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广西福洋电力勘察设计有限公司 530000
摘要:建筑砌体结构往往会由于基础不均匀沉降、温度差等因素产生裂缝,影响了建筑的整体质量。本文首先分析了裂缝的主要成因,然后对裂缝宽度的控制和设计预防进行了阐述,最后提出了砌体结构裂缝处理措施。
关键词:工程结构;温差;变形;防治
前言
建筑的砌体结构中,裂缝是具有普遍性的现象。工程实践表明建筑中的许多裂缝并非由于外荷载所引起,有的在尚未投入使用、受荷载前就出现,这类裂缝是由于变形作用所引起,如温度变形、收缩或膨胀变形、地基差异沉降或膨胀等因素引起的裂缝。这些因素与建筑环境、所用材料、结构类型、地基基础、施工条件等有关。因此,对工程裂缝的研究是一门综合性很强的学科。
1.裂缝的主要成因
砌体结构墙体裂缝的成因既有客观因素如地基沉降、温度、干缩,也有主观因素如设计疏忽、不合理,施工质量、材料不合格等,但最为常见的成因包括:地基不均匀沉降、温度变形和材料干缩、设计构造不合理和施工沉降以及受力裂缝。
1.1地基不均匀沉降
该裂缝与工程地质条件、基础构造、上部结构刚度、建筑体形以及材料和施工质量等因素有关。常见裂缝有以下几种类型:①斜裂缝:是最常见的一种裂缝。建筑物中间沉降大,两端沉降小,墙上出现“八”字形裂缝,反之则出现倒“八”字裂缝;②窗问墙上水平裂缝:这种裂缝一般成对地出现在窗问墙的上下对角处,沉降大的一边裂缝在下,沉降小的一边裂缝在上,靠窗口处裂缝较宽;③竖向裂缝:一般产生在纵墙顶层墙或底层窗台墙上,裂缝都是上面宽,向下逐渐缩小。
1.2温度变形和材料干缩
温度变形主要体现在砌体房屋顶层两端墙体上的裂缝,如门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝及水平包角裂缝(含女儿墙)。这类裂缝,在所有块体材料的墙上均很普遍。
干缩裂缝主要是采用干缩性较大的块材,如蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土砌块等,随着含水率的降低,材料会产生较大的干缩变形。这类裂缝,在建筑上分布广、数量多,开裂的程度也较严重。最有代表性的裂缝分布为在建筑物底部1至2层窗台部位的垂直裂缝或斜裂缝,在大片墙面上出现的底部重上部较轻的竖向裂缝,以及不同材料和构件问差异变形引起的裂缝等。
多数情况下,温度变形和材料干缩单独或共同作用是引起砌体开裂的主要原因。
1.3设计构造不合理
设计构造不合理主要是指在扩建工程中,新旧建筑砖墙未采取适当的构造措施而砌成整体,在新、旧墙结合处往往会开裂。
另外,圈梁不封闭、变形缝设置不当、门窗洞口处未采取适当的构造措施等也可能造成砌体局部开裂。
1.4施工质量
由于砌体的组砌方式不合理,重缝、通缝多等施工质量问题,往往会引起不规则的较宽裂缝。另外,预留脚手眼的位置不当、断砖集中使用、砂浆不饱满等也易引起裂缝[1]。
2、裂缝宽度的控制
裂缝对建筑危害主要表现在对结构持久承载力和建筑正常使用功能的降低,其影响主要表现在以下四个方面:
(1)对于无筋结构,裂缝的出现表明结构承载力可能不足或存在严重问题。
(2)对于配筋结构,裂缝的超标会引起钢筋锈蚀,降低结构耐久性。
(3)对于建筑物的使用功能,裂縫主要是降低了结构的防水性能和气密性。
(4)对于用户,裂缝给人们造成一种不安全的精神压力和心理负担。
但鉴于裂缝成因的复杂性,砌体裂缝尚难完全避免,因此评价裂缝对建筑物的危害性非常重要。评价的主要指标是裂缝宽度,一般情况下,可参考表1的指标决定是否必须修补裂缝或者无须修补裂缝。
表1必须修补与无须修补的裂缝宽度限值(mm)
裂缝对钢筋腐蚀影响程度 按耐久性考虑 按防水性考虑
环境因素
劣质的 中等的 优良的
必须修补的裂缝 大 >0.4 >0.4 >0.6 >0.2
中 >0.6 >0.8
小 >0.6 >0.8 >1.0
无须修补的裂缝 大 ≤0.1 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.05
中 ≤0.3
小 ≤0.2 ≤0.3
3、设计构造措施
3.1基于“防”的措施
在设计构造中,“防”的措施主要是以减少屋盖与墙体的温差和变形为目的,通过适当的建筑构造处理来实现。通常采用的措施有:提高建筑保温层的性能、增设建筑隔热及通风层、建筑外表进行刷色处理、采用保温材料和防止屋面渗漏等。
3.2基于“放”的措施
“放”的措施主要是指通过采取一定的措施,防止建筑因干缩或温度变形而引起的裂缝。如:对于干缩性较大的块材墙体,可以通过设置合理的控制缝,从而将建筑墙体划分为若干较小的区域,以控制建筑裂缝的产生。控制缝的设置往往需要满足以下规定[2]:
1)建筑物墙体高度或厚度突然变化处,门窗洞口的一侧或两侧一般应设置竖向控制缝,并宜在房屋阴角处设置控制缝;
2)对于3层以下的房屋,应沿墙体的全高设置,对大于3层的房屋,可仅在建筑物的1~2层和顶层墙体的上列部位设置;
3)控制缝在楼、屋盖的圈梁处可不贯通,但在该部位圈梁外侧宜留宽度和深度均为12mm的槽作成假缝,以控制可预料的裂缝;
4)控制缝的间距一般为5~6m,不宜大于9m,落地门窗口上缘与同屋顶部圈梁下皮之间距离小于600mm者可视为控制缝;建筑物尽端开间内不宜设置控制缝;
5)控制缝可作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度宜通过计算,且不宜大于14mm,控制缝应用弹性密封材料填缝。
3.3基于“抗”的措施
“抗”的措施主要是通过一些构造措施,来达到减少墙体变形和裂缝的目的。如:提高建筑砌体强度、设置圈梁、提高建筑墙体整体抗裂能力、构造柱、芯柱等构造措施,已被广泛的应用于建筑砌体结构抗裂构造。
此外以下措施也被经常用于砌体抗裂中:
(1)设置柱或构造柱加圈梁加强砌体整体性;
(2)采用玻璃纤维砂浆、玻璃丝网格布砂浆加芯柱,可以显著提高墙体的抗裂能力2~3倍;
(3)使用高弹性涂料能有效地保护已开裂的墙体不受外界侵蚀;
(4)轻质墙体与框架梁柱接槎部位、墙体预埋管线的两侧及裂缝多发位(如门窗等洞口的周边及墙体转折部位、房屋顶层的两端)必须加网防裂[3]。
4、砌体结构裂缝处理措施
a)填缝封闭修补:通常用于墙体外观维修和裂缝较浅,裂缝已经稳定
摘要:建筑砌体结构往往会由于基础不均匀沉降、温度差等因素产生裂缝,影响了建筑的整体质量。本文首先分析了裂缝的主要成因,然后对裂缝宽度的控制和设计预防进行了阐述,最后提出了砌体结构裂缝处理措施。
关键词:工程结构;温差;变形;防治
前言
建筑的砌体结构中,裂缝是具有普遍性的现象。工程实践表明建筑中的许多裂缝并非由于外荷载所引起,有的在尚未投入使用、受荷载前就出现,这类裂缝是由于变形作用所引起,如温度变形、收缩或膨胀变形、地基差异沉降或膨胀等因素引起的裂缝。这些因素与建筑环境、所用材料、结构类型、地基基础、施工条件等有关。因此,对工程裂缝的研究是一门综合性很强的学科。
1.裂缝的主要成因
砌体结构墙体裂缝的成因既有客观因素如地基沉降、温度、干缩,也有主观因素如设计疏忽、不合理,施工质量、材料不合格等,但最为常见的成因包括:地基不均匀沉降、温度变形和材料干缩、设计构造不合理和施工沉降以及受力裂缝。
1.1地基不均匀沉降
该裂缝与工程地质条件、基础构造、上部结构刚度、建筑体形以及材料和施工质量等因素有关。常见裂缝有以下几种类型:①斜裂缝:是最常见的一种裂缝。建筑物中间沉降大,两端沉降小,墙上出现“八”字形裂缝,反之则出现倒“八”字裂缝;②窗问墙上水平裂缝:这种裂缝一般成对地出现在窗问墙的上下对角处,沉降大的一边裂缝在下,沉降小的一边裂缝在上,靠窗口处裂缝较宽;③竖向裂缝:一般产生在纵墙顶层墙或底层窗台墙上,裂缝都是上面宽,向下逐渐缩小。
1.2温度变形和材料干缩
温度变形主要体现在砌体房屋顶层两端墙体上的裂缝,如门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝及水平包角裂缝(含女儿墙)。这类裂缝,在所有块体材料的墙上均很普遍。
干缩裂缝主要是采用干缩性较大的块材,如蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土砌块等,随着含水率的降低,材料会产生较大的干缩变形。这类裂缝,在建筑上分布广、数量多,开裂的程度也较严重。最有代表性的裂缝分布为在建筑物底部1至2层窗台部位的垂直裂缝或斜裂缝,在大片墙面上出现的底部重上部较轻的竖向裂缝,以及不同材料和构件问差异变形引起的裂缝等。
多数情况下,温度变形和材料干缩单独或共同作用是引起砌体开裂的主要原因。
1.3设计构造不合理
设计构造不合理主要是指在扩建工程中,新旧建筑砖墙未采取适当的构造措施而砌成整体,在新、旧墙结合处往往会开裂。
另外,圈梁不封闭、变形缝设置不当、门窗洞口处未采取适当的构造措施等也可能造成砌体局部开裂。
1.4施工质量
由于砌体的组砌方式不合理,重缝、通缝多等施工质量问题,往往会引起不规则的较宽裂缝。另外,预留脚手眼的位置不当、断砖集中使用、砂浆不饱满等也易引起裂缝[1]。
2、裂缝宽度的控制
裂缝对建筑危害主要表现在对结构持久承载力和建筑正常使用功能的降低,其影响主要表现在以下四个方面:
(1)对于无筋结构,裂缝的出现表明结构承载力可能不足或存在严重问题。
(2)对于配筋结构,裂缝的超标会引起钢筋锈蚀,降低结构耐久性。
(3)对于建筑物的使用功能,裂縫主要是降低了结构的防水性能和气密性。
(4)对于用户,裂缝给人们造成一种不安全的精神压力和心理负担。
但鉴于裂缝成因的复杂性,砌体裂缝尚难完全避免,因此评价裂缝对建筑物的危害性非常重要。评价的主要指标是裂缝宽度,一般情况下,可参考表1的指标决定是否必须修补裂缝或者无须修补裂缝。
表1必须修补与无须修补的裂缝宽度限值(mm)
裂缝对钢筋腐蚀影响程度 按耐久性考虑 按防水性考虑
环境因素
劣质的 中等的 优良的
必须修补的裂缝 大 >0.4 >0.4 >0.6 >0.2
中 >0.6 >0.8
小 >0.6 >0.8 >1.0
无须修补的裂缝 大 ≤0.1 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.05
中 ≤0.3
小 ≤0.2 ≤0.3
3、设计构造措施
3.1基于“防”的措施
在设计构造中,“防”的措施主要是以减少屋盖与墙体的温差和变形为目的,通过适当的建筑构造处理来实现。通常采用的措施有:提高建筑保温层的性能、增设建筑隔热及通风层、建筑外表进行刷色处理、采用保温材料和防止屋面渗漏等。
3.2基于“放”的措施
“放”的措施主要是指通过采取一定的措施,防止建筑因干缩或温度变形而引起的裂缝。如:对于干缩性较大的块材墙体,可以通过设置合理的控制缝,从而将建筑墙体划分为若干较小的区域,以控制建筑裂缝的产生。控制缝的设置往往需要满足以下规定[2]:
1)建筑物墙体高度或厚度突然变化处,门窗洞口的一侧或两侧一般应设置竖向控制缝,并宜在房屋阴角处设置控制缝;
2)对于3层以下的房屋,应沿墙体的全高设置,对大于3层的房屋,可仅在建筑物的1~2层和顶层墙体的上列部位设置;
3)控制缝在楼、屋盖的圈梁处可不贯通,但在该部位圈梁外侧宜留宽度和深度均为12mm的槽作成假缝,以控制可预料的裂缝;
4)控制缝的间距一般为5~6m,不宜大于9m,落地门窗口上缘与同屋顶部圈梁下皮之间距离小于600mm者可视为控制缝;建筑物尽端开间内不宜设置控制缝;
5)控制缝可作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度宜通过计算,且不宜大于14mm,控制缝应用弹性密封材料填缝。
3.3基于“抗”的措施
“抗”的措施主要是通过一些构造措施,来达到减少墙体变形和裂缝的目的。如:提高建筑砌体强度、设置圈梁、提高建筑墙体整体抗裂能力、构造柱、芯柱等构造措施,已被广泛的应用于建筑砌体结构抗裂构造。
此外以下措施也被经常用于砌体抗裂中:
(1)设置柱或构造柱加圈梁加强砌体整体性;
(2)采用玻璃纤维砂浆、玻璃丝网格布砂浆加芯柱,可以显著提高墙体的抗裂能力2~3倍;
(3)使用高弹性涂料能有效地保护已开裂的墙体不受外界侵蚀;
(4)轻质墙体与框架梁柱接槎部位、墙体预埋管线的两侧及裂缝多发位(如门窗等洞口的周边及墙体转折部位、房屋顶层的两端)必须加网防裂[3]。
4、砌体结构裂缝处理措施
a)填缝封闭修补:通常用于墙体外观维修和裂缝较浅,裂缝已经稳定