所屬欄目:建筑設(shè)計論文 發(fā)布日期:2013-11-12 14:32 熱度:
摘要:建筑磚砌體結(jié)構(gòu)由于變形作用(溫度差、收縮、基礎(chǔ)不均勻沉降等)引起產(chǎn)生裂縫的原因是很復(fù)雜的、且很值得引起重視的問題。文章就多年的工程設(shè)計實踐,剖析區(qū)域內(nèi)常見建筑磚砌體裂縫產(chǎn)生原因及其處理措施。
關(guān)鍵詞:工程結(jié)構(gòu),溫差,變形,防治
一、前言
建筑磚砌體裂縫不僅種類繁多,形態(tài)各異,而且在工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中是一個相當(dāng)普遍的問題,輕微者會影響建筑物美觀,造成滲漏,嚴(yán)重者會降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性,甚至還會導(dǎo)致整體倒塌的重大質(zhì)量事故。是目前迫切需要解決的問題。因此,深入分析原因、采取有效的措施進(jìn)行防治是十分必要的。
二、溫差變形引發(fā)的磚砌體裂縫
這類裂縫較典型和普遍的是建筑(特別是那些縱向較長的)頂層兩端內(nèi)外縱向墻上的斜裂縫,其形態(tài)呈“八”字或“X”型,且顯對稱性,但有時僅一端有,輕微者僅在兩端1—2個開間內(nèi)出現(xiàn),嚴(yán)重者會發(fā)展,至房屋兩端1/3縱長范圍內(nèi),并由頂層向下幾層發(fā)展。此類型裂縫對那種剛性屋面平屋頂、未設(shè)變形縫、隔熱層的房屋更易發(fā)生。產(chǎn)生的直接原因是混凝土結(jié)構(gòu)屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過其材料抗拉強度的結(jié)果。具體的機理可認(rèn)為是:在陽光照射下屋面板溫度可高達(dá)60°C-70°C,而在其下的磚砌體僅為30°C-35℃,如此大的溫差,加上混凝土線膨脹系數(shù)比磚砌體近似大一倍,根據(jù)王鐵夢《建筑物的裂縫控制》一書中提出的計算理論和公式,可計算出砌體中的主拉應(yīng)力。設(shè)砂漿強度為M5.0、磚強度為Mu7.5時,則其沿灰縫截面破壞時的軸心抗拉、抗剪強度設(shè)計值僅為0.14MPa和0.12MPa,而沿齒縫通縫的彎曲抗拉強度僅為0.25MPa和0.12MPa,則溫差引起的砌體主拉應(yīng)力大于砌體本身抵抗力的50%~300%不等;又加上房屋兩端為“自由端”,水平約束力小,上部砌體垂直壓力較小,如無相應(yīng)措施上述裂縫在所難免。當(dāng)屋面向兩端熱脹時,致使下部砌體出現(xiàn)正“八”字縫,當(dāng)冷縮時,就出現(xiàn)倒“八”字縫,一脹一縮則易出現(xiàn)“X”型縫。其防治的主要方法:一是減緩消除熱X脹冷縮動力源,如設(shè)隔熱層、變形縫;二是增強相關(guān)砌體抗力,如提高砂漿強度,提高飽滿度,加筋砌體,如設(shè)圈梁和構(gòu)造柱;三是提高抹灰的抗裂能力(對于不影響結(jié)構(gòu)安全的縫)。
同時,溫差裂縫還有屋面結(jié)構(gòu)與其下相應(yīng)砌體之間的水平縫、包角水平縫、沿窗上下角水平縫、女兒墻根部水平縫以及出現(xiàn)在靠近縱墻的橫墻上的內(nèi)高外低斜裂縫等等。對于出現(xiàn)這類斜裂縫一般為:上幾層多于下幾層,輕微者僅在靠外墻端約0.5—1.0m位置上,有l(wèi)~2條縫而已,嚴(yán)重者可達(dá)橫墻1/3跨度及各層都有,尤其是那種層層設(shè)混凝土梁(如圈梁)和縱橫墻交接處設(shè)混凝土柱(如構(gòu)造柱)的房屋,其產(chǎn)生裂縫的機理可以認(rèn)為是:由于外墻柱及橫墻(包括填充墻)上下梁均為混凝土結(jié)構(gòu),其線膨脹系數(shù)大于磚砌體近一倍,再加上溫差效應(yīng),受熱膨脹時,柱向上伸長(下有地基約束),梁向外墻伸長(內(nèi)約束大于外端),于是在橫墻端部產(chǎn)生豎、橫向拉應(yīng)力σy和σx,其合力為主拉應(yīng)力σr,約45°當(dāng)σr超時砌體抵抗強度時,裂縫就出現(xiàn)了。與此同理出現(xiàn)的還有如窗角“八”字縫,以及沿窗上下腳的水平縫等。防治這類縫的有效措施是加設(shè)混凝土窗臺板,它不僅可以防裂縫,還可有效地解決鋁合金等窗框安裝配合問題,防止窗框周圍滲漏水。
三、基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫
一般在建筑物下部,由下往上發(fā)展,呈“八”字•、倒“八”字、水平及豎縫。當(dāng)長條形的建筑物中部沉降過大,則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫,首先在窗對角突出;反之,當(dāng)兩端沉降過大,則形成的兩端由下往上的倒“八”字縫,也首先在窗對角突出,還可在底層中部窗臺處突破形成由上至下的豎縫;當(dāng)某一端下沉過大時,則在某一端形成沉降端高的斜裂縫;當(dāng)縱橫墻交點處沉降過大,則在窗臺下角形成上寬下窄的豎縫,有時還有沿窗臺下角的水平縫;當(dāng)外縱墻凹凸設(shè)計時,由于一側(cè)的不均勻沉降,導(dǎo)致在此處產(chǎn)生水平推力而組成力偶;致使此交接處產(chǎn)生豎縫。
典型的例子是某住宅樓為4層磚混結(jié)構(gòu),縱長為52m,地基為粉砂層,基礎(chǔ)為鋼筋混凝土帶形基礎(chǔ),于1994年完工。第二年就發(fā)現(xiàn)一側(cè)外窗臺下角出現(xiàn)上寬下窄豎縫及窗間墻水平縫,4層均有發(fā)現(xiàn),但下層比上層嚴(yán)重,而且裂縫逐年增寬,調(diào)查原因時發(fā)現(xiàn),由于原地基勘察時未能發(fā)現(xiàn)貫穿兩棟樓中間的一條埋藏很深的陰溝虛土帶,雨水和地溝污水滲透地基土導(dǎo)致在縱橫交點處沉降過大,從而產(chǎn)生沉降。為此,對兩棟樓均采取基礎(chǔ)底部加鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)擠密地基和墻體外增設(shè)附墻構(gòu)造柱的辦法。處理后到目前觀測裂縫已無變化。
對于不均勻沉降導(dǎo)致的裂縫應(yīng)以預(yù)防為主,即無地質(zhì)勘察資料時嚴(yán)禁做施工圖設(shè)計,嚴(yán)格按圖施工,不得擅自更改、任意處理,根據(jù)本地區(qū)通病,盡可能在那些開大窗洞的建筑底層窗臺下設(shè)置構(gòu)造圈梁與地梁構(gòu)成剛度較大的復(fù)合墻梁結(jié)構(gòu),對防止上述裂縫有明顯效果。治理的原則是,觀測裂縫發(fā)展的速度、部位、程度,決定是表面處理還是上部加固或基礎(chǔ)加固處理。
四、其他裂縫
除上述裂縫外,其它裂縫包括:混凝土構(gòu)件變形導(dǎo)致的砌體裂縫,如當(dāng)挑梁上填充墻、梁相繼同步施工致使撓度過大,其上砌體產(chǎn)生內(nèi)低外高斜裂及與外縱墻之間的豎縫等;砌體本身承載力不足,如磚柱承載不足時在下部1/3高度處出現(xiàn)的豎縫;砌體構(gòu)造要求不良,如施工洞留置和拉結(jié)筋放置不當(dāng)造成的洞邊緣。如某基地2000年完工的84號住宅樓,其施工洞留在與內(nèi)縱墻交叉的橫墻上,結(jié)果自下到上各層在這點交角上均出現(xiàn)了豎直裂縫。施工質(zhì)量差造成的縫,如磚砌體強度不夠,砌體通縫,灰縫砂漿不飽滿,含水量掌握不當(dāng),腳手架設(shè)置不當(dāng),組砌不當(dāng)?shù)取_@些裂縫形態(tài)各異,必須對癥防治。
五、結(jié)語語
綜上分析,因溫差和磚砌體的材質(zhì)因素產(chǎn)生的砌體裂縫較普遍,而以沉降、超載致裂的危害較大,但其危害性和處理方法也不能一概而論,在具體處理時務(wù)必正確區(qū)分,對癥防治,且以防為主。治理的原則為:凡已涉及結(jié)構(gòu)安全且變化劇烈的,應(yīng)當(dāng)機立斷,迅速采取相應(yīng)對策,排除動力源,加固補強或作拆除返工處理;反之,如變化趨緩、穩(wěn)定。僅與外觀和評定有關(guān),修復(fù),返工不影響使用,則重點放在表面處理上。總之,只要認(rèn)真、切實地查明裂縫成因,及時處理磚砌體裂縫問題也是不難處理的。
文章標(biāo)題:分析建筑磚砌體裂縫原因建筑論文
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