砌体结构的发展方向(共10篇)
砌体结构的发展方向 篇1
通常建筑工程中所使用的砌体结构主要是由砖砌体等块体和砂浆等胶凝材料构筑而成的承重结构。砌体结构在我国的历史源远流长, 早在秦朝时所建的“世界第八大奇迹”之一的万里长城、赵州桥、故宫等宏伟结构都是采用砌体砌筑而成, 这不仅体现出我国从古至今砌体结构的发展和成就, 而且体现出古代劳动人民艰苦卓越的精神[1,2]。近些年来由于对抗震要求较高, 砌体结构只使用于低层建筑中, 并未采用砌体结构进行高层建筑施工。尽管将砌体结构应用于低层建筑中, 但是也已经形成完善的设计和施工理论体系, 然而随着经济的发展, 砌体结构是否能够在我国继续大范围的使用成为砌体结构未来发展的挑战[3,4]。
1 砌体结构的优点
砌体结构抗震性能较差, 不能用于高层建筑施工。。尽尽管管砌砌体体结构拥有这些缺点, 但是其拥有保温性能好、耐火性、隔声性等优点, 除此之外还具有以下特点[5,6]。
1.1 设计简单
砌体结构的主要受力构件为砌体墙, 砌体墙横竖交叉布置, 并且上下层墙体布置一致, 在结构受力时主要承受剪切力, 因此主要产生剪切变形。根据《砌体结构设计规范》规定, 在对砌体结构进行简化计算时可采用底部剪力法进行计算, 采用底部剪力法将总剪力分配到每层结构中, 最后将每层分配的剪力分配到该方向的抗侧力墙体中。采用底部剪力法可明显简化砌体结构的验算设计。
1.2 施工速度快
砌体结构主要采用砌体砌筑作为受力墙体和围护结构, 因此在施工时并不需要较多的模板和施工脚手架等设备, 缩短工程施工周期。并且砌体结构施工时需要的混凝土梁数量较少, 因此可保证所砌筑建筑的使用高度。在对砌体结构与框架结构对比时, 可明显发现在具有相同净高的情况下砌体结构的总建筑高度远低于框架结构, 因此可明显缩短施工工期和节省建筑材料[7]。
1.3 工程造价低
砌体结构建造时所采用的原材料主要为砖砌体, 砖砌体在我国分布较广, 因此取材容易。砖砌体相比混凝土价格较低, 并且施工时所采用的钢筋数量较少。据统计, 砖混结构的用钢量为20 kg/m2, 而剪力墙结构的用钢量为50 kg/m2。并且采用砌体结构时所使用的机械设备等施工工具较少, 相对混凝土结构而言可节省较多机械设备, 大幅度的降低施工费用。过去的砌块砖采用的原材料多为粘土, 而采用粘土制作砖块严重影响我国的耕地面积, 如今许多先进砌块厂所采用的原材料在粘土中掺有再生混凝土块、煤矸石、页岩等材料, 不仅降低工程造价, 而且可对建筑废弃物进行再次利用, 提高砌体结构的“绿色性”。
2 砌体结构未来的发展方向
尽管砌体结构具有上述各种优良性能, 但是砌体结构也有较多缺点, 如砌体结构的自重较大、砌块强度较低、生产砌块所需能源和粘土较多与抗震性能差等。在我国城市建设中所采用的大多数结构都为混凝土结构, 而在农村和乡镇等经济不发达地区使用砌体结构建设的房屋数量还依然较多。为解决砌体结构的发展瓶颈, 本文通过建筑行业的发展趋势和应用范围建议砌体结构应向以下方向发展。
2.1 发展新型砌块
由于我国的国情限制, 我国属于人口大国和农业大国, 但是我国的人均耕地面积不足世界人均水平的50%。而粘土砖的生产则会导致这一现状的加剧, 并且生产粘土砖时所采用的能源也较多, 造成严重的环境污染。为改变这一现状, 目前国内已经有许多粘土砖生产厂家开始生产新型砌块替代粘土生产砌块。采用新材料生产的砌块主要有两种:第一种采用水泥和骨料、发泡剂等制作的泡沫混凝土, 采用泡沫混凝土不需要粘土也不需要对砌体进行煅烧, 并且所制作的泡沫混凝土具有自重较轻、墙面平整度较高和保温性能好等优良特性;第二种采用粉煤灰和煤矸石等工业废渣经蒸压后得到的灰砂砖, 这种砌体砖不仅充分利用废弃资源, 而且强度与耐久性都较普通粘土烧结砖好。目前第二种砌体砖已经在我国开始推广使用, 研究表明若对这种砌体砖再进行配合比和成型等进行改进则可继续提高灰砂砖的强度和性能。第一种泡沫混凝土由于还处于研究阶段, 并没有在市场上进行大规模推广, 但是若将泡沫混凝土进行进一步研究则可明显提高泡沫混凝土的强度。当这两种砌体墙材料改进后为砌体结构的推广提供更好的机遇。
2.2 推广配筋砌体结构
地震来临时由于砌体结构柔性较弱、抗拉性能较差, 容易倒塌。因此目前《砌体结构设计规范》中规定在进行砌体结构设计时必须在砌体墙中配置拉结筋, 提高砌体结构的整体性和延性, 以改善砌体结构的力学性能, 增强抗震性能。而在配置钢筋时通常做法包括设置圈梁、构造柱和墙体拉结筋等方法, 以提高砌体结构的抗震性能。
从近些年的地震灾害中可知, 配筋砌体的结构抗震性能较好, 这是由于配筋砌体中钢筋具有对墙体约束的作用。如在唐山大地震中, 没有采用配筋砌体的砖混结构基本化为废墟, 对我国造成严重的经济损失和人员伤亡;而采用配筋砌体的砖混结构则基本保持完好状态。同样在四川汶川地震中, 由于许多中小学建筑中多采用砖混结构, 但是多数教学楼等砖混结构并未采用配筋砌体, 而最终导致出现严重的人身伤亡事故。在此之后我国《砌体结构设计规范》对配筋砌体、圈梁和构造柱等措施进行严格限制, 确保结构安全。通过在砌体墙的水平灰缝和竖向灰缝等中配制钢筋, 增强砌体结构的抗弯性能和抗剪承载力。
通过对砌体结构的深入研究, 在1997年时我国盘锦市已经建成15层的砖混结构住宅, 在1998年时我国上海也已经建成18层的砖混结构住宅, 而在2008年时我国哈尔滨也已经建成28层的砖混结构楼, 这充分体现了近些年我国对砌体结构的关注和研究的深入, 为我国砌体结构在未来高层建筑中的推广应用提供理论和实际依据。
2.3 对砌体结构进行深入理论研究
尽管我国的砌体结构已经有几千年历史, 但是真正对砌体结构进行研究是在20世纪50年代, 我国首次引入前苏联的砌体结构规范, 通过对前苏联的规范进行参考和改变形成我国第一部砌体结构设计规范。根据我国砌体结构所遇到的问题等进行归并总结和地质灾害的研究深入, 对《砌体结构设计规范》进行不断修订, 最终形成2011版的《砌体结构设计规范》, 该规范的发行标志着我国已经具有较为完整的一套砌体结构设计理论体系。而西方等发达国家对砌体结构研究较早, 因此我国与西方等发达国家的砌体结构研究差距还较大, 但是通过我国相关研究人员的不断研究深入会缩短这个差距。并且随着社会的不断发展, 人们对建筑的要求更高, 需要更新设计理念和要求, 这也不断的将我国的砌体结构研究方向推向更高的高度。
3 结语
尽管近些年由于混凝土结构的发展而导致砌体结构的市场和应用较少, 但是砌体结构也已经在我国被广泛应用几千年, 并且砌体结构具有较多独特性能, 属于我国的物质文化遗产, 若在这个混凝土时代的社会重新审视砌体结构, 并对砌体结构进行改进应用, 提高砌体结构的抗震性能等力学性能和改良砌体结构的原材料选取与制作, 是我国科研工作人员和设计施工人员应尽的职责。
摘要:通过研究砌体结构的发展历史和构造组成, 阐述了砌体结构设计简单、施工速度快、工程造价低等优点, 并从原材料和设计施工方法等方面探讨了提高砌体结构抗震性能的措施, 对其在未来的发展方向作了展望, 为砌体结构的应用提供了理论依据。
关键词:砌体结构,粘土砖,泡沫混凝土,灰砂砖
参考文献
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浅析砌体结构的常见质量问题 篇2
关键词:结构 截面 强度
砌体结构是由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。众所周知,采用砌体结构建造房屋符合“因地制宜、就地取材”的原则。和钢筋混凝土结构相比,可以节约水泥和钢筋,降低造价。因此几十年来砌体结构在新中国的发展建设中起到了不可替代的作用。
在砌体结构广泛应用的同时,也发现了许多的质量事故。砌体工程常见的质量问题有以下四类:
一、砌体强度不足
1、设计截面太小,承载力不够;
2、水、电、暖、卫设设备留洞留槽削弱墙截面太多;
3、材料质量不合格,如砌体用砖和砂浆强度等级不符合设计要求,采用不符合标准的水泥和掺和料等;
4、施工质量差,砂浆饱满度严重不足,施工时砖没有浸水,引起灰缝强度不足等。
二、 砌体错位,变形
1、砌体墙高厚比过大导致使用阶段失稳变形;
2、施工质量问题,如墙体出现竖向偏斜,使用后受力而增加变形,甚至错动;
3、施工顺序不当,如纵横墙不同时咬槎砌筑,导致新砌体墙平面外变形失稳;
4、施工工艺不当,如灰砂砖砌筑,导致砌筑时失稳。
三、 局部损伤或倒塌
1、墙体由于施工或使用中的碰撞冲击而掉角、穿洞、甚至局部倒塌;
2、墙体在使用过程中受到酥碱腐蚀,使得部分墙体严重损伤;
3、冬季采用冻结法施工,解冻期无适当措施,导致砌体墙倒塌。
四、砌体裂缝
砌体的裂缝是质量事故最常见的现象,砌体的强度不足、变形失稳损伤和可能出现的局部倒塌等情况也可通过出现的裂缝形态来分析和判别。现将砌体的裂缝类型及原因总结如下:
1、温度变形
(1)因日照及气温变化,不同材料及不同结构部位的变形不一致,同时又存在较强大的约束。如平顶砖混结构顶层砖墙因日照及气温变化和两种材料的温度线膨胀系数不同,造成屋盖与砖墙变形不一致所产生的裂缝,位置多在两端顶层墙体上。
(2)温度或环境温度温差太大。如房屋长度太长,又不设置伸缩缝,造成贯穿房屋全高的竖向裂缝,位置常在纵墙中部。
(3)砖墙温度变形受地基约束。如北方地区施工期不采暖,砖墙收缩受到地基约束而造成窗台及其以下砌体中产生斜向或竖向裂缝。
(4)砌体中的混凝土收缩(温度与干缩)较大。如较长的现浇雨蓬梁两端墙面产生的斜裂缝。
2、地基不均匀沉降
(1)地基沉降差较大。如长高比较大的砖混结构房屋中,中部地基沉降大于两端时产生八字裂缝;地基两端沉降大于中间时,产生倒八字裂缝;地基突变,一端沉降较大时,产生竖向裂缝。
(2)地基局部塌陷。如位于防空洞、古井上的砌体,因地基局部塌陷而裂缝。
(3)地基冻胀。如北方地区房屋基础埋深不足,地基土又具有冻胀性,导致砌体裂缝。
(4)地基浸水。如填土地基或湿陷黄土地基局部浸水后产生不均匀沉降使纵墙开裂。
(5)地下水位降低。如地下水位较高的软土地基,因人工降低地下水位引起附加沉降导致砌体开裂。
(6)相邻建筑物影响。如原有建筑物附近新建高大建筑物造成原有建筑产生附加沉降而裂缝。
3、结构荷载过大或砌体截面过小
(1)抗压、抗弯、抗剪、抗拉强度不足。如中心受压砖注的竖向裂缝;砖砌平拱抗弯强度不足产生竖向或斜向裂缝;挡土墙抗剪强度不足而产生水平裂缝;砖砌水池池壁沿灰缝的裂缝。
(2)局部承压强度不足。如大梁或梁垫下的斜向或竖向裂缝。
4、设计构造不当
(1)沉降缝设置不当。如沉降缝位置不设在沉降差最大处;沉降缝太窄,高层房屋沉降变形后,低层房屋随之下沉砌体受挤压而开裂。
(2)建筑结构整体性差。如混合结构建筑中,楼梯间砖墙的钢筋混凝土圈梁不闭合而引起的裂缝。
(3)墙内留洞。如住宅内外墙交接处留烟囱孔影响内外墙连接。使用后因温度变化而开裂。
(4)不同结构混合使用,又无适当措施。如钢筋混凝土墙梁挠度过大引起墙体裂缝。
(5)新旧建筑连接不当。如原有建筑扩建时,基础分离而新旧砖墙砌成整体,使结合处产生墙体裂缝。
(6)留大窗洞的墙体构造不当。如大窗台墙下,上宽下窄的竖向裂缝。
5、材料质量不良
(1)砂浆体积不稳定。如水泥安全性不合格,用含硫量超标的硫铁矿渣代砂引起砂浆开裂
(2)砖体积不稳定。如使用出厂不久的灰砂砖砌墙,因收缩不一致较易引起裂缝。
6、施工质量低劣
(1)组砌方法不合理,漏放构造钢筋。如内外墙不同时砌筑,又不留踏步式接茬,或不放拉接钢筋,导致内外墙连接处产生通长竖向裂缝。
(2)砌体用断砖,墙中通缝、重缝较多。如某单层厂房围护外墙因集中使用断砖而裂缝。
(3)留洞或留槽不当。如某办公楼在500mm宽窗间墙留脚手眼,而导致砌体开裂缝。
7、地震和工程振动
(1)地震。如多层砖混结构宿舍在强烈地震下产生的斜向或交叉裂缝。(2)无下弦人字木屋架。如顶层人字木无下弦屋架,在地震时产生水平推力,顶部墙体出现纵向水平裂缝顶层墙角在地震时出现角部V形裂缝。(3)不均匀震陷。如楼盖有圈梁,地震时一侧震陷较大窗间墙出现斜裂缝。(4)机械振动。如某工程附近爆破所造成的裂缝。
综上所述,设计不当、材料不良、施工低劣和地震及机械振动造成的裂缝比较容易观察和判别。砌体最常见的裂缝原因是温度变形和地基不均匀沉降引起的,但也有因荷载过大或截面过小导致的裂缝,则其危害性往往严重。
我国砌体结构发展趋势的研究 篇3
砌体结构是指由砖、石砌体或砌块砌体建造的结构, 从埃及的金字塔到中国的万里长城都是砌体结构在建筑应用上的光辉典范。
建国以后, 砌体结构一扫建国之前的发展颓势, 得到了广泛的应用并且取得了优异的成就。据统计, 1980年全国砖产量为1 600亿块, 1996年增至6 200亿块, 达到世界其他各国砖产量之和, 90%以上的墙体均采用砌体材料。并且, 我国已经从用砖石建造低矮的民用住宅发展到现在的建造大量多层建筑、办公楼等, 例如2003年建成的哈尔滨18层阿济科技园, 以及2007年建成的株洲地上19层地下2层的国脉家园小区住宅。20世纪60年代以来我国的小型空心砌块和多孔砖都有较大的发展, 近些年更是保持了20%左右的年递增量。新型墙体材料也在近年取得了十足的进步。据不完全统计, 20世纪80年代至今20多年间我国主要大中城市建造的多层砌体结构房屋建筑面积已经达到70亿~80亿m2, 占2000年我国新型墙体材料展总墙体材料的28%左右, 远超“九五”计划20%的目标, 新型墙体产量达到2 100亿块标准砖, 共完成新型墙体材料建筑面积3.3亿m2。完成节能建筑7 470万m2, 节约燃煤6 000万t标准煤, 并淘汰了一批小型高耗能高污染的企业。“十五”期间对一些用地紧张的城市和省会城市进行了粘土实心砖的使用限制, 并规定新型墙体材料占墙体材料总量的比重达到40%。目前我国要求, 至2010年底, 所有城市禁止使用粘土实心砖, 全国粘土实心砖年产量控制在4 000亿块以下;新型墙体材料产量占墙体材料总量的55%以上, 建筑应用比例达到65%以上。
由于我国的粘土资源分布不均, 人均耕地占有量仅为世界人均水平的45%, 粘土砖的生产又会占用大量的农田, 砌体材料特别是实心砌体材料自重特别大, 砌筑工作量大, 砌块与砂浆之间的力差, 无筋砌体的抗拉、抗剪、抗震能力较差, 耐久力和施工机械水平都比较差。这些缺点都成为目前制约砌体结构健康发展的阻碍因素。这些缺点对未来砌体结构的健康发展提出了新的要求。
2 砌体结构的发展趋势
2.1 轻质高强砌体材料
目前, 我国砌体材料和发达国家相比, 强度低、耐久力差。如粘土砖的抗压强度一般为7.5 MPa~15 MPa, 承重空心砖的孔隙率小于25%。而发达国家的抗压强度一般均达到30 MPa~60 MPa, 承重空心砖的空洞率达到40%。根据国外经验只要在配料成型和烧结过程中改善工艺, 是可以提高烧结砖的强度和质量的。
同时, 国内外大量试验证明, 砂浆的强度也是影响砌体结构抗压强度的重要因素。因此, 合理选择高强的砂浆, 可以适度提高结构的强度。目前我国砂浆强度等级最高为M15, 因此应当研究与高强块体相适应的高强砂浆。另外, 砂浆生产的商业化也是规范砂浆生产的良好途径。
小型混凝土空心砌块是典型的轻质高强材料的代表, 它取材容易, 采用以大工业生产的水泥为胶结材料, 以就地取材的砂、石为原料。由于小型混凝土空心砌块的重量减轻, 砖的尺寸也可以相应的做大一些。小型混凝土空心砌块由于其手工操作性较强, 对设备的技术要求不高, 一般能独立砌筑粘土砖的工人均可操作, 结构布置也相对比较灵活、适用性强、砌筑速度快, 并且能够批量的工业生产, 因此小型混凝土空心砌块必将代替粘土实心砖和粘土多孔砖。据江苏省的调查, 生产空心砖比实心砖节约20%~30%, 节约燃料30%~40%;采用空心砖, 结构的自重可以减轻20%~30%, 加快施工进度20%, 节约运输费20%。但是由于混凝土小型空心砌块引入国内不过20~30年的时间, 无论从实践经验还是理论研究上均缺乏系统性和完整性。如何更好的避免小型混凝土砌块建筑的开裂问题也将成为决定小型混凝土空心砌块的发展的关键。
2.2 大力发展环保型绿色建材
可持续发展战略要求提出了绿色建筑 (green buildings) 的构想。绿色建材 (green buildings materials) 是绿色建筑的物质基础。绿色建筑的概念广泛而丰富, 如今一般采用生命周期评价方法 (LCA) 来评价一种绿色建筑。最近十几年绿色建筑的发展很快。但是至今为止, 绿色建材在国内外没有完整准确的定义。国内, 谭少华等人将其定义为“在当今经济技术条件下, 材料的开采, 生产加工, 使用及最终拆除四个环节中, 复合评价指标不影响可持续发展的建筑材料”。绿色建材对砌体建筑材料提出了生产所用原料尽可能少用天然材料, 大量使用废渣、垃圾等要求。比如钢渣砖、粉煤灰砖、炉渣砖、粉煤灰加气混凝土墙板等。蒸压纤维水泥板可以很好地利用我国每年大量生产的粉煤灰, 变废为宝。
发展绿色建材具有多方面的意义。绿色建材既可缓解当前人类所面临的严酷的生态挑战, 又有益于人类的身体健康, 为人类提供更加舒适的生活空间。
2.3 加强配筋砌体的研究
配筋砌体结构是指以配筋砌体为主要受力构件的结构, 即通过配筋使钢筋在受力过程中强度达到流限的砌体结构。配筋砌体中的集中配筋砌体具有强度高、延性好、抗震能力高以及施工速度快, 用钢量相对均匀配筋较少的优势, 因此大力加强集中配筋砌体结构的理论研究是十分有必要的。目前我国在这方面已经建立了相对比较完善的配筋砌体体系, 但是在相应的施工器具方面还有待开发新产品。
2.4 结构健康监测
结构健康监测是指利用现场的无损传感技术, 分析通过包括结构响应在内的结构系统特征, 达到检测结构损伤或退化的一些变化。我国是一个多自然灾害的国家, 随着结构使用时间的增长, 由于环境的作用, 疲劳效应以及腐蚀和材料老化等不利因素的影响, 结构将不可避免的产生损伤积累和抗力衰减。一旦结构关键构件的损伤积累到一定程度, 如果不能及时的发现和处理, 损伤将会继续扩展, 从而导致整个结构的毁坏。目前我国420亿m2的城乡建筑中, 砌体结构所占的比例大、使用年限长, 有的已经产生不同程度的损伤, 建立可靠的结构检测体系, 可以有效地阻止灾难的安生, 保证人民群众的生命财产安全。
随着我国在砌体结构理论方面研究的深入, 新的技术在砌体结构中的大力应用, 以及相应建筑法规的逐步完善, 砌体结构在未来相当长的一段时间内仍会作为土木工程中的重要承重结构而被广泛使用。
参考文献
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关于砌体结构裂缝控制措施的建议 篇4
近年来随着建筑业的发展,节能环保高质高效已成为建筑业发展的主要目标,而用于承重和围护作用的建筑材料起着主导作用。如何控制砌体结构裂缝成为设计和施工人员面临的一大问题。
关键词:裂缝;危害;措施
中图分类号:F32 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2012.09.021
文章编号:1672-0407(2012)09-053-02 收稿日期:2012-08-20
一、 裂缝的性质
引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。根据工程实践和统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。而最为常见的裂缝有两大类,一是温度裂缝,二是干燥收缩裂缝,三是由温度和干缩共同产生的裂缝。
温度裂缝 :温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。干缩裂缝:烧结土砖,包括其他材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%左右。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。
对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。
二、裂缝的危害和防裂的迫切性
砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。因此加强砌体结构,特别是新材料砌体结构的抗裂措施,已成为工程量、国家行政主管部门,以及房屋开发商共同关注的课题。实际上建筑物的裂缝是不可避免的。此处提到的墙体裂缝宽度的标准(限值),是一个宏观的标准,即肉眼明显可见的裂缝,砌体结构尚无这种标准。但对钢筋砼结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性,如裂缝宽度对钢筋腐蚀,以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。
三、防止墙体开裂的具体构造措施建议
本文在综合了国内外砌体结构抗裂研究成果的基础上,结合我国当前的具体情况,提出的更具体的抗裂构造措施。本人认为这些措施可根据具体条件选择或综合应用。
防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂,宜采取下列措施 :屋盖上设置保温层或隔热层;在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;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; 建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3-88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。防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一:在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;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1-2层和顶层墙体的上述位置设置;控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜作成假缝,以控制可预料的裂缝。控制缝的间距,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;在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m;也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防裂度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等,综合采用上述抗裂措施。
浅谈砌体结构抗震的新方向 篇5
关键词:砌体结构,抗震,新方向
1 砌体结构材料的特点
1.1 新型墙体材料特点
目前常见的新型墙体材料主要有:陶粒砌块、小型混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、新型隔板墙、活性炭墙体、纤维石膏板等, 主要是按照一定的比例把工业上的粉煤灰、炉渣、页岩和煤矸石等工业废料混合起来, 再把这些工业废料烧结成多孔砖、空心砖等墙体材料, 新型烧结而成的多孔砖的平均压力可以达到MU16以上, 甚至可以达到MU19以上, 可以看出其具有较高的抗压能力。
烧结多孔砖通过焙烧而成、孔洞率一般小于35%, 砖内孔洞内径小于等于22mm, 多用于承重部位, 分为P型砖 (240mm*115mm*90mm) 和M型砖 (190mm*190mm*190mm) 两种。烧结多孔砖孔的尺寸小但数量多、分布合理, 非孔洞部分砖体较密实, 具有非常高的强度和抗剪度, 对抗震十分有利。
1.2 蒸压粉煤灰砖和蒸压灰砂砖的特点
蒸压粉煤灰砖与蒸压灰砂砖在生产上, 采用了不同的原料, 其中蒸压粉煤灰砖主要以电厂的工业废料粉煤灰为主, 而蒸压灰砂砖主要以砂和石灰为主, 然后再经过机械压制和高压蒸汽养护制成砌体材料, 通过这种特别的制作和养护过程, 提高了砌体材料的抗压强度、表面光滑度和收缩比。但是也出现了因表面光、收缩率大等因素引发的一系例不利于抗震的问题, 比如摩擦系数小, 与砂浆的粘结性差;受温度影响大, 墙体容易出现变形和裂缝。
1.3 砼混凝土砌块墙体材料
砼砌块墙体材料是利用自然和蒸汽养护, 在经过机械运动把细石、轻骨料以及水泥等材料压制而成的砌体材料。砼砌块墙体材料制作有比较节能的生产过程, 取材优势也比较明显, 其中轻骨料可以就地取料, 水泥又具有普遍性, 可以根据不同的标准来配置不同强度的砼砌块墙体材料, 其中的孔洞又为钢筋等材料的配置提供了得天独厚的条件, 这不仅是提高砌体结构抗震性的有效途径, 也是一种使砌体材料走向整体结构的良好方式。
有些地区以水泥、细石、沙为原材料, 开发研制出了与KP1型烧结砖相同的, 具有承重特性的混凝土多孔砖新型材料, 其尺寸为240 X 115 X 53。
2 砌体结构抗震的新方向
虽然积累了一定的震害经验和对策, 但是我们对地震的认识还不是很足, 这就需要我们不断总结震害中的经验, 来进一步了解建筑物震害特点, 不断开发新材料, 改进、优化砌体的抗震性, 最大限度的减小地震灾害造成的损失。
2.1 应结合各地情况来发展各类砌体材料, 因地制宜, 就地取材
为了保护耕地面积, 2011年国务院提出了全面禁止粘土实心砖使用的政策。根据每个地区的情况不尽相同, 国家没有进行全面否定, 而是采取了因地制宜, 合理取材的灵活措施, 针对山区、丘陵和黄土高原等土地资源丰富的地区, 国家也允许这些地区少量使用粘土砖, 而对工业废料比较丰富的工厂和矿区, 采取了综合利用采矿、选矿废料, 粉煤灰、煤矸石、矿渣等工业废料来生产砖或砌块材料, 这样不仅最大限度的利用了资源, 而且也保护了环境。因为城市在扩建、拆迁以及房屋更新中产生的废弃砖块和混凝土等再生建筑垃圾, 具有很高的利用价值, 可以把这些建筑垃圾作为生产砌体的原材料。
我国建筑行业早期砂浆的动力抗压性能比较低, 伴随着地震的不断发生, 对砌体的抗震抗剪强度提出了更高的要求, 这就需要改变以往混合砂浆砌筑, 研制出不同类别的专用砂浆, 然后再根据砌体结构中各类材料的性质, 选择相应的专用砂浆, 这不仅节约了水泥的用量, 增加了外墙的保温性能, 也提高了砌体构件的整体性和强度。
新型砌体材料的研制与发展, 不仅要贯彻绿色节能的环保要求, 也要因地制宜, 充分考虑地方特色, 积极发展新型墙体材料。
2.2 从约束砌体结构向配筋砌体结构发展
在唐山大地震之后, 我国已经从无筋砌体结构向约束砌体发展, 并且在汶川大地震震后重建中, 发挥了积极地影响和重要的作用。经过对砌体结构特性的深入研究得出, 地震的不确定性会对砌体结构造成巨大的损害, 约束砌体结构还不能完全阻止墙体中荷载和应力比较集中部位裂缝的发生, 严重时有可能发生倒塌。
从抗震的目的出发, 砌浆形成的砌体虽然有多种原材料, 但是这些砌体的抗震强度有限, 所以改变砌浆原材料的方法, 对抗震性的提高没有明显的效果, 这就需要采用水平配筋、网状配筋、组合墙配筋, 另外还可以在砌体结构中采取预应力配筋的方式, 来改变砌体内部结构, 借助配置的钢筋来提高砌体结构的整体抗震能力。
综上所述, 笔者认为如果要改变砌体结构传统概念上的脆性性质, 要使砌体结构真正达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的效果, 必须向配筋砌体结构的方向发展, 使之更有效地应用于抗震设防地区。
2.3 在砌体结构中适度推广隔震技术
我国新版《建筑抗震设计规范》中指出, 隔震技术能够有效减轻地震对低层或多层气体结构的破坏, 其在历次的国内外强震中发挥了重要的作用, 其中橡胶垫隔震是最成熟的隔震技术。
3 结语
砌体结构作为建筑中最普遍的一种结构形式, 在抗震性能方面存在着诸多不足, 需要我们不断赋予砌体结构新的内容、新的理念, 对地震进行深入的研究, 能够更好的提高砌体的抗震性和安全性, 我们对砌体抗震结构的特点和发展研究需要不断突破与创新, 努力提高我国砌体结构的抗震性能。
参考文献
[1]王宇亮, 刘伟, 刘磊, 赵志超.抗震设防地区多层砌体房屋的抗震设计[J].河北理工大学学报 (自然科学版) .2007, (04) .
砌体结构质量分析及发展历程 篇6
1砌体结构的应用范围
我国的基础建设中, 将砌体结构作为墙体的已占90%。在居民住宅、写字间等民用建筑中大量采用砌体结构。我国许多中小型单层工业厂房、多层轻工业厂房、仓库等建筑也广泛采用砖墙、柱承重结构。砌体结构还广泛用于建造各种构筑物, 如烟囱、排风塔、粮仓、水渠等。我国积累了在的证地区建造砌体结构房屋的宝贵经验, 我国的绝大多数大中城市在6度或6度以上地震设防区, 在地震烈度≤6度地区的砌体结构经受了地震的考验。经过对设计和构造的合理化处理, 还在7度区和8度区建造了大量的砌体房屋。
2新材料的应用
我国的粘土空心砖 (即多孔砖) 的生产和应用有了很大的发展。近年来我国在吸收国外先进技术的基础上, 制造出规格为280mm×2~XIU1×19、空洞率为40%的烧结保温空心砖, 这种保温砖的密度为1012kg/m3, 抗压强度10.5MPa主要力学和热工性能指标接近或达到国际同类产品的水平。同时《多孔砖砌体设计与施工技术规程》行业标准为这种砖的推广创造了条件。采用砼、轻骨料砼或加气砼, 以及利用砂、各种工业废料、粉煤灰、煤矸石等制成无数料水泥砼砌块或蒸压灰砂砖、粉煤灰硅酸盐砖、砌块等在我国有较大的发展。砌块种类、规格很多, 其中以中、小型砌块较为普遍, 在小型砌块中又开发出多种强度等级的承重砌块和装饰砌块。施工实践证明, 在中高层配筋砌块结构体系纳入砌体结构规范非常必要。砌块作为粘土砖的主要替代材料, 在某些功能上强于粘土砖, 发展前景良好。和约束配筋砌体结构对应的所谓均匀配筋砌体, 即配筋砼砌块剪力墙结构, 这种砌体和钢筋砼剪力墙一样, 对水平和竖向配筋有最小含钢率要求, 而且在受力模式上也类似于砼剪力墙结构, 它是利用配筋砌块剪力墙筋砌块剪力墙承受结构的竖向和水平作用, 是结构的承重和抗侧力构件。配筋砌体强度高、延性好, 和钢筋砼剪力墙性能十分类似, 可用于大开间和高层建筑结构。
3砌体结构常见质量问题
3.1砌体错位变形。施工质量问题, 如墙体出现竖向偏斜, 使用后受力而增加变形, 甚至错动;砌体墙高货币过大导致使用阶段失稳变形;施工顺序不当, 造成纵横墙不同时咬槎砌筑, 导致新砌体墙平面外变形失稳。
3.2砌体强度不足。设计截面太小, 承载力不够;水、电、暖、卫设备预留槽削弱墙载面太多;材料质量不合格, 如砌体用砖和砂浆强度等级不符合设计要求, 采用不符合标准的水泥、掺合料。
施工质量差, 砂浆饱满度严重不足, 施工时没有浸水, 引起灰缝强度不足。
3.3局部损伤倒塌。墙体在施工或使用过程中的碰撞冲击而掉角, 甚至局部倒塌;墙体在使用过程中受到酸碱腐蚀, 导致砌体墙倒塌。
3.4砌体裂缝。砌体强度不足、变形失稳损伤和可能出现的局部倒塌等情况也可通过出现的裂缝形态来分析和判别。砌体的裂缝是质量事故中最常见的现象。
3.4.1地基不均匀沉降。地基沉降差较大。在长高比较大的砖混结构房屋中, 中部地基沉降大于两端时产生八字裂缝;地基两端沉降大于中间时, 产生倒八字裂缝;地基突变, 一端沉降较大时, 产生竖向的裂缝。地下水位降低。地下水位较高的软土地基, 因人工降低地下水位引起附加沉降导致砌体开裂。地基局部塌陷。地基局部塌陷, 易引起裂缝。建筑物影响。原有建筑物附近新建高大建筑物造成原有建筑产生附加沉降而产生裂缝。低温地区的地基冻胀。北方地区房屋基础埋深不足, 地基土具有冻胀性, 导致砌体开裂。地下水位下降或地基长时间浸水。填土地基或湿陷黄土地基局部浸水后产生不均匀沉降使纵墙开裂。
3.4.2因温度而变形。因日照及气温变化, 不同材料及不同结构部位的变形不一致, 同时又存在较强的约束。平顶砖混结构顶层砖墙因日照及气温变化和两种材料的温度线膨胀系数不同, 造成屋顶盖与砖墙变形不一致所产生的裂缝, 位置多在两端屋顶的墙体上。温度或环境温度温差过大。房屋长度太长, 又不设置伸缩缝, 造成贯穿房屋全高的竖向裂缝, 位置常在纵墙的中部。砖墙温度变形受地基约束。北方地区施工期不采暖, 砖墙收缩收到地基约束而造成窗台及其以下砌体中产生斜向或竖向裂缝。
3.4.3结构载荷过大或砌体截面过小。抗压、抗弯、抗剪力、抗拉强度不足。中心受压产生竖向裂缝;砖砌平拱抗弯强度不足产生竖向或纵向裂缝;挡土墙抗剪强度不足而产生水平裂缝;砖砌水池池壁沿着灰缝的裂缝。另外, 局部承压强度不足也是产生大量的斜向或竖向裂缝的原因。
3.4.4设计结构问题。不同结构混合使用, 且未采取适当措施。在钢筋混凝土墙梁挠度过大引起墙体裂缝。建筑结构整体性差。混合结构建筑中, 楼梯间砖墙的钢筋混凝土圈梁不闭合而引起的裂缝。沉降缝设置不当。沉降缝位置不设在沉降差最大的地方;沉降缝太窄, 高层房屋沉降变形后, 底层房屋随之下沉, 砌体收到挤压而开裂。新旧结构连接不当。原有建筑物扩建时, 基础分离而新旧砖墙砌成墙体, 使结合处产生墙体裂缝。预留洞产生的构造不当。大窗台墙下, 上宽下窄的竖向裂缝。此外, 施工质量和材料质量, 以及施工中产生的工程震动也是产生裂缝的原因。
4砌体结构发展研究
砌体结构是由砌块和砂浆砌筑而成的构件, 由于砖、石有良好的物理性能, 可就地取材, 生产和施工方式简便, 造价低廉, 至今仍是我国主导的建筑材料。
4.1发展和应用高强轻质的砌体材料。我国的粘土砖抗压强度为7.5~15Mpa, 承重空心砖的孔隙率≤25%, 体积质量一般为4KN/m3。而发达国家的砖抗压强度一般为30~60Mpa, 甚至达到100Mpa, 承重空心砖的空洞率可达到40%~60%, 体积质量一般为1.3KN/m3, 最轻的可达到0.6KN/m3。我国的《砼小型空心砌块浆和灌孔砼》行业标准中, 砂浆的强度等级为M5~M30, 灌孔砼的强度等级为C20~C40, 这对推动高强度材料结构的发展有着重要意义。
4.2发展节能环保、高性能的新型砌体材料势在必行。大力发展蒸压灰砂废渣制品、利用页岩生产多孔砖、废渣轻型砼板墙、GRC板、蒸压纤维水泥板等新型建材产品。
砌体结构的发展方向 篇7
我省的多层建筑以框架结构为主,中高层建筑以剪力墙结构为主,另外还有部分地区仍采用粘土砖砌体结构体系。这些结构体系中粘土砖的烧制具有占用农田,污染空气,其结构体系的承载能力低等缺点,且长春市发布政府16号令在2005年末要全面展开“禁实”;而框架结构及剪力墙结构又具有需要支模,施工程序多,钢筋用量大等缺点,这些都不符合我省的“墙改、禁实、节能、省地、节材、利废、环保”等有关产业政策。因此为促进我省建筑产业的不断发展,需要一种既能改变上述结构不足又具有广阔发展前景的新型结构体系来替代粘土砖等结构体系。从国内外的应用情况看,小砌块砌体结构及其发展结构一配筋砌块砌体剪力墙结构能够弥补上述结构体系存在的不足,且该结构体系在全国很多省市的应用已受到了开发商和建筑商的认可。下面将对该建筑结构的技术原理、应用范围、国内外发展概况及经济效益分析等作以介绍。
2. 配筋砌块砌体剪力墙结构的技术原理和应用范围
配筋砌块砌体剪力墙结构是在无筋砌体基础上发展起来的一种新型结构体系,它利用普通混凝土小型空心砌块、专用砂浆、灌芯混凝土等配套材料,根据设计需要在砌块孔中和凹槽内配置竖向和水平受力钢筋及构造钢筋,然后再浇注混凝土而形成的装配整体式承重结构体系。该结构体系目前主要分为配筋砌块砌体全剪力墙结构和配筋砌块砌体短肢剪力墙结构。国内外的研究表明该结构体系具有与钢筋混凝土剪力墙结构相类似的结构性能,在国外的很多大震中该结构体系表现了很好的抗震性能。
3. 该建筑结构体系在国内外及我省的应用状况
美国自建成第一栋配筋砌块砌体剪力墙结构至今已有70余年的历史,为此该结构在美国及其它一些发达国家其理论结构体系已经很完善,目前世界上该建筑结构的第一高为1990年在美国内华达州拉斯维加斯(7度区)建造的28层的excalibur配筋砌块砌体结构旅馆。据统计除欧美等国家之外亚洲也有很多国家在研究应用该结构体系。
我省该结构体系的应用相对较晚,但从使用情况上看发展态势见好。2006年我省建成了第一栋配筋砌块砌体住宅一星宇名家8#楼。之后又在长春市、九台、临江、榆树等地陆续建成了几十栋该类建筑,如省人大办公厅住宅楼、民政厅住宅楼、新星宇星苑住宅楼、美景天城二期住宅楼,其中已建成的15层的临江万隆花园称为省内第一高。
4. 该结构与剪力墙结构和框架结构的经济效益对比分析
通过对我省已建成的配筋砌块砌体建筑进行造价分析可知:
(1)采用配筋砌块砌体剪力墙结构比采用混凝土短肢剪力墙结构,主体工程造价降低12.59%;单位建筑面积用钢量降低37.74%。
(2)该结构与钢筋混凝土剪力墙结构相比,大幅度减少了钢筋用量,降低了工程造价。该工程钢材约减少35%。所以钢材越贵这种结构的优势越明显。
(3)该结构减少了模板用量。由于该结构墙体不需模板,可以大量节省木材。木材较混凝土剪力墙结构减少40%左右。
(4)节省水泥。工程中的水泥较混凝土剪力墙结构减少40%左右。
(5)施工速度快。与同规模的钢筋混凝土结构相比较,它缩短房屋建设周期25%左右。
(6)墙体均为承重墙,不会出现填充墙裂缝。在框架结构,短肢剪力墙结构中,填充墙裂缝是经常出现的问题,受到温度、干缩等多种因素的影响,不易解决。
(7)工程总造价低,经济优势明显。相对同时施工的剪力墙结构,降低了建筑物每平米单位造价10%左右。
从上述的对比分析上看,该结构的经济效益较框架和剪力墙结构显著,受力性能又与钢筋混凝土剪力墙相似,且又可以弥补短肢剪力墙及框架结构的不足一不会出现填充墙裂缝问题,而这一切正是保证该结构体系继续向前发展的关键。
5. 该结构体系的进一步完善所需做的工作
配筋砌块砌体剪力墙结构的高强是由砌块砌体灌芯混凝土及钢筋的共同作用而实现的。为此我们首要的工作是在我省生产出高强、高质量的混凝土小砌块;其次,打通开发商和建筑商认识和应用上的瓶颈,做大力的推广,让这种新型结构体系被越来越多的开发单位和建设单位认识。最后为保证施工质量,应加强对技术人员的培训。
6、结论与展望
从上述的分析上看,该结构体系具有节约工程造价、配筋量低、墙体施工不需模板、施工速度快等有利的条件。为此近些年全国范围内节能配筋砌块建筑的年递增量在20%左右。而在我省由于试点工程的带动,再加之政府的支持,自2006年我省每年有十几万该类建筑被建成。从该结构体系的综合优势上看,大力推广配筋砌块砌体剪力墙结构体系对我省的建筑业及经济的发展有着重要的意义。
摘要:本文主要介绍了配筋砌块砌体剪力墙结构的优势,论述了该结构在国内外及我省的应用情况,提出了该结构在我省的研究应用中存在和亟待解决的问题。
砌体结构裂缝的探析 篇8
关键词:砌体结构,裂缝,成因,预防
砌体结构多层砖房开裂现象比较常见,房屋建成后通过一段时间的使用,墙体时常会产生不同程度的裂缝,裂缝的形态有斜缝,垂直裂缝,水平裂缝,八字裂缝等,有的裂缝由小变大,发展很快。它影响了建筑的功能和美观,严重的导致结构安全度降低,抗震性能差。因此防止砖墙开裂十分重要,但裂缝产生的原因较复杂,近几年来通过对一些砌体结构多层砖房的裂缝进行考察、分析、研究,对如何防止墙体裂缝,主要从以下几方面进行探析,并提出相应措施。
1 裂缝的类型及成因
为便于分析,把砌体裂缝分为受力裂缝和非受力裂缝两大类,由于各种直接荷载作用下结构产生的裂缝称为受力裂缝;由于砌体因干缩变形、热胀冷缩、地基不均匀沉陷等原因引起的裂缝是非受力裂缝,也称变形裂缝。其中在房屋使用中受力裂缝相对少见,而大多是变形裂缝。
1.1 受力裂缝
受力裂缝的产生主要是砌体结构设计中墙体在外荷载作用下的承载力没达到规范所要求的强度,墙体由于外荷载产生的内应力超过了墙体自身可承受的极限而开裂。受力破坏形式基本上分为受压、受拉、受弯和受剪破坏:受拉破坏时裂缝呈竖向平行分布,受拉破坏时可分为沿齿缝开裂和沿墙面垂直开裂。当砖块的强度等级较高而砂浆的强度较低时,砖体的抗拉强度大于该切向的粘结强度,砌体沿着与砂浆的交接面处形成齿状裂缝,砌体开裂破坏;当砖块的抗拉强度较低而砂浆的强度较高时,易形成自上而下贯穿墙体的垂直裂缝,墙体开裂破坏;砌体受弯破坏时裂缝的形式与受拉相似。砌体受力破坏往往产生在最薄弱处或是局部受压处。
1.2 非受力裂缝
非受力裂缝又分为温度裂缝、基础不均匀沉降裂缝和干缩变形裂缝以及施工等因素造成的裂缝。
1)砌体裂缝中温度裂缝最为常见,温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在混凝土平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。导致平屋顶温度裂缝的原因是顶板的温度比其下的墙体高得多,而混凝土顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个或几个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。
2)地基沉降的原因是多种多样的,由于地基沉降差异引起的裂缝多为斜裂缝,此类裂缝一般情况下裂而不鼓,往往贯通到基础。尤其对于软土地基和湿陷性黄土地基,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。在房屋纵横墙地基不均匀沉降的情况下,将使墙体承受较大的剪切力,当结构刚度稍差、施工质量和材料强度不能满足要求时,会导致墙体开裂。另外,当房屋层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,当沉降缝设置数量或位置不当时也容易产生沉降裂缝,这些裂缝常伴有较大的地基不均匀下沉。
3)干缩裂缝产生的原因与砌块材料有关。烧结黏土砖,其干缩变形很小,且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖,一般不考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种不可逆的湿胀变形是干缩裂缝的原因之一。砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。干缩变形对砌体影响很大,轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28 d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部1层~2层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。
4)施工因素。施工速度过快,有的一周一层,甚至更快,此时砌体的强度尚未达到设计强度,且地基快速变形,土应力调整滞后,使地基土过早产生不均匀沉降。导致在砌体内部已产生过大的初始应力和应变,形成潜在的裂缝因子,主体完工装修,居民入户后,进一步加载,裂缝因子发生作用,导致墙体开裂;砂浆强度不符合要求,如砂子含泥量较大,不均匀,不严格计量,配合比不准,甚至根本未采用施工现场材料进行试配,由实验室来确定配合比。仅依据某些资料提供的参考配合比施工;砂浆未充分搅拌,和易性差,操作时,饱满度不够,水平灰缝厚度不均匀,造成砌体强度下降;夏季施工砖缺乏泅水,水分过早被吸收,水泥水化反应不足。在冬季,砖内吸收水分,未注意砌体蓄热保温,导致发生冻胀,严重时产生冻胀裂缝;施工工艺错误,砌体施工缝处留直,甚至阴槎。浇筑构造柱时,外檐墙无支顶,由于流动状混凝土的侧压力造成外墙向外倾斜,形成窗洞口下角部水平裂缝。
2 裂缝的预防
2.1 从设计入手
合理设置沉降缝。在房屋体型复杂,拐角、交叉处,特别是高度相差大时均应设沉降缝。沉降缝应从基础开始分开,且须有足够的宽度。相邻建筑物间基础应留有一定间隙,同时应计算相邻基础应力叠加时产生的沉降量,使该沉降量与整个建筑物沉降量相同。地基承载力计算时,应认真进行不利荷载组合。认真验算砌体强度、验算砌体局部承压,当局部承压不足时应作相应处理。对较长的房屋,其顶层的房屋端开间应加强刚度,在内纵墙设置构造柱,并做配筋砌体,以提高抗剪能力。在底层窗口下3皮~5皮砖缝内增设通长钢筋。顶层房屋要加强砖墙砌体的整体强度,顶层砖和砂浆要选用与底层一样的标号。做好屋面保温层设计。
2.2 施工措施
1)严格按施工规范、操作规程施工。2)施工速度要合理,施工速度过快时,砌体的强度尚未达到设计强度,由于地基快速变形,土应力调整滞后,使地基土过早产生不均匀沉降,导致在砌体内部已产生过大的初始应力和应变,形成潜在的裂缝条件,导致后期使用中墙体开裂。3)保证砌筑用砖和砂浆强度等级达到设计要求,水平灰缝砂浆饱满,以确保砌体承载能力。4)组砌符合要求,砌体施工缝规范留置,保证砌体的整体性。
2.3 防止因使用不当引起的墙体裂缝
房屋装修或改变房屋用途时,应征求原设计人员意见,对承重构件不得随意破坏,装修楼地面时荷载不应超过设计值;使用中,活载不应过于集中;房屋超过结构合理使用年限时,应委托相关单位进行鉴定。
3 结语
砌体裂缝因温差和施工因素产生的较普遍,而以沉降、超载致裂的危害较大,但其危害性和处理方法也不能一概而论,通过对温度裂缝、地基不均匀沉降裂缝的分析,提出了一些控制措施,对具体工程,应该具体分析,结合实际,采用不同的控制方法,来达到较好的效果。
参考文献
[1]《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
[2]黄正华,葛庆文.房屋常见砌体裂缝的鉴别与处理[J].山西建筑,2008,34(28):153-154.
关于砌体结构墙体变形裂缝的探讨 篇9
【关键词】砌体结构;变形裂缝;干缩变形;温度变形;防止措施
一、前言
由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构称为砌体结构,是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。众所周知,砖、石材料用于建造房屋符合“因地制宜,就地取材”的原则,所以,相比之下,砌体结构比其他结构形式造价要低,比较经济。以至于砌体结构在各地都得到广泛的应用,用之较多的有多层做宅楼、多层办公楼。根据抗震规范要求,砖砌体房屋的层数最多不超过7层,总高度不超过21m,所以尽管砖砌体在抗压方面有较高的承载力,砖砌体的房屋均为多层。近年来,随着住宅商品化,人们对墙体裂缝关注程度几乎到了“用放大镜寻找”的地步,就要求砌体结构从设计开始要了解裂缝产生的原理及防止或减轻裂缝的一些措施。
二、裂缝的分类
砌体结构房屋在建成后墙身经常会出现各式各样的裂缝,裂缝根據是否因为受力而产生分为受力裂缝和变形裂缝。各种荷载直接作用下墙体产生的裂缝称为受力裂缝。墙体因干缩、温度变化、地基沉降不均匀等产生的裂缝称为变形裂缝。根据相关资料调查显示,砌体结构的裂缝80%以上为变形裂缝,其中温度裂缝更为突出。
三、变形裂缝产生的原因
1、干缩变形产生的墙体裂缝
烧结砖是烧结而成的,成品的干燥收缩性很小,但现阶段砌体结构的墙体块体材质大多为混凝土制品,如混凝土普通砖、混凝土多孔砖、混凝土砌块、轻集料混凝土砌块等,这些都是混凝土拌合物经浇筑、振捣养护而成的,混凝土在凝固硬化过程中会因因失去水分而体积变小收缩。混凝土砌块出釜28天后,收缩渐渐稳定,其间干缩率为0.03%~0.035%,上墙砌成砌体后,会继续干缩,干缩率约为0.018%~0.07%左右。此时在砌体内部会产生收缩应力,若收缩应力大于砌体的抗拉、抗剪强度时,砌体就会产生裂缝。这种干缩裂缝不光出现在外墙,内墙亦会出现。砌块砌体房屋由于底层在地面以下的砌块受到土壤的保护,干缩变形非常小,故此种裂缝主要表现在底部几层较长墙体的中部,会出现竖向裂缝,愈往上愈轻。
2、温度变形产生的墙体裂缝
混凝土砖、砌块的线膨胀系数为10x106/℃,对温度的敏感度比较高。尽管此种砌体的线膨胀系数与屋面混凝土现浇板的线膨胀系数相同,但在阳光照射下特别是在夏季,两者之间还是存在着温差,在夏季的阳光照射下,屋面上温度能达到40℃~50℃,但是其下的外墙外侧温度约在30℃~35℃,两者之间相差约10℃左右,这样的温差导致两者的温度变形不协调,墙体产生裂缝,即当外界温度较高时,屋面现浇板受40℃~50℃的热量膨胀比较大,墙体受30℃~35℃的热量而膨胀比较小,使得屋盖膨胀受墙体的制约而受压,墙体因屋盖的膨胀而受拉、受剪。因此,顶层墙体的两端受力最大,在窗洞口对角线出现八字形裂缝,也会在屋面现浇板下口与墙体交接处(有屋面圈梁时在圈梁下口)出现水平裂缝,这种裂缝会因屋面保温效果越差越明显。内墙的这两种裂缝比外墙亦更明显(这是因为内墙与屋面现浇板的温差比外墙更大)。温度变形裂缝的规律是房屋两端重中间轻,顶层重底层轻,向阳面重背阳面轻。
3、不均匀沉降引起的墙体裂缝
房屋的不均匀沉降主要有两种情况:第一是地基不均匀(房屋范围内地基的性质不同),第二是不均匀的荷载,房屋的局部部位荷载差别较大,导致荷载大的部位地基沉降大,荷载小的部位地基沉降小。若房屋两端沉降大时会产生弯曲破坏,裂缝产生在房屋中部顶层并向下延伸;若房屋中间沉降大时会产生反弯曲破坏,裂缝产生在房屋中间底部底层并向上延伸;若房屋的左右两边沉降不一致则会产生剪切破坏,裂缝会产生顶层的窗洞口和底层的窗洞下口八字形。
三、防止墙体裂缝的主要措施
1、首先为了避免房屋过长由于砌体的干缩或者温度变形引起墙体裂缝,规范规定了不同情况下房屋伸缩缝的最大距离,详见表一。
对于烧结砖,配筋砌块砌体房屋取表中数值,对于混凝土砖、砌块则取则取表中数值乘以0.8系数,若墙体有可靠外保温措施时可取表中数值。
2、温度变形引起的顶层墙体裂缝防止措施有:
1)屋面设置效果较好的保温隔热层,这样能减少屋面现浇板与其下墙体的温差,是“防”的较直接的措施。
2)屋面上刚性面层或砂浆找平层设置分格缝,其间距不宜大于6m,缝宽度不小于30mm,与女儿墙隔开。
3)减小屋盖刚度(采用装配式屋盖),这样屋面就不会施加給墙体因温差变形带来的拉力。
4)顶层墙体设置内外墙拉通的圈梁,同时墙体内设置水平拉筋,同时门窗洞口的过梁上方墙体内设钢筋网片。这是“抗”的措施。
5)顶层墙体的砌筑砂浆不低于M7.5级,即增加墙体的抗拉、抗剪强度。
6)对顶层的墙体施加竖向的预应力。
3、底层墙体裂缝防止措施有:
1)加大地圈梁的刚度,以抵抗地基沉降不均匀而产生裂缝。
2)底层窗洞下墙体内配筋,以抵抗地基沉降不均匀而使窗下墙带受到反拱以致窗台处开裂。
四、结语
砌体结构的墙体开裂是工程质量的通病,但如果设计单位在设计过程中能对不同情况下采取相应的措施,尽量减少变形裂缝的产生,则能减少以后群众因墙体裂缝的投诉,亦能增加社会和谐与稳定。
参考文献
[1]GB50003-2011.砌体结构设计规范.北京:中国建筑工业出版社.2011.
[2]混凝土与砌体结构设计(第二版).北京:知识产权出版社.
论砌体结构的工艺分析 篇10
关键词:砌体,施工准备,操作工艺
1 砌体工程的施工准备
1.1 作业条件
成室外及房心回填土, 安装好沟盖板, 或完成楼板结构施工。办完地基、基础工程隐蔽验收手续。按标高抹好水泥砂浆防潮层。弹好轴线、墙身线及检查线, 根据进场砖的实际规格尺寸, 弹出门窗洞口位置线, 经验线符合设计要求, 办完验收手续。按设计标高要求立好皮数杆, 皮数杆的间距15~20m, 或每道墙的两端。有砂浆配合比通知单, 准备好砂浆试模 (6块为一组) 。
1.2 材料要求
砖:品种、规格、强度等级必须符合设计要求, 并有产品合格证书, 产品性能检测报告。承重结构必须做取样复试。要求砖必须有一个条面和丁面边角整齐。
水泥:品种及强度等级应根据砌体的部位及所处的环境条件选择。水泥必须有产品合格证、出厂检测报告和进场复验报告。
砂:用中砂, 使用前用5mm孔径的筛子过筛。
掺合料:白灰熟化时间不少于7d, 或采用粉煤灰等。
其他材料:墙体拉结筋、预埋件、已做防腐处理的木砖等。
1.3 施工机具
应备有大铲、刨锛、托线板、线坠、小白线、卷尺、水平尺、皮数杆、小水捅、灰槽、砖夹子、扫帚、瓦刀、泥桶、水准仪、经纬仪、水平尺等。
1.4 质量要求
沌河砂浆的强度等级必须符合设计要求。砌体水平灰缝的砂浆饱满度不得小于80%。
外墙转角处严禁留直槎, 其他临时简短处留槎做法必须符合施工质量验收规范的规定。要求留槎正确, 拉杰钢筋设置数量、直径正确。竖向间距偏差不超过100mm, 留置长度按设计要求。砖砌体的转角处和交接处应同时砌筑, 严禁无可靠措施内外墙分砌施工。对不能同时砌筑而又必须留置的临时间断处应砌成斜槎, 斜槎水平投影长度应小于高度的2/3。
2 砌体施工操作工艺工艺流程
作业准备→砖浇水→砂浆搅拌→砌砖墙→验收
2.1 砖浇水
砌体用砖必须在砌筑前一天浇水湿润, 一般以水浸入砖四边1.5cm为宜, 含水率为10%~15%, 常温施工不得用干砖上墙;雨期不得使用含水率达饱和状态的砖砌墙;冬期拎不得浇水, 可适当增大砂浆稠度。
2.2 砂浆搅拌
砂浆配合比采用重量比, 计量精度水泥为±2%, 砂、灰膏控制在±5%以内, 机械搅拌时, 搅拌时间不得少于2min;加入粉煤灰或外加剂, 搅拌不少于3min;掺用有机塑化剂的砂浆搅拌3~5min。
2.3 砌砖墙
组砌方法:砌体一般采用一顺一丁砌法。砖柱不得采用先砌四周后填心的包心砌法。
排砖撂底:一般外墙第一层砖撂底时, 两山墙排丁砖, 前后檐纵墙排条砖。根据弹好的门窗口位置线及构造柱的尺寸, 认真核对窗间墙、垛尺寸, 其长度是否符合排砖模数, 如不符合模数时, 可将门窗口的位置左右移动。若留破活, 七分头或丁砖排在窗口中间、附墙垛或其他不明显的部位。移动门窗口位置时, 应注意暖卫立管及门窗开启时不受影响。另外, 在排砖时还要考虑在门窗口上边的砖墙合拢时也不出现破活。所以排砖时必须全盘考虑。前后檐墙排第一皮砖时, 要考虑甩窗日后砌条砖, 窗角上必须是七分头才是好活。
选砖:外墙砖要棱角整齐, 无弯曲、裂纹, 颜色均匀, 规格基本一致。敲击时声音响亮、焙烧过火变色、变形的砖可用在基础或不影响外观的内墙上。
盘角:砌砖前应先盘好角, 每次盘角不要超过五层, 新盘的大角, 及时进行吊、靠。如有偏差及时修整。盘角时要仔细对照皮数杆的砖层和标高, 控制好灰缝大小, 使水平缝均匀一致。大角盘好后再复查一次, 平整和垂直完全符合要求后, 再挂线砌墙。
挂线:砌筑37墙必须挂双线, 如果长墙几个人共使用一根通线, 中间应设几个支点, 小线要拉紧, 每层砖都要穿线看平, 使水平缝均匀一致, 平直通顺;砌24墙时, 可采用挂外手单线 (视砖外观质量要求情况, 如果质量好要求高也可挂双线, 提高砌砖质量。) 可照顾砖墙两面平整, 为下道工序控制抹灰厚度奠定基础。
砌砖:砌砖采用一铲灰、一块砖、一挤揉的“三一”砌砖法。砌砖时砖要放平。里手高, 墙面就要张;里手低, 墙面就要背。砌砖一定要跟线, “上跟线, 下跟棱, 左右相邻要对平”, 砌筑砂浆要随搅拌随使用, 一般水泥砂浆必须在3h内使完, 混合砂浆必须在4h内用完。
留搓:砖混结构施工缝一般留在构造柱处。一般情况下, 砖墙上不留直搓。如果不能留斜搓时, 可留直磋, 但必须砌成凸磋, 并应加设拉结筋。拉结筋的数量为每120mm墙厚设一根ф6的钢筋, 间距沿墙高不得超过500mm。其埋入长度从墙的留磋处算起, 一般每边均不小于500mm, 末端加90°弯钩。
预埋木砖和墙体拉结筋:木砖预埋时应小头在外, 大头在内, 数量按洞口高度决定。洞口高在1.2m以内, 每边放2块;高1.2~2m, 每边放3块;高2~3m, 每边放4块, 预埋木砖的部位一般在洞日上边或下边四皮砖, 中间均匀分布。木砖要提前做好防腐处理, 防腐材料一般用沥青油。预埋木砖的另一种方法:按照砖的大小尺寸制作砂浆块, 制作时将木砖预埋好, 达到强度后, 按部位要求砌在洞口。墙体拉结筋的位置、规格、数量、间距均按设计及施工规范要求留置, 不得错放、漏放。
安装过梁、梁垫:安装过梁、梁垫时, 其标高、位置及型号必须准确, 坐灰饱满。如坐灰厚度超过2cm时, 要用豆石混凝土铺垫, 边梁安装时, 两端支座长度必须一致。
构造柱做法:在构造柱连接处必须砌成马牙磋。每一个马牙搓高度方向为五皮砖, 并且是先退后进。拉结筋按设计要求放置, 设计无要求按构造要求放置。
每层承重墙最上一皮砖, 在梁或梁垫下面。挑檐应是整砖丁砌层。
2.4 成品保护
墙体拉结筋, 抗震构造柱钢筋, 及各种预埋件、暖卫、电气管线等, 均应注意保护, 不得任意拆改或损坏。砂浆稠度应适宜, 砌墙时应防止砂浆溅脏墙面。搭设脚手架或操作平台时, 要认真操作, 防止碰撞刚砌好的砖墙。尚未安装楼板或面层板的墙和柱, 当可能遇到大风时, 应采取临时支撑等措施, 保证施工中墙体的稳定性。
2.5 应注意的质量问题
舌头灰未刮尽, 半头砖集中使用造成通缝;一砖墙非挂线面;砖墙错层造成螺丝墙。半头砖要分散在较大的墙体上, 首层或楼层的第一皮砖要查对皮数杆的标高及层高, 防止到顶砌成螺丝墙。构造柱砌筑不符合要求;构造柱砖墙应砌成大马牙搓, 设置好拉结筋从柱脚开始两侧都必须是先退后进。
3 结束语