磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體裂縫問(wèn)題與對(duì)策論文
摘要:由于溫度變化、地基不均勻沉降等因素的影響,常使墻體產(chǎn)生一些形狀不規(guī)則、寬度不等的裂縫,這些裂縫不僅影響建筑外觀造型和使用功能,而且會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的承載力。本文對(duì)磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體裂縫的現(xiàn)狀進(jìn)行了論述,介紹了溫度應(yīng)力和地基不均勻沉降引起磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體裂縫的原因,并針對(duì)這些原因提出了預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞:磚混結(jié)構(gòu) 房屋墻體 裂縫
1 磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體裂縫的現(xiàn)狀
從近年來(lái)的有關(guān)磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體裂縫的報(bào)道可以看到,墻體裂縫問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)普遍問(wèn)題。裂縫的形式、部位等大同小異,引起裂縫的原因也是多種多樣的,現(xiàn)在一般討論的是溫度應(yīng)力、地基不均勻沉降、局部承載力不足、設(shè)計(jì)施工等原因引起的墻體裂縫。如最近對(duì)某小區(qū)的十六棟住宅樓進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn),每棟住宅樓均有不同程度的裂縫出現(xiàn),尤其是溫度應(yīng)力引起的上部窗角的斜裂縫和底層過(guò)大窗洞的窗臺(tái)下的豎向裂縫占了約90%以上。磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體裂縫問(wèn)題是目前比較普遍的工程問(wèn)題,設(shè)計(jì)人員一般采取一些有針對(duì)性的預(yù)防措施,以減少控制裂縫的產(chǎn)生發(fā)展。但此類裂縫還是屢屢出現(xiàn),因此如何采取措施有效地減少或防止裂縫的發(fā)生,是擺在工程設(shè)計(jì)人員面前一個(gè)急需解決的問(wèn)題。
2 溫度應(yīng)力引起多層磚房墻體開(kāi)裂
2.1 原因分析 常見(jiàn)的磚混結(jié)構(gòu)是由水泥砂漿或混合砂漿等膠凝材料及粘土磚作為豎向承重體系,鋼筋混凝土樓蓋作為水平承重體系的結(jié)構(gòu),其中鋼筋混凝土和磚砌體的材料線膨脹系數(shù)不同。當(dāng)兩者以相同的溫度升降時(shí),它們的溫度變形相差近一倍,兩者在接觸面上將會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移。但是,由于鋼筋混凝土屋蓋與墻體之間的連接接近剛性,二者之間存在著較大的相互約束,使此位移受到限制而產(chǎn)生剪應(yīng)力。由于屋面受到陽(yáng)光的直射,通常屋面板的溫度變化總是高于墻體,使得這種剪應(yīng)力更大。由于磚砌體本身的抗拉和抗剪強(qiáng)度很低,當(dāng)溫度應(yīng)力大于磚砌體的抗拉和抗剪強(qiáng)度時(shí),墻體會(huì)產(chǎn)生抗拉或抗剪破壞,這就是造成墻體開(kāi)裂的主要原因。
2.2 溫度裂縫的預(yù)防與控制措施 《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003-2001)為防止或減輕房屋頂層墻體的裂縫,采取了一系列的措施,除了規(guī)范中提出的措施外,下面一些方面的控制措施也是必要的:
2.2.1 建筑布局在平面設(shè)計(jì)時(shí),注意調(diào)整平面幾何形狀,使較長(zhǎng)的外縱墻盡可能在同一平面上。若平面為“L”、“I”、“T”等形式,用伸縮縫將其分割成若干單元,使外墻避免不利形式,這樣對(duì)抗震來(lái)說(shuō)也是有利的。建筑平面盡量規(guī)整,避免出現(xiàn)錯(cuò)層或房屋高度不一致時(shí)導(dǎo)致溫度應(yīng)力集中。
2.2.2 構(gòu)造措施 層層設(shè)置圈梁,而且每個(gè)開(kāi)間或進(jìn)深都設(shè)置,這樣可以增加房屋的整體性以抵抗裂縫的產(chǎn)生。在錯(cuò)層處級(jí)房屋不等高處必須設(shè)置圈梁。女兒墻上設(shè)置鋼筋混凝土圈梁壓頂,并且與構(gòu)造柱連為一體,這樣可以抵抗或減緩女兒墻上裂縫的發(fā)生;增加構(gòu)造柱數(shù)量,所有內(nèi)外縱墻與橫向承重墻交接處均設(shè)構(gòu)造柱(增加的構(gòu)造柱可僅限于頂層),加強(qiáng)端部構(gòu)造柱是為了加強(qiáng)砌體的整體性。
降低鋼筋混凝土屋面板的溫度t,有條件時(shí),可對(duì)屋面進(jìn)行綠化,既可有效降低屋面板溫度,又可以改善頂層住戶的居住環(huán)境。
墻體寬度為370mm時(shí),將鋼筋混凝土圈梁設(shè)計(jì)成內(nèi)包,避免其外露,使陽(yáng)光不直接照射鋼筋混凝土圈梁。
2.2.3 伸縮縫的設(shè)置問(wèn)題 一些調(diào)查顯示,有些大于規(guī)定間距的房屋沒(méi)有出現(xiàn)裂縫;相反,小于該間距的房屋出現(xiàn)了裂縫,所以我們需要采用規(guī)范限值,按建筑物所在的地域氣候條件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施、施工條件、施工環(huán)境及建筑物的材料綜合考慮如何設(shè)縫的問(wèn)題,單純?cè)O(shè)置伸縮縫是不能有效控制裂縫的發(fā)生的,而且建筑物的長(zhǎng)度只是影響溫度裂縫的因素之一,計(jì)算表明長(zhǎng)度的影響較小。因此用建筑物長(zhǎng)度(伸縮縫)來(lái)控制溫度裂縫是不全面的,只有綜合考慮有關(guān)參數(shù),才能使設(shè)計(jì)更趨合理。
3 地基不均勻沉降引起的磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體裂縫
3.1 地基不均勻沉降引起的磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體裂縫的原因分析 由于地基原因、荷載原因等會(huì)引起地基的不均勻變形,地震、滑坡等原因也會(huì)引起地基的動(dòng)態(tài)變形。地基的變形會(huì)引起上部結(jié)構(gòu)中內(nèi)力的變化,由此在墻體的不同部位會(huì)產(chǎn)生彎矩和剪力,當(dāng)主拉應(yīng)力超過(guò)墻體抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生墻體的裂縫。地基不均勻沉降引起的墻體裂縫主要有斜裂縫、水平裂縫及豎向裂縫等。
3.2 地基不均勻沉降引起的墻體裂縫的預(yù)防與控制措施 《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003-2001)為防止或減輕房屋底層墻體裂縫,提出了一系列的措施,如增大基礎(chǔ)圈梁的剛度;采用鋼筋混凝土窗臺(tái)板,窗臺(tái)板嵌入窗間墻內(nèi)不小于600mm。除了規(guī)范中基礎(chǔ)的控制措施外,也可采用下面一些措施來(lái)預(yù)防和控制墻體裂縫的產(chǎn)生。
3.2.1 采用簡(jiǎn)單的建筑體型 建筑的體型是指建筑物的平面、立面形式。平面形狀復(fù)雜的建筑,如“H”型、“L”型、“T”型等,在其縱橫單元相交處基礎(chǔ)密集,地基土中應(yīng)力重疊,沉降往往大于其他部位,易產(chǎn)生裂縫,而且當(dāng)平面形狀復(fù)雜時(shí),建筑物內(nèi)還會(huì)因扭曲而產(chǎn)生附加應(yīng)力。立面高差懸殊的建筑物,在高度突變處,會(huì)因荷載差異而產(chǎn)生較大的不均勻沉降。因此,對(duì)于在軟弱地基上建造的建筑物,采用簡(jiǎn)單的平面形式,可減少不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫。房屋的長(zhǎng)高比不宜過(guò)大。長(zhǎng)高比是保證磚混結(jié)構(gòu)建筑物剛度的主要因素,長(zhǎng)高比過(guò)大的建筑物,調(diào)整地基不均勻變形的能力就差。如果將建筑物的長(zhǎng)高比控制在一定的范圍內(nèi),則建筑物整體具有調(diào)整地基不均勻變形的能力,則房屋不容易出現(xiàn)裂縫。一般磚混結(jié)構(gòu)房屋的長(zhǎng)高比不宜大于2.5。
3.2.2 加強(qiáng)房屋整體剛度和強(qiáng)度
、俸侠聿贾贸兄貕,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量將縱墻拉通,避免斷開(kāi)和轉(zhuǎn)折:每隔一定距離設(shè)置一道橫墻,將內(nèi)外縱墻連接起來(lái),形成一個(gè)具有一定空間剛度的整體,以提高調(diào)節(jié)不均勻沉降的能力;
、诤侠碓O(shè)置鋼筋混凝土圈梁,圈梁能增強(qiáng)縱橫墻的連接,增強(qiáng)磚混結(jié)構(gòu)房屋的空間剛度和整體性,顯著調(diào)整房屋的不均勻沉降。所有圈梁均應(yīng)在一個(gè)水平面內(nèi)連接成封閉系統(tǒng);
③.不宜在磚墻上開(kāi)過(guò)大的洞。多層磚混結(jié)構(gòu)房屋底層如窗洞過(guò)大,窗臺(tái)下墻體易產(chǎn)生反向彎曲而出現(xiàn)裂縫。
3.2.3 合理安排施工程序,采用分期施工 先建荷載較重的單元,后建荷載較輕的單元;埋置較深的基礎(chǔ)先施工,易受相鄰建筑物影響的房屋后施工,以減少房屋各部分的不均勻沉降。對(duì)于荷載較大的建筑物,荷載宜逐步均勻地增加。
3.2.4 沉降縫的設(shè)置問(wèn)題沉降縫將房屋從屋蓋、樓蓋、墻體到基礎(chǔ)全部斷開(kāi),分成若干個(gè)單獨(dú)沉降的單元。為保證沉降縫兩側(cè)房屋內(nèi)傾斜時(shí)不互相擠壓、碰撞,沉降縫應(yīng)有足夠的寬度。在抗震設(shè)防區(qū),沉降縫的寬度尚需滿足抗震的要求。
4 結(jié)論
本文對(duì)溫度應(yīng)力問(wèn)題進(jìn)行了研究,同時(shí)對(duì)溫度應(yīng)力和地基不均勻沉降原因引起的墻體裂縫的分布情況及形成原因進(jìn)行了分析。對(duì)于溫度應(yīng)力和地基不均勻沉降原因引起磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體裂縫,本文總結(jié)出了預(yù)防和控制措施。底層較大窗洞下墻體上的豎向裂縫問(wèn)題,屬于磚混結(jié)構(gòu)的固有缺陷。我們可以采取相應(yīng)的措施減少、延緩或控制其開(kāi)裂,或者建議減小窗洞寬度,但是,此類裂縫是很難避免的磚混結(jié)構(gòu)中的“通病”之一。由于窗下墻的豎向荷載較小,其又基本不承受上部荷載,故此類裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性影響不大。
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