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(梅州市天翔建设工程有限公司 广东)
摘 要:在建筑工程中,砌体结构房屋墙体出现裂缝的现象较多。不但影响美观,而且轻则造成渗漏,重则危及建筑的结构安全。由于导致裂缝因素的多元性和不定性,裂缝问题一直受到人们的关注。本文就砌体结构裂缝的成因及防治进行分析。
关键词:砌体结构 裂缝 成因 防治
在工程中,砌体结构房屋墙体出现裂缝的现象较多。不但影响美观,而且轻则造成渗漏,重则危及建筑的结构安全。更重要的是,裂缝的产生往往是事故的前兆,所以必须予以高度重视,妥善处理,防止不必要的损失和伤害。
1 裂缝对砌体结构建筑物的危害
和产生变形对建筑物的危害主意表现在结构安全性和房屋使用功能两个方面,砌体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。
2 砌体结构裂缝产生的原因
2.1 温差变形引发的砌体裂缝
这类裂缝较典型和普遍的是建筑物(特别是那些纵向较长的)顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,其形态呈“八”字或“X”型,且显对称性,但有时仅一端有,轻微者仅在两端1~2个开间内出现,严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类型缝对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝、隔热层的房屋,更易发生。产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过其材料抗拉强度的结果。具体的机理可认为是:在阳光照射下(特别是南方地区)屋面板温度可高达60~70℃,而在其下的砖砌体仅为30~35℃,如此大的温差,加上混凝土线膨胀系数比砖砌体近似大一倍,可计算出砌体中的主拉应力。
2.2 地基基础不均匀沉降引起的裂缝
一般在建筑物下部,由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。当长条形的建筑物中部沉降过大,则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝,且首先在窗对角突破;反之,当两端沉降过大,则形成的两端由下往上的倒摪藬字缝,也首先在窗对角突破,还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当某一端下沉过大时,则在这一端形成沉降端高的斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的水平缝;当外纵墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致在此处产生水平推力而组成力偶,从而导致此交接处的竖缝。
2.3 特殊砌体材料产生的裂缝
如混凝土小型空心砌块、灰砂砖等的砌体,前者致裂的主要原因是竖缝砂浆难以饱满以及特殊的构造要求未能跟上。后者一般使用南方地区蒸压灰砂砖,由于其本身对温差敏感、表面光滑等特殊性,虽然外观、尺寸指标均较好,但在实际使用中对严格的灰砂砖砌体施工规程不熟悉,缺少使用经验,导致除存在粘土砖常见裂缝外,还常见在较长墙段中及外墙窗台下的竖斜裂缝。
2.4 其它裂缝
当然裂缝的产生还与材料、施工、环境及荷载等因素有关,例如施工时,钢筋的是否调直就是现浇板产生裂缝的一个重要原因。 钢筋未调直就意味着钢筋受力后达不到屈服强度,随着混凝土内部拉应力的增大,应变的增长速度超过了应力的增长速度而在板中产生微裂缝, 微裂缝随荷载的增加而发展, 混凝土塑性变形也逐渐增加,最后形成比较明显的裂缝。
3 裂缝的预防措施
在目前的技术经济水平下,尚不能完全防止和杜绝由于钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝。只能通过一些合理的构造措施,使砌体房屋墙体的裂缝的产生和发展达到可接受的程度。
3.1 温度变化引起的墙体开裂
防止主要由温度变化引起的砌体结构开裂,宜采取下列措施:①当采用整体式或装配式的钢筋混凝土屋盖时,宜在屋盖上设置保温层或隔热层;②在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;③当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;④建筑物温度伸缩缝的间距应满足现行《砌体结构设计规范》的规定,控制缝宜在建筑物墙体的适当部位设置,控制缝的间距不宜大于30m。⑤非地震地区,在房屋顶层宜设钢筋混凝土圈梁。若采用钢筋混凝土圈梁,圈梁不宜外露。若不设圈梁,可在屋盖四周檐口下的砌体内,配置适当转角钢筋。
3.2 墙体材料的干缩引起的开裂
防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝,可采用下列措施: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。③严格控制以胶凝材料为原料的砌块的龄期,不足28d的不应进入施工现场。对于混凝土制品,如果以90d的干燥收缩值为基准,28d只完成收缩的80%左右。而且这类砌块,28d前含水率大,物理化学变形不稳定,干燥收缩值大,特别是蒸压加气混凝土,出厂含水率有时高达60%以上。④正确掌握各种砌块使用时的含水率。轻集料混凝土空心砌块和蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑时的含水率分别控制为5%~8%和15%、20%以内。
3.3 地基沉降引起的开裂
防止主要由地基沉降引起的裂缝,可采用下列措施:①建筑物的体型力求简单;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;③减轻结构自重。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、刚度大的基础形式等;⑤减小或调整基底的附加应力。改变基础地面尺寸,使不同荷载的基础沉降量接近。
3.4 设计不当而引起的开裂
有一些砌体结构的房屋的设计是套用图纸,应用时未经校核;有时参考了别的图纸,但荷载增加了或截面减少了而未作计算;有的虽然作了计算,但因少算或漏算荷载,使实际设计的砌体承载力不足;有的虽然进行了墙体总的承载力计算,但忽视了墙体高厚比和局部承压的计算。如果砌体的承载力不足,则在荷载作用下将出现各种裂缝,以致出现压碎 断裂、倒塌等现象,这类裂缝的出现,很可能导致结构的失效。
预防措施:
(1)细心认真地设计。对拟建砌体结构的房屋,要做到力学模型准确,传力清楚;荷载统计无误;大梁下砌体要设梁垫并进行验算,加强对圈梁的布置和构造柱的设置,以提高砌体结构的整体安全性。
(2)裂缝一旦出现,要注意观测裂缝的宽度及长度的发展情况,并及时采取相应的有效措施,如灌缝,封闭等,必要时要进行结构加固,如粘钢、碳纤维等。
3 结束语
砌体结构出现裂缝是一种较为普遍的现象。这些现象提醒我们应从设计和施工阶段提早采取措施来加以预防。如果遇到建筑物出现裂缝,首先要查明并分析裂缝和变形产生的原因,评估其对结构的危害程度,确定有效的补强加固措施。
参考文献
[1] 蔡旭敏,应立金,砖砌体结构房屋裂缝成因及预防措施分析[ J ].2009,(22)
[2] 刘宜忠,浅析砖砌体结构房屋裂缝的原因及防治措施[J].科技创新导报,2008,(17)
摘 要:在建筑工程中,砌体结构房屋墙体出现裂缝的现象较多。不但影响美观,而且轻则造成渗漏,重则危及建筑的结构安全。由于导致裂缝因素的多元性和不定性,裂缝问题一直受到人们的关注。本文就砌体结构裂缝的成因及防治进行分析。
关键词:砌体结构 裂缝 成因 防治
在工程中,砌体结构房屋墙体出现裂缝的现象较多。不但影响美观,而且轻则造成渗漏,重则危及建筑的结构安全。更重要的是,裂缝的产生往往是事故的前兆,所以必须予以高度重视,妥善处理,防止不必要的损失和伤害。
1 裂缝对砌体结构建筑物的危害
和产生变形对建筑物的危害主意表现在结构安全性和房屋使用功能两个方面,砌体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。
2 砌体结构裂缝产生的原因
2.1 温差变形引发的砌体裂缝
这类裂缝较典型和普遍的是建筑物(特别是那些纵向较长的)顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,其形态呈“八”字或“X”型,且显对称性,但有时仅一端有,轻微者仅在两端1~2个开间内出现,严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类型缝对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝、隔热层的房屋,更易发生。产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过其材料抗拉强度的结果。具体的机理可认为是:在阳光照射下(特别是南方地区)屋面板温度可高达60~70℃,而在其下的砖砌体仅为30~35℃,如此大的温差,加上混凝土线膨胀系数比砖砌体近似大一倍,可计算出砌体中的主拉应力。
2.2 地基基础不均匀沉降引起的裂缝
一般在建筑物下部,由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。当长条形的建筑物中部沉降过大,则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝,且首先在窗对角突破;反之,当两端沉降过大,则形成的两端由下往上的倒摪藬字缝,也首先在窗对角突破,还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当某一端下沉过大时,则在这一端形成沉降端高的斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的水平缝;当外纵墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致在此处产生水平推力而组成力偶,从而导致此交接处的竖缝。
2.3 特殊砌体材料产生的裂缝
如混凝土小型空心砌块、灰砂砖等的砌体,前者致裂的主要原因是竖缝砂浆难以饱满以及特殊的构造要求未能跟上。后者一般使用南方地区蒸压灰砂砖,由于其本身对温差敏感、表面光滑等特殊性,虽然外观、尺寸指标均较好,但在实际使用中对严格的灰砂砖砌体施工规程不熟悉,缺少使用经验,导致除存在粘土砖常见裂缝外,还常见在较长墙段中及外墙窗台下的竖斜裂缝。
2.4 其它裂缝
当然裂缝的产生还与材料、施工、环境及荷载等因素有关,例如施工时,钢筋的是否调直就是现浇板产生裂缝的一个重要原因。 钢筋未调直就意味着钢筋受力后达不到屈服强度,随着混凝土内部拉应力的增大,应变的增长速度超过了应力的增长速度而在板中产生微裂缝, 微裂缝随荷载的增加而发展, 混凝土塑性变形也逐渐增加,最后形成比较明显的裂缝。
3 裂缝的预防措施
在目前的技术经济水平下,尚不能完全防止和杜绝由于钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝。只能通过一些合理的构造措施,使砌体房屋墙体的裂缝的产生和发展达到可接受的程度。
3.1 温度变化引起的墙体开裂
防止主要由温度变化引起的砌体结构开裂,宜采取下列措施:①当采用整体式或装配式的钢筋混凝土屋盖时,宜在屋盖上设置保温层或隔热层;②在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;③当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;④建筑物温度伸缩缝的间距应满足现行《砌体结构设计规范》的规定,控制缝宜在建筑物墙体的适当部位设置,控制缝的间距不宜大于30m。⑤非地震地区,在房屋顶层宜设钢筋混凝土圈梁。若采用钢筋混凝土圈梁,圈梁不宜外露。若不设圈梁,可在屋盖四周檐口下的砌体内,配置适当转角钢筋。
3.2 墙体材料的干缩引起的开裂
防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝,可采用下列措施: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。③严格控制以胶凝材料为原料的砌块的龄期,不足28d的不应进入施工现场。对于混凝土制品,如果以90d的干燥收缩值为基准,28d只完成收缩的80%左右。而且这类砌块,28d前含水率大,物理化学变形不稳定,干燥收缩值大,特别是蒸压加气混凝土,出厂含水率有时高达60%以上。④正确掌握各种砌块使用时的含水率。轻集料混凝土空心砌块和蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑时的含水率分别控制为5%~8%和15%、20%以内。
3.3 地基沉降引起的开裂
防止主要由地基沉降引起的裂缝,可采用下列措施:①建筑物的体型力求简单;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;③减轻结构自重。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、刚度大的基础形式等;⑤减小或调整基底的附加应力。改变基础地面尺寸,使不同荷载的基础沉降量接近。
3.4 设计不当而引起的开裂
有一些砌体结构的房屋的设计是套用图纸,应用时未经校核;有时参考了别的图纸,但荷载增加了或截面减少了而未作计算;有的虽然作了计算,但因少算或漏算荷载,使实际设计的砌体承载力不足;有的虽然进行了墙体总的承载力计算,但忽视了墙体高厚比和局部承压的计算。如果砌体的承载力不足,则在荷载作用下将出现各种裂缝,以致出现压碎 断裂、倒塌等现象,这类裂缝的出现,很可能导致结构的失效。
预防措施:
(1)细心认真地设计。对拟建砌体结构的房屋,要做到力学模型准确,传力清楚;荷载统计无误;大梁下砌体要设梁垫并进行验算,加强对圈梁的布置和构造柱的设置,以提高砌体结构的整体安全性。
(2)裂缝一旦出现,要注意观测裂缝的宽度及长度的发展情况,并及时采取相应的有效措施,如灌缝,封闭等,必要时要进行结构加固,如粘钢、碳纤维等。
3 结束语
砌体结构出现裂缝是一种较为普遍的现象。这些现象提醒我们应从设计和施工阶段提早采取措施来加以预防。如果遇到建筑物出现裂缝,首先要查明并分析裂缝和变形产生的原因,评估其对结构的危害程度,确定有效的补强加固措施。
参考文献
[1] 蔡旭敏,应立金,砖砌体结构房屋裂缝成因及预防措施分析[ J ].2009,(22)
[2] 刘宜忠,浅析砖砌体结构房屋裂缝的原因及防治措施[J].科技创新导报,2008,(17)