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在我国大多数城市和农村,砖混结构形势在建筑中被广泛应用,但是砖砌体的抗拉、抗剪能力比较低,容易在局部产生裂缝,严重影响建筑物的整体性和使用功能,甚至危及安全。为此,在进行工程设计、施工及使用时应采取一些相应措施,防止裂缝的产生和发展。
一、裂缝对建筑物的危害
砖混结构的墙体出现裂缝和产生变形对建筑物的危害主要表现在结构安全性和房屋使用功能两个方面,砖混结构受力裂缝的出现预示着结构承载力可能不足,结构变形的出现虽然对砌体抗压承载力没有直接影响,但贯穿性裂缝的形成会降低结构的整体稳定性和抗震性能。外墙、楼板和屋面结构裂缝会影响结构防水,造成房屋渗漏,明显的结构裂缝或较大的变形会影响建筑物的美观。
二、墙体裂缝产生的原因及防治对策分析
砖混结构墙体产生裂缝的原因主要有结构裂缝、温差裂缝以及地基沉降差异产生的裂缝三种类型。
(一)结构裂缝
1、产生原因
(1)结构设计不合理。由于结构荷载计算遗漏,设计差错,构成不合理,荷载过大而构成截面尺寸偏小,砌体受压面积不够等原因,造成了结构本身的先天不足。
(2)预设管线造成的不良后果。因埋设各种管线穿过墙体破坏了砌体整体性,减少了砌体截面面积,消弱了砌体承载力。
(3)砌体施工质量粗劣。因砌筑用砖和砂浆强度等级不够,水平灰缝砂浆不饱满,组砌不符合要求,降低了砌体承载能力。
(4)房屋后期使用不当。由于后期改变房屋用途,加大使用荷载或增加振动力,破坏墙体,直接造成了裂缝的产生。
2、防治措施
(1)正确进行结构计算和设计,设计资料要经过层层把关核算。应当注意在荷载较大而构件截面尺寸受到限制时,适当提高砖和砂浆强度等级,或采用配筋砌体提高砌体强度;在大梁、屋架支座处设计钢筋砼垫块。
(2)卸载。对由于荷载过大砌体强度低,已经产生裂缝的墙体,可减轻上层结构自重与使用荷载,或在其顶部砌体内增设钢筋混凝土过梁,承担上部荷载。同时在原有大梁下设置砖墙,砖柱、分担部分上部荷载,保护已经开裂的砌体。
(3)结构加固补强。对由于荷载较大,砌体截面尺寸较小,承载力不足并已经产生裂缝的墙体,可采用加大截面尺寸,如将增设附壁柱,在已列砌体外灌注钢筋混凝土夹板,将已经出现裂缝的砌墙改为钢筋混凝土墙、柱,以提高其承载能力。
(二)温差裂缝
1、产生原因
(1)结构温度收缩变形不协调或温差太大是造成顶层墙体产生裂缝的主要因素。温差裂缝的开裂程度与环境温差成正比,温差大时裂缝就严重,温差小时裂缝就轻,屋面保温隔热效果好的裂缝轻保温隔热差的裂缝较重。
(2)混凝土与砖砌体性能差异太大。由于混凝土与砖砌体的线膨胀系数不同,其数值大小相差一倍。使得兩者的温度变形比较大,二者之间因性能差异产生相对位移,致使房屋端部砖墙内产生拉力和剪力,使截面突变,薄弱部位应力集中时墙体被剪、拉应力剪断、拉裂而产生裂缝。
2、防治措施
(1)减少屋面伸缩缝间距,缩短混凝土构件直线段的长度;将屋面挑檐平面布置成凹凸曲折形状,缩短挑檐直线长度。
(2)改进挑檐设计。设计中应优先选用内天沟排水;在钢筋砼挑檐表面设置保温隔热层;现浇挑檐每隔10m左右设一道伸缩缝
(3)在房屋两端屋盖与墙顶之间用1:3石灰砂浆设置水平活动缝。
(4)应根据屋面板基层的情况及时设置好的保温层。
(5)提高顶层砌体抗裂强度等级。
(6)严格执行施工规范,确保施工质量。
(三)地基沉降差异裂缝
1、产生原因
地基土质软弱或建筑地基局部土质不均匀等原因,土质软硬差异大,受压后必然产生过大的不均匀沉降。
(2)地基处理不当,基础设计不合理。当地基处理不当时,很容易在底层墙体产生斜向裂缝和窗下墙竖向裂缝。当房屋数相差较多而没有设置沉降缝时,容易在交接部位产生竖向裂缝。
(3)地基边坡破坏。地处陡坡边缘的建筑,由于地面高较大,边坡不够稳定,再加上地基附加应力的作用而出现边坡失稳、滑移、沉降不均匀等情况容易造成墙体开裂。
(4)地基含水量不正常变化。因周围环境某些变化,使建筑物地下水位升高,或上下管道渗漏,地表水渗入建筑地基,长期浸泡,土质软化甚至冲刷掏空,而导致不均匀沉降。
(5)建筑物使用不当。随意改变房屋用途,增大荷载,在室内地面堆放超设计要求的大面积荷载,使地基附加应力剧增,导致建筑物不均匀沉降,墙体开裂。
2、防治措施
(1)房屋建筑工程应先勘察后设计。在进行建筑基础设计前 ,应对工程地质进行详细勘察,查明地基土质情况,分布情况,承载力大小,地下水位等水文地质条件,然后进行全面分析,权衡利弊,确定合理的建筑布局和结构类型,并正确选用基础形式,以使上部结构与地基相互影响,共同工作,对软弱地基和不均匀地基尤其如此。
(2)减轻建筑结构自重。减轻结构自重是降低基底附加应力,减少沉降的有效措施,对于基础,可以选用自重轻,覆土少的基础形式;或设置地下室半地下室,采用架空地板,取代室内填土。上部结构可选用预应力、轻钢结构和单位容重少的轻质墙体材料,以减轻对地基的压力,减少地基沉降。
(3)合理布置建筑体型。建筑平面形状影流求简单、合理、纵墙拉通避免转折多变,凹凸复杂;建筑立面应尽量避免高低参差,荷载差异大或开设过大的门窗洞口消弱墙体,尽量使房屋建筑质量重心与刚度中心基本一致,以提高房屋自身抵抗不均匀沉降的能力。,
(4)增强建筑物的整体刚度;控制建筑物的长度比,设置沉降缝;在基础和楼盖下的墙顶上设置平面闭合的钢筋混凝土圈梁。
(5)合理设置荷载分布,选用较小的基底压力。
(6)合理安排施工顺序。对立面高低悬殊,荷载变化较大的房屋,应分期分阶段组织施工。一般先建荷载大的高层,后建荷载较小的低层;先建深基础,后建浅基础,避免增加新的附加应力。
一、裂缝对建筑物的危害
砖混结构的墙体出现裂缝和产生变形对建筑物的危害主要表现在结构安全性和房屋使用功能两个方面,砖混结构受力裂缝的出现预示着结构承载力可能不足,结构变形的出现虽然对砌体抗压承载力没有直接影响,但贯穿性裂缝的形成会降低结构的整体稳定性和抗震性能。外墙、楼板和屋面结构裂缝会影响结构防水,造成房屋渗漏,明显的结构裂缝或较大的变形会影响建筑物的美观。
二、墙体裂缝产生的原因及防治对策分析
砖混结构墙体产生裂缝的原因主要有结构裂缝、温差裂缝以及地基沉降差异产生的裂缝三种类型。
(一)结构裂缝
1、产生原因
(1)结构设计不合理。由于结构荷载计算遗漏,设计差错,构成不合理,荷载过大而构成截面尺寸偏小,砌体受压面积不够等原因,造成了结构本身的先天不足。
(2)预设管线造成的不良后果。因埋设各种管线穿过墙体破坏了砌体整体性,减少了砌体截面面积,消弱了砌体承载力。
(3)砌体施工质量粗劣。因砌筑用砖和砂浆强度等级不够,水平灰缝砂浆不饱满,组砌不符合要求,降低了砌体承载能力。
(4)房屋后期使用不当。由于后期改变房屋用途,加大使用荷载或增加振动力,破坏墙体,直接造成了裂缝的产生。
2、防治措施
(1)正确进行结构计算和设计,设计资料要经过层层把关核算。应当注意在荷载较大而构件截面尺寸受到限制时,适当提高砖和砂浆强度等级,或采用配筋砌体提高砌体强度;在大梁、屋架支座处设计钢筋砼垫块。
(2)卸载。对由于荷载过大砌体强度低,已经产生裂缝的墙体,可减轻上层结构自重与使用荷载,或在其顶部砌体内增设钢筋混凝土过梁,承担上部荷载。同时在原有大梁下设置砖墙,砖柱、分担部分上部荷载,保护已经开裂的砌体。
(3)结构加固补强。对由于荷载较大,砌体截面尺寸较小,承载力不足并已经产生裂缝的墙体,可采用加大截面尺寸,如将增设附壁柱,在已列砌体外灌注钢筋混凝土夹板,将已经出现裂缝的砌墙改为钢筋混凝土墙、柱,以提高其承载能力。
(二)温差裂缝
1、产生原因
(1)结构温度收缩变形不协调或温差太大是造成顶层墙体产生裂缝的主要因素。温差裂缝的开裂程度与环境温差成正比,温差大时裂缝就严重,温差小时裂缝就轻,屋面保温隔热效果好的裂缝轻保温隔热差的裂缝较重。
(2)混凝土与砖砌体性能差异太大。由于混凝土与砖砌体的线膨胀系数不同,其数值大小相差一倍。使得兩者的温度变形比较大,二者之间因性能差异产生相对位移,致使房屋端部砖墙内产生拉力和剪力,使截面突变,薄弱部位应力集中时墙体被剪、拉应力剪断、拉裂而产生裂缝。
2、防治措施
(1)减少屋面伸缩缝间距,缩短混凝土构件直线段的长度;将屋面挑檐平面布置成凹凸曲折形状,缩短挑檐直线长度。
(2)改进挑檐设计。设计中应优先选用内天沟排水;在钢筋砼挑檐表面设置保温隔热层;现浇挑檐每隔10m左右设一道伸缩缝
(3)在房屋两端屋盖与墙顶之间用1:3石灰砂浆设置水平活动缝。
(4)应根据屋面板基层的情况及时设置好的保温层。
(5)提高顶层砌体抗裂强度等级。
(6)严格执行施工规范,确保施工质量。
(三)地基沉降差异裂缝
1、产生原因
地基土质软弱或建筑地基局部土质不均匀等原因,土质软硬差异大,受压后必然产生过大的不均匀沉降。
(2)地基处理不当,基础设计不合理。当地基处理不当时,很容易在底层墙体产生斜向裂缝和窗下墙竖向裂缝。当房屋数相差较多而没有设置沉降缝时,容易在交接部位产生竖向裂缝。
(3)地基边坡破坏。地处陡坡边缘的建筑,由于地面高较大,边坡不够稳定,再加上地基附加应力的作用而出现边坡失稳、滑移、沉降不均匀等情况容易造成墙体开裂。
(4)地基含水量不正常变化。因周围环境某些变化,使建筑物地下水位升高,或上下管道渗漏,地表水渗入建筑地基,长期浸泡,土质软化甚至冲刷掏空,而导致不均匀沉降。
(5)建筑物使用不当。随意改变房屋用途,增大荷载,在室内地面堆放超设计要求的大面积荷载,使地基附加应力剧增,导致建筑物不均匀沉降,墙体开裂。
2、防治措施
(1)房屋建筑工程应先勘察后设计。在进行建筑基础设计前 ,应对工程地质进行详细勘察,查明地基土质情况,分布情况,承载力大小,地下水位等水文地质条件,然后进行全面分析,权衡利弊,确定合理的建筑布局和结构类型,并正确选用基础形式,以使上部结构与地基相互影响,共同工作,对软弱地基和不均匀地基尤其如此。
(2)减轻建筑结构自重。减轻结构自重是降低基底附加应力,减少沉降的有效措施,对于基础,可以选用自重轻,覆土少的基础形式;或设置地下室半地下室,采用架空地板,取代室内填土。上部结构可选用预应力、轻钢结构和单位容重少的轻质墙体材料,以减轻对地基的压力,减少地基沉降。
(3)合理布置建筑体型。建筑平面形状影流求简单、合理、纵墙拉通避免转折多变,凹凸复杂;建筑立面应尽量避免高低参差,荷载差异大或开设过大的门窗洞口消弱墙体,尽量使房屋建筑质量重心与刚度中心基本一致,以提高房屋自身抵抗不均匀沉降的能力。,
(4)增强建筑物的整体刚度;控制建筑物的长度比,设置沉降缝;在基础和楼盖下的墙顶上设置平面闭合的钢筋混凝土圈梁。
(5)合理设置荷载分布,选用较小的基底压力。
(6)合理安排施工顺序。对立面高低悬殊,荷载变化较大的房屋,应分期分阶段组织施工。一般先建荷载大的高层,后建荷载较小的低层;先建深基础,后建浅基础,避免增加新的附加应力。