拉梁,以减小柱的计算长度;当荷载较大时,应尽可能采用钢筋混凝土柱。

6)墙面或屋面顶棚常出现较多细微的裂缝,裂缝总体上没有规则,且宽度相差不多。这种裂缝主要是混凝土板或砂浆粉刷层干缩引起的。当混凝土或砂浆干燥后,由于缺水,得不到应有的养护,即会出现明显的干缩裂缝。

7)平屋顶建筑的顶层檐下或顶层与墙体交接面之间常会出现水平裂缝,裂缝一般沿外墙顶端断续分布,两端比中间严重,在转角处,纵横水平裂缝相交而形成包角裂缝。在平屋顶顶层纵墙的两端,常会出现正八字裂缝,严重时可发展到房屋1/3长度内,有时在横墙上也可能发生。裂缝宽度一般为中间大、两端小,当外纵墙有窗时裂缝沿窗口对角方向裂开,且南立面墙比北立面墙的更明显。这种裂缝常为温度应力所引起,主要是由于平屋顶建筑的顶层受季节性气温和太阳日照的影响较大,在圈梁与其下砖墙交接处产生水平方向温度应力,使砖砌体处于受拉、受剪等复杂的应力状态,当此应力超过砖砌体材料的强度时,砌体就会开裂。

2 砌体结构温度裂缝预防措施

1)提高屋面保温隔热性能,如设置架空层。

2)改善结构的变形约束条件,在建筑物顶层圈梁与砌体交界面之间设置滑动层(如两层油毡加滑石粉),使混凝土板和圈梁可以自由变形,而不受其下砖墙的约束,减小变形产生的应力。

3)提高顶层砌体砂浆的强度,严格控制破碎砖集中填充,以提高砌体的抗拉、抗剪强度。

4)设置伸缩缝:严格按照《砌体结构设计规范》要求设置伸缩缝,宽度不宜小于30mm。

5)对施工中严格规范要求进行施工,冬季施工时,砂浆无设计要求时,应按常温下提高一级砂浆标号,提高砖砌体强度。

6)设计时,在裂缝多发部位的墙体上进行抗裂设防,即采用设置抗裂柱的方法进行裂缝防治;外纵墙和内纵墙的抗裂柱均应设在裂缝多发部位的窗洞口一侧;抗裂柱的断面及钢筋宜与构造柱相同,纵向筋必须伸入上下端的圈梁内,并且满足锚固长度的要求;施工时,应先砌砖墙,然后浇筑抗裂柱和构造柱的混凝土,二者之间的墙内放置拉结钢筋,使其形成组合砖砌体,有效提高砌体的强度,增大砌体的抗弯刚度和抗侧向变形的能力,抑制墙体中裂缝的出现和发展。

3砌体结构温度裂缝治理方法研究

1)对温度裂缝,不要忙于及早治理,等观察一个热胀冷缩周期,裂缝不产生新的变化时再采取治理措施。鉴定裂缝是否稳定方法,可在裂缝内嵌抹水泥浆或玻璃纸,形态完整无损,说明裂缝已趋于稳定,不再有较大发展可能性。

2)采用剔缝埋入钢筋法,在裂缝中每隔五皮砖剔开一道砖缝,每边长500mm,深50mm,每道缝内埋入一根直径6mm的钢筋,钢筋端部加直钩,两端伸入砖缝两侧,然后用M10水泥砂浆灌缝,采用这种方法需注浆达到一定强度后再处理另一面,防止因扰动而降低砂浆强度,且应注意浇水调温、养护。

3)采用钢筋混凝土块连接法,在裂缝处,每隔8-10皮砖,抽砖嵌入预制混凝土块,四周清扫干净,润湿,以M10水泥砂浆砌筑,保证四周密实,且按原砖墙法砌筑,混凝土为C15,内配直径4mm钢筋,其他部位以M10水泥砂浆填补密实。

4)采用拆砖重砌法,在裂缝位置拆除250mm(裂缝两侧均一样)长砖墙,用比原设计等级高一级的砂浆重新砌筑,新老砌体按规范要求结合密实,注意拆除该处时,应采取措施保障安全。

5)砌体内、外两面敷贴钢筋网片,配置穿墙拉筋加以固定,分层抹水泥砂浆或贴挂钢丝网抹灰。

6)对于裂缝较多且穿墙厚,影响美观和正常使用給用户造成不安全感时,可在裂缝墙体两侧用4φ6@200或φ6@500钢筋网片,两侧网片用铁丝固定后,用水泥砂浆外部抹面处理。

结语

通过裂缝产生原因的分析,施工前提前制定预防措施,将会极大减少裂缝的出现,对不可完全避免的裂缝,应分析产生的原因,具体问题具体对待,在满足安全和使用功能的前提下尽量减少经济损失。

参考文献:

[1]罗福午,建筑工程质量缺陷事故分析及处理,武汉:武汉理工大学出版社,1999.08

[2]施楚贤,《砌体结构》,北京,中国建筑工业出版社,2002.2

[3]张昌叙,砌体结构工程施工质量验收规范实施手册,北京,中国建筑工业出版社,2011.9

[4]于俊荣,砌体结构设计新规范,北京,机械工业出版社,2012.11

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