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摘要:本文对房屋砖混结构设计和施工方面,阐述了构造柱和圈梁的设置是砖混结构重要的整体稳定性构造措施,并对墙体出现温度裂缝和干缩裂缝问题,提出了控制措施和治理措施的方法。
关键词:构造柱;圈梁;温度裂缝;干缩裂缝;控制措施
1 构造柱的设置对施工的影响
1)构造柱是增强建筑物整体性、抵抗地震作用的重要构造措施,在很多设计中,构造柱的设置只考虑符合抗震规范,没有考虑实际已存在的温度应力,认为温度应力在规范上未明确规定计算方法,不考虑也不能算是设计错误。因此,设计人员对六层以下住宅基本上是隔间设置构造柱,未对建筑物端部裂缝多发区予以重点加强。构造柱的设置有的较稀,每隔两三道内横墙才设置,靠近建筑物端部往往也是一视同仁。2)构造柱的设置首先应符合设计规范的要求,也应考虑施工的方便。如某工程门口处墙垛有效断面为180mm×240mm。施工规范规定“构造柱的混凝土浇灌可以分段进行,每段高度不宜大于2.0m或每层分两次浇灌。在施工条件较好,并能确保浇灌密实时,亦可每层一次浇灌”。这就说明了在保证混凝土质量的前提下可每层一次浇灌,首先必须加固门口处的墙垛,然后才能浇灌构造柱的混凝土,否则该墙垛不能保证自身的稳定性,即使是分两层浇灌,该墙垛自身的稳定性也不能保证。根据GB5000322001砌体结构设计规范第5.1.3条中的规定“对于上端为自由端的构件,H0=2H0则有:H0=2×1800=3600。墙垛砂浆强度等级M5,由规范表6.1.1查得[β]=16,β=H0/h=3600/180=20>[β]=16。3)如果要保证构造柱混凝土能够浇灌,墙垛须分三次砌筑,这样,既不能保证墙体连续作业,也增加了构造柱的接槎数量,给施工造成极大的不便。如果构造柱断面设计成第二种形式,既能一次浇灌,也保证了每层砌体能连续砌筑,方便了施工。
2 圈梁的设置对提高房屋空间刚度的重要性
2.1 抵抗不均匀沉降
当房屋建于软弱地基时,在均匀荷载下仍将产生不均匀沉降,一般较难精确计算出此沉降值,而是采用设置圈梁的办法加以解决。
采用圈梁的房屋较无圈梁房屋不均匀沉降的抵抗能力可提高1.5倍左右,即前者允许有较大的不均匀沉降而致产生墙体裂缝,对于增强抗震能力方面,近年来地震区有所谓“圈梁为救命梁”之说,这自然是一种过分夸张的说法,但是也说明其作用很大。
2.2 防止较大振动荷载和地震时对房屋的影响
圈梁在有振动的房屋和抗震中的作用与抵抗不均匀沉降不同,主要是加强了房屋的空间刚度,增强了抗震能力和防止连续倒塌的能力。因此圈梁的设置应根据不均匀沉降的严重性、房屋抗振性和抗震设防烈度不同而不同,规范第7.1条的规定实际上是较低的要求,所以当在软弱地基和不均匀地基以及地震区建造房屋时,圈梁的设置应根据相应的规定予以加强。
圈梁的设置标高,当为不均匀沉降时,宜设于基础上部及房屋檐口标高处,因此不均匀沉降一般是两头低、中间高或两头高、中间低,当将墙体视作弹性地基上的梁时,受拉区分别在底部或顶部,无疑此处设置圈梁最为有效。对均匀地基而言,一般地基变形为马鞍形,因此在软弱地基处底部设置圈梁最为有效,对于地震区,主要振动是水平的,因此顶层的振动影响最大。此外顶层的屋盖由于没有上层的垂直荷载,缺乏必要的摩擦力所以较以下各层容易在振动下滑移,当顶层设置圈梁时将大大有助于屋盖与墙体的锚固,增强抗震能力,因此在地震区檐口标高处设置圈梁最为有效。
3 防止墙体开裂的具体构造措施建议
3.1 温度裂缝和干缩变形的控制措施
1)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除应满足BGJ3–88砌体结构设计规范第5.3.2条的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30m。
3.2 裂缝的治理措施
1)对墙体裂缝,不要忙于及早治理,等观察一个热胀冷缩周期,裂缝不再产生新的变化时再采取治理措施。鉴定裂缝是否稳定的方法:可在裂縫内嵌抹水泥浆或玻璃纸。形态完整无损,说明裂缝已基于稳定,不再有较大发展可能性。2)当细小裂缝不影响使用时可不修补,当裂缝造成墙面渗水时,可采用嵌补密封胶或水泥浆处理。3)对于裂缝较多且穿墙,影响美观和正常使用给用户造成不安全感时,可在裂缝墙体两侧用钢筋网片,两侧网片用铁丝固定后,用水泥砂浆外部抹面处理。
3.3 干缩裂缝的控制措施
3.3.1 控制缝的设置及位置
1)在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;2)在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;3)在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离的1/2处设置竖向控制缝;在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m;4)在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;对有规则洞口外墙不大于6mm;对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;5)竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1层~2层和顶层墙体的上述位置设置;6)控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜做成假缝,以控制可预料的裂缝;7)控制缝做成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、聚氨酯或硅树脂等填缝。
3.3.2 灰缝钢筋的设置
1)在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;2)在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;3)灰缝钢筋的间距不大于600mm;4)灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;5)灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25mm,横筋间距不宜大于200mm;6)均匀配筋时含钢率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、顶层窗洞上下不小于38;7)灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;8)灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm;9)灰缝钢筋应埋入砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;10)用灰缝钢筋做砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm;11)不配筋的外墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m;12)设置灰缝钢筋的房屋控制缝的间距不宜大于30m。
3.3.3 配筋带在建筑物墙体中的设置
1)在楼盖处和屋盖处;2)墙体的顶部;3)窗台的下部;4)配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm;5)配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2 12,对250mm~300mm厚墙不应小于2 16,当配筋带作为过梁时,其配筋应按计算确定;6)配筋带钢筋宜通长设置,当不能通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于45d和600mm;7)配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固,锚固长度不应小于35d和400mm;8)当配筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面做成虚缝,以控制可预料的裂缝位置;9)对地震设防裂度不小于7度的地区,配筋带的截面不应小于190mm×200mm,配筋不应小于410;10)设置配筋带的房屋控制缝的间距不宜大于30m。
4 结语
根据砖混结构的特点,砌体结构正常使用要求一般情况下可由相应的构造措施保证。这些构造措施包括砌体结构或结构构件的稳定和整体性构造措施、耐久性措施及裂缝或变形控制措施等等。砖混结构中墙体的裂缝是建筑工程质量中的多发病,虽然通常不会影响结构的安全,但影响建筑的美观、结构的耐久性,并且容易诱发商品房的纠纷。只要我们在设计和施工中重视这一现象,墙体裂缝是可以控制的。
关键词:构造柱;圈梁;温度裂缝;干缩裂缝;控制措施
1 构造柱的设置对施工的影响
1)构造柱是增强建筑物整体性、抵抗地震作用的重要构造措施,在很多设计中,构造柱的设置只考虑符合抗震规范,没有考虑实际已存在的温度应力,认为温度应力在规范上未明确规定计算方法,不考虑也不能算是设计错误。因此,设计人员对六层以下住宅基本上是隔间设置构造柱,未对建筑物端部裂缝多发区予以重点加强。构造柱的设置有的较稀,每隔两三道内横墙才设置,靠近建筑物端部往往也是一视同仁。2)构造柱的设置首先应符合设计规范的要求,也应考虑施工的方便。如某工程门口处墙垛有效断面为180mm×240mm。施工规范规定“构造柱的混凝土浇灌可以分段进行,每段高度不宜大于2.0m或每层分两次浇灌。在施工条件较好,并能确保浇灌密实时,亦可每层一次浇灌”。这就说明了在保证混凝土质量的前提下可每层一次浇灌,首先必须加固门口处的墙垛,然后才能浇灌构造柱的混凝土,否则该墙垛不能保证自身的稳定性,即使是分两层浇灌,该墙垛自身的稳定性也不能保证。根据GB5000322001砌体结构设计规范第5.1.3条中的规定“对于上端为自由端的构件,H0=2H0则有:H0=2×1800=3600。墙垛砂浆强度等级M5,由规范表6.1.1查得[β]=16,β=H0/h=3600/180=20>[β]=16。3)如果要保证构造柱混凝土能够浇灌,墙垛须分三次砌筑,这样,既不能保证墙体连续作业,也增加了构造柱的接槎数量,给施工造成极大的不便。如果构造柱断面设计成第二种形式,既能一次浇灌,也保证了每层砌体能连续砌筑,方便了施工。
2 圈梁的设置对提高房屋空间刚度的重要性
2.1 抵抗不均匀沉降
当房屋建于软弱地基时,在均匀荷载下仍将产生不均匀沉降,一般较难精确计算出此沉降值,而是采用设置圈梁的办法加以解决。
采用圈梁的房屋较无圈梁房屋不均匀沉降的抵抗能力可提高1.5倍左右,即前者允许有较大的不均匀沉降而致产生墙体裂缝,对于增强抗震能力方面,近年来地震区有所谓“圈梁为救命梁”之说,这自然是一种过分夸张的说法,但是也说明其作用很大。
2.2 防止较大振动荷载和地震时对房屋的影响
圈梁在有振动的房屋和抗震中的作用与抵抗不均匀沉降不同,主要是加强了房屋的空间刚度,增强了抗震能力和防止连续倒塌的能力。因此圈梁的设置应根据不均匀沉降的严重性、房屋抗振性和抗震设防烈度不同而不同,规范第7.1条的规定实际上是较低的要求,所以当在软弱地基和不均匀地基以及地震区建造房屋时,圈梁的设置应根据相应的规定予以加强。
圈梁的设置标高,当为不均匀沉降时,宜设于基础上部及房屋檐口标高处,因此不均匀沉降一般是两头低、中间高或两头高、中间低,当将墙体视作弹性地基上的梁时,受拉区分别在底部或顶部,无疑此处设置圈梁最为有效。对均匀地基而言,一般地基变形为马鞍形,因此在软弱地基处底部设置圈梁最为有效,对于地震区,主要振动是水平的,因此顶层的振动影响最大。此外顶层的屋盖由于没有上层的垂直荷载,缺乏必要的摩擦力所以较以下各层容易在振动下滑移,当顶层设置圈梁时将大大有助于屋盖与墙体的锚固,增强抗震能力,因此在地震区檐口标高处设置圈梁最为有效。
3 防止墙体开裂的具体构造措施建议
3.1 温度裂缝和干缩变形的控制措施
1)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除应满足BGJ3–88砌体结构设计规范第5.3.2条的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30m。
3.2 裂缝的治理措施
1)对墙体裂缝,不要忙于及早治理,等观察一个热胀冷缩周期,裂缝不再产生新的变化时再采取治理措施。鉴定裂缝是否稳定的方法:可在裂縫内嵌抹水泥浆或玻璃纸。形态完整无损,说明裂缝已基于稳定,不再有较大发展可能性。2)当细小裂缝不影响使用时可不修补,当裂缝造成墙面渗水时,可采用嵌补密封胶或水泥浆处理。3)对于裂缝较多且穿墙,影响美观和正常使用给用户造成不安全感时,可在裂缝墙体两侧用钢筋网片,两侧网片用铁丝固定后,用水泥砂浆外部抹面处理。
3.3 干缩裂缝的控制措施
3.3.1 控制缝的设置及位置
1)在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;2)在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;3)在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离的1/2处设置竖向控制缝;在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m;4)在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;对有规则洞口外墙不大于6mm;对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;5)竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1层~2层和顶层墙体的上述位置设置;6)控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜做成假缝,以控制可预料的裂缝;7)控制缝做成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、聚氨酯或硅树脂等填缝。
3.3.2 灰缝钢筋的设置
1)在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;2)在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;3)灰缝钢筋的间距不大于600mm;4)灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;5)灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25mm,横筋间距不宜大于200mm;6)均匀配筋时含钢率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、顶层窗洞上下不小于38;7)灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;8)灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm;9)灰缝钢筋应埋入砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;10)用灰缝钢筋做砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm;11)不配筋的外墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m;12)设置灰缝钢筋的房屋控制缝的间距不宜大于30m。
3.3.3 配筋带在建筑物墙体中的设置
1)在楼盖处和屋盖处;2)墙体的顶部;3)窗台的下部;4)配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm;5)配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2 12,对250mm~300mm厚墙不应小于2 16,当配筋带作为过梁时,其配筋应按计算确定;6)配筋带钢筋宜通长设置,当不能通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于45d和600mm;7)配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固,锚固长度不应小于35d和400mm;8)当配筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面做成虚缝,以控制可预料的裂缝位置;9)对地震设防裂度不小于7度的地区,配筋带的截面不应小于190mm×200mm,配筋不应小于410;10)设置配筋带的房屋控制缝的间距不宜大于30m。
4 结语
根据砖混结构的特点,砌体结构正常使用要求一般情况下可由相应的构造措施保证。这些构造措施包括砌体结构或结构构件的稳定和整体性构造措施、耐久性措施及裂缝或变形控制措施等等。砖混结构中墙体的裂缝是建筑工程质量中的多发病,虽然通常不会影响结构的安全,但影响建筑的美观、结构的耐久性,并且容易诱发商品房的纠纷。只要我们在设计和施工中重视这一现象,墙体裂缝是可以控制的。