砌体结构裂缝分析论文(共12篇)
砌体结构裂缝分析论文 篇1
在建筑工程司法鉴定中砌体结构裂缝是最常见的一种情况。轻微的裂缝影响美观,严重的裂缝危及建筑安全。本文逐一分析裂缝表现形态和产生裂缝的原因。
1 地基不均匀沉降产生的裂缝
1.1 八字斜裂缝
当建筑物较长时,会因建筑物中部沉降产生正弯矩,则在建筑底层两端的窗角出现正八字裂缝;而当两端沉降大于中间沉降时,产生负弯矩,两端向下沉,则在建筑底层两端窗角出现倒八字裂缝。裂缝随沉降的发展,可以达到沉降平衡。为判断沉降是否停止,可在裂缝处贴石膏饼观察。
1.2 单侧斜裂缝
一栋旧建筑物旁边建起一栋新建筑时,如果新建筑较大又与旧建筑相邻间距较小,就会对旧建筑的基础产生影响,特别是旧建筑靠新建筑一侧的地基土产生沉降,使在这一侧的墙角、窗角处出现单向斜裂缝。而一个建筑一边高另一边低时,也会因沉降不均,在高低楼连接处靠低楼一侧的底层窗口对角出现斜裂缝。
1.3 水平裂缝和竖向裂缝
建筑窗洞口过大时,会对基础的不均匀沉降敏感。在不均匀沉降过程中,窗间墙的上下两对角可同时出现水平裂缝,且裂缝越靠近窗口越宽;而建筑底层窗下竖向裂缝,往往因窗间墙下基础的沉降大于窗台墙下基础的沉降,才使窗台墙产生反向弯曲变形,出现窗台下中间部位产生竖向裂缝。
2 温度变形裂缝
建筑物受气候和温度的影响,钢筋混凝土构件和砌体的热胀冷缩都会产生应力变化。当砌体无法抵挡膨胀和收缩应力时,就会出现不同形式的裂缝。温度裂缝多数发生在施工当年或隔年,裂缝程度冬季比夏季严重。
2.1 八字斜裂缝
由于砌体的线膨胀系数与混凝土的线膨胀系数不同,钢筋混凝土的线膨胀系数大于砌体的线膨胀系数,所以,屋盖与墙之间存在较大温度差。特别是平屋顶容易受到温度变化影响。当屋盖的热胀冷缩变形较大时,建筑两端顶层窗口会出现裂缝,大多数为对称裂缝。当屋盖下砌体顶部产生剪应力时,砌体中则形成拉应力,多个拉应力超过砌体的抗拉强度时,纵墙顶层两端窗口产生正八字裂缝;反之,在寒冷地区还可因屋盖遇冷产生较大收缩,此时在纵墙顶层两端窗口产生反向八字裂缝。这些裂缝特点为建筑两端明显,顶层明显,阳面明显。另外一些建筑竣工后无采暖或不及时采暖,也会因砌体收缩产生斜裂缝。
2.2 水平裂缝
当屋面受热膨胀,其变形受到墙体约束时,屋面框架梁对墙体顶端产生水平推力,平屋顶下或屋顶圈梁下出现水平裂缝(见图2),有时楼角处形成包角裂缝(见图3),裂缝基本沿外墙顶部分布,两端较重,中间较轻;两端及包角裂缝较宽,中部裂缝较窄;两端包角裂缝连续,中间裂缝间断。女儿墙和混凝土梁顶端也常见此种裂缝。
另外,当顶层屋面高低错落不在同一平面时,就会出现一侧屋面与另一个房间外墙相连的情况。这一侧的顶层屋面框架梁受热膨胀时,所产生的水平推力会导致墙体产生水平裂缝(见图4)。
2.3 竖向裂缝
竖向裂缝多发在北方,受寒冷因素影响。如果建筑物长度大又未设伸缩缝,如果是未完工程越冬,都可能在房屋檐口下或局部或普遍出现竖向裂缝;在底层窗台下出现间距较均匀的竖向裂缝;而现浇混凝土过梁的梁两端也易产生竖向或斜向裂缝。
3 荷载裂缝
荷载裂缝普遍来自于施工或设计。当墙体的承载能力不能满足其压力、剪力、拉力的作用时,就会以裂缝形式呈现。多见墙身轴心受压或小偏心受压等。
3.1 斜裂缝
当窗间墙荷载较大时,荷载沿窗洞口边缘扩散,既在窗洞口下角产生剪应力,使砌体在窗洞口斜角方向裂开,其形式为下角严重,上角轻。
3.2 竖向裂缝
当墙体受到轴心压力或小偏心压力时,裂缝在墙体或柱子下部分出现竖向裂缝,裂缝中间宽,两头窄,而各个裂缝宽窄不均。有时过梁因受荷载产生挠度,梁端支承处砌体局部受压,导致砌体在梁端处出现竖向裂缝。
3.3 阶梯状裂缝
当混凝土构件梁支承在砌体上,由于梁端应力集中,砌体局部产生过大压应力,这种应力在砌体支承面下一定范围内超过砌体本身的抗拉强度,致使砌体产生阶梯形裂缝,多见混凝土小型砌块。
4 其他原因裂缝
建筑上的裂缝类型很多,就砌体裂缝来说除上述情况外,还有砌体材料本身的问题,施工及装饰等带来的裂缝问题。
4.1 材料问题裂缝
材料本身的问题大多出现在水泥制品的实心砖和空心砌块方面。如:灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土小砌块及轻集料混凝土砌块等。这些墙体材料由于水泥的水化和材料含水的原因,干燥收缩较大。特别是砌筑使用了养护龄期不足的块材、被雨水淋湿的块材、墙体材料淋水较多等情况时,砌体更容易出现干燥收缩裂缝。所以对于这类材料砌筑的墙体,不要急于抹灰,应让其充分干燥,避开自身收缩阶段。在城市建筑中多数为框架结构,填充墙多数使用轻集料空心砌块,而农村多使用混凝土小砌块。据资料显示,这些砌块在28 d养护后干缩变形在50%~60%左右,而这种干缩可以持续几年。
这类裂缝多发于砌体和混凝土梁、柱等构件的交接面,也可出现在砌体的某些匹段之间。这类干缩裂缝分布较广、数量较多、裂缝程度相似。但是还要根据裂缝的位置和施工的气候温度以及裂缝的时间等不同情况分析判断。
4.2 施工问题裂缝
施工前应对所用砌体材料质量进行检查。如:外观、尺寸偏差及检测报告中各项指标;对所进场的材料合理堆放并做好排水和防雨措施等,为材料的砌筑把好第一关。在墙体的砌筑中,应按不同材料的砌筑方法施工,如:填充墙顶一匹砖应采用斜砌法。严格控制断、裂、缺棱掉角材料的使用。砌筑中往往对砌筑砂浆不够重视,砂浆的流动性不稳定,强度忽高忽低;砌筑中砂浆厚度薄厚不均等都是容易诱发砌体产生裂缝的因素,特别是当填充墙砌块含水较大又砂浆稠度过大时,更容易产生砌体裂缝。例如:一个小区的十一层框架结构住宅楼,外墙外保温贴瓷砖。居民反映墙上有裂缝且楼内经常有动静(咔咔响),特别是夜间更甚。观察走访多栋楼,普遍存在外墙瓷砖开裂现象,山墙更为严重。究其原因是砌筑时砌体整体含水较大。这栋楼房当年施工又当年竣工,砌体完工后急于做外保温和贴瓷砖,墙体没有干燥过程,砌体整体的干燥收缩不仅使墙体开裂也破坏保温层,最后反映在瓷砖面层出现裂缝(见图5)。
另外,对开间过大的砌体,按规范规定应设置墙体构造柱;在墙体的特殊位置或砌块搭接长度不满足时,应在灰缝中增设拉结筋或金属网。还应该注意完工后对预留的施工墙洞口、窗洞口的修复,以此控制砌体开裂。
4.3 其他原因的裂缝
引起砌体产生裂缝的原因很复杂,其中不正确装修,也会导致墙体开裂。如:在完工的墙面上凿电线沟、新开洞口、削薄部分墙体、空心砌块墙面挂重物等。
因受震动影响,也会对房屋砌体造成破坏。如:修路时,混凝土平板振动器会使原有的路边建筑受到震动;大型重载车辆在一段时间连续通过,会使路边建筑受到震动。在上述情况下,一些年久建筑、浅地基平房都会因受到震波影响而出现墙体裂缝。这些裂缝在外墙和窗下墙较严重,基本为竖向裂缝(见图6)。
因受外来水淹泡,导致建筑产生沉降和冻胀而出现的墙体裂缝也屡见不鲜,这些裂缝形式往往数量多、竖向裂缝多、裂缝宽度大,裂缝完全贯穿并很有可能致建筑成为危房。
总之。导致砌体结构裂缝的原因非常多,也比较复杂。有时裂缝来自于单向因素,而许多情况下属多种原因共同作用。在鉴定中我们采用先了解外因,再勘察裂缝,找出原因。又根据设计图纸要求和规范规定确定裂缝程度。在勘察裂缝时要注意裂缝位置、方向、形状、长度、宽度和发展趋势。只要正确判断产生裂缝的原因,就能够准确地提供治理方案。
摘要:在建筑结构中砌体结构裂缝问题比较常见,通过司法鉴定总结出如何勘察裂缝状态,准确判断裂缝原因,为控制裂缝和修补裂缝提供前提条件。
关键词:建筑工程司法鉴定,砌体,裂缝,分析
参考文献
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[J].中国建筑工业出版社,1997.
[2]彭志源.建筑工程禁忌[J].安徽文化音像出版社,2003.
[3]束必清.砌体结构墙体变形裂缝成因及防治措施[J].砖瓦,2008.
[4]孙江.砌体结构裂缝控制措施之我见[J].现代企业教育,2008.
砌体结构裂缝分析论文 篇2
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。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多,建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。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。因为这涉及到新型墙体材料的顺利推广问题。
2.2 裂缝宽度的标准问题
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。我国到现在为止对外部构件(墙体)最危险的裂缝宽度尚未作过调查和评定。但根据德国资料,当裂缝宽度≤0.2mm时,对外部构件(墙体)的耐久性是不危险的。
? 对砌体结构来说,墙体的裂缝宽度多大是无害呢?这是个比较复杂的问题。因为它还涉及到可接受的美学方面的问题。它直接取决于观察人的目的和观察的距离。对钢筋砼结构,裂缝宽度>0.3mm,通常在美学上是不能接受的,这个概念也可用于配筋砌体。而对无筋砌体似乎应比配筋砌体的裂缝宽度标准放宽些。但是对于客户来讲二者是完全一样的。这实际上是直观判别裂缝宽度的安全标准。
3 现有控制裂缝的原则和措施
长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想,这些构想、措施有的已运用到工程实践中,一些措施也引入到《砌体规范》中,也收到了一定的效果,但总的来说,我国砌体结构裂缝仍较严重,纠其原因有以下几种。
3.1 设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施
长期以来住房公有制,人们对砌体结构的各种裂缝习以为常,设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用国家标准或标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。因为裂缝的危险仅为潜在的,尚无结构安问题,不涉及到责任问题。
3.2 我国《砌体规范》抗裂措施的局限性
我认为这是最为重要的原因。《砌体规范》GBJ3-88的抗裂措施主要有两条,一是第5.3.1条:对钢砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,可采取设置保温层或隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。未考虑我国幅原辽阔、不同地区的气候、温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。二是第5.3.2条:防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。从规范的温度伸缩缝的最大间距可见,它主要取决于屋盖或楼盖的类别和有无保温层,而与砌体的种类、材料和收缩性能等无直接关系。可见我国的伸缩缝的作用主要是防止因建筑过长在结构中出现竖向裂缝,它一般不能防止由于钢
砼屋盖的温度变形和砌体的干缩变形引起的墙体裂缝。
? 由此可见,《砌体规范》的抗裂措施,如温度区段限值,主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的,而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋,基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2~0.4mm/m,无筋砌体的温度区段不能越过10m;对配筋砌体也不能大于30m。在这方面,国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验,值得借鉴:一是在较长的墙上设置控制缝(变形缝),这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同,而是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形,又能隔声和防风雨,当需要承受平面外水平力时,可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多。如英国规范对粘土砖为10-15m,对砼砌块及硅酸盐砖一般不应大于6m;美国砼协会(ACI)规定,无筋砌体的最大控制缝间距为12-18m,配筋砌体控制缝间距不超过30m。二是在砌体中根据材料的干缩性能,配置一定数量的抗裂钢筋,其配筋率各国不尽相同,从0.03%~0.2%,或将砌体设计成配筋砌体,如美国配筋砌体的最小含钢率为0.07%,该配筋率又抗裂,又能保证砌体具有一定的延性。
? 关于在砌体内配置抗裂钢筋的数量(含钢率)和效果,是普遍比较关注的问题。因为它涉及到用钢量和造价的增幅问题。
4 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。它是对“防”、“放”、“抗”的具体体现。笔者认为这些措施可根据具体条件选择或综合应用。该措施已反映到我院为大庆油田砌块厂编制的《砼砌块建筑构造图集》中。
4.1 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
?4.1.1 屋盖上设置保温层或隔热层;
?4.1.2 在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;
?4.1.3 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;
?4.1.4 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。
4.2 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:
4.2.1 设置控制缝
?4.2.1.1 控制缝的设置位置
?(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之半设置竖向控制缝;
?(4) 在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;
?(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1-2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,但在该部位宜作成假缝,以控制可预料的裂缝;
?(7) 控制缝作成隐式,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、聚氨脂或硅树脂等填缝。
?4.2.1.2控制缝的间距
?1对有规则洞口外墙不大于6mm;
?2对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;
?3在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m;
4.2.2 设置灰缝钢筋
?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25,横筋间距不宜大于200mm;
?6 对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当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,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不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m;
?12设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。
4.2.3 在建筑物墙体中设置配筋带
?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2ф12,对250~300mm厚墙不应小于2ф16,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作成虚缝,以控制可预料的裂缝位置;
?9. 对地震设防裂度≥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. 设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m;
4.3 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。
参考文献
〔1〕肖亚明,砌体结构裂缝与控制问题研究综述,第三届全国工程学术会议论文集,1994
〔2〕苑振芳,砌体结构的局部配筋对裂缝控制和伸缩缝间距影响的讨论,《工程建议标准化》.2期
对砌体结构常见裂缝的分析与防治 篇3
杨晶
(黑龙江省八建建筑工程有限责任公司黑龙江哈尔滨150000)
【摘要】砌体结构是目前我国许多城镇多层住宅建筑广泛采用的主要结构形式,并在今后的一定时期内仍然使用。由于设计、施工以及建筑材料等多方面的原因,砌体结构会产生不同形式的裂缝。虽然说砌体结构建筑物的裂缝是不可避免的,却可采取有效措施,将其控制在一定的范围内。
【关键词】砌体结构;裂缝;危害
1.砌体结构产生裂缝的类型与原因
1.1 温度裂缝
温度裂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温度应力集中够大时,墙体就会产生温度裂缝,最常见的裂缝是门窗洞边的八字斜裂缝,平顶屋面下或屋顶圈梁下沿压灰缝的水平裂缝,以及水平包角裂缝。导致平屋顶处温度裂的主要原因是顶板的温度比其下面的墙体高得多,而顶板的线膨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,造成墙体产生早期裂缝。
1.2 干缩裂缝
烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,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,一般不用考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。对于砼砌块、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。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。如在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝。
1.3 其它裂缝
这些裂缝包括:混凝土构件变形导致的砌体裂缝,如当挑梁上填充墙、梁相继同步施工致使挠度过大,其上砌体产生内低外高斜裂及与外纵墙之间的竖缝等;砌体本身承载力不足如砖柱承载不足时在下部1/3高度处出现的竖缝;砌体构造要求不良如施工洞留置和拉结筋放置不当造成的洞边缝;施工质量差造成的缝,如砌体通缝,灰缝砂浆不饱满,含水率掌握不当,脚手眼设置不当,组砌不当等。
2.砌体裂缝的控制
2.1 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。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多,建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。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。因为这涉及到新型墙体材料的顺利推广问题。
2.2 裂缝宽度的标准问题
2.2.1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。
2.2.2对砌体结构来说,墙体的裂缝宽度多大是无害呢?这是个比较复杂的问题。因为它还涉及到可接受的美学方面的问题。它直接取决于观察人的目的和观察的距离。对钢筋砼结构,裂缝宽度>0.3mm,通常在美学上是不能接受的,这个概念也可用于配筋砌体。而对无筋砌体似乎应比配筋砌体的裂缝宽度标准放宽些。但是对于客户来讲二者是完全一样的。这实际上是直观判别裂缝宽度的安全标准。
3.现有控制裂缝的原则和措施
3.1长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性質及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想,这些构想、措施有的已运用到工程实践中,一些措施也引入到《砌体规范》中,也收到了一定的效果,但总的来说,我国砌体结构裂缝仍较严重,纠其原因有以下几种。
3.2 设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施长期以来住房公有制,人们对砌体结构的各种裂缝习以为常,设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用国家标准或标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。因为裂缝的危险仅为潜在的,尚无结构安全问题,不涉及到责任问题。
3.3《砌体规范》的抗裂措施,如温度区段限值,主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的,而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋,基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2~0.4mm/m,无筋砌体的温度区段不能越过10m;对配筋砌体也不能大于30m。
3.4墙体开裂比较严重时,墙体开裂比较严重,为了增加房屋的整体刚性,则可以在房屋墙体一侧或两侧增设钢筋混凝土圈梁。圈梁用的混凝土强度等级为C15~C20,截面至少120mm×180mm,配筋可采用4Φ10~4Φ14,钢筋Φ6@200~250,每隔1.5m~2.5m(应有牛腿或螺栓)锚固件等伸进墙内与墙拉结好,并承受圈梁自重。浇筑圈梁时应将墙面凿毛、润水,以加强粘结。
3.5砌体过梁裂缝
对砌体过梁的裂缝,可采取增设钢筋2Φ16,填补高强度砂浆(M10以上),或增加钢筋混凝土过梁的方法。
4.结语
砌体结构裂缝分析与处理 篇4
砌体出现裂缝是比较普遍的质量事故, 在房屋安全鉴定的实际工作中, 初始调查首要的就是检查房屋裂缝, 而且“危标”砌体构件十项危险点的评定中有七项涉及的是裂缝。砌体轻微细小的裂缝影响砌体的承载力、刚度和稳定性, 甚至引起倒塌, 在许多情况下裂缝的发生与发展往往是事故的前兆。因此有必要对砌体裂缝进行研究分析, 并采取合适的方法, 避免墙体开裂质量通病的继续扩大, 并对已有的裂缝进行加固补强。
2 砌块材质的问题
非承重轻质砌块容重轻, 用作非承重墙体时较粘土砖有较大的优越性, 但其收缩率比粘土砖大, 随着含水量的降低, 材料会产生较大的干缩变形, 另外砌块的抗剪强度只有粘土砖的50%。由于砌块自身的一些缺陷, 引起一些常见的裂缝, 例如在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝, 在一大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝, 另外在框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异出现的裂缝。
3 地基不场均匀沉降引起的裂缝
地基发生不均匀沉降后, 沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体产生相对位移, 从而使砌体中产生附加的拉力或剪力, 当这种附加的内力超过砌体的强度时, 砌体便产生裂缝。这种裂缝一般朝向沉降大的部位, 不会单独出现在房屋的顶层部位。
3.1 斜向沉降裂缝
该裂缝一般通过窗口对角, 主要由于地基不均匀沉降使墙体受到较大的剪力, 造成砌体受主拉应力作用而破坏。
3.2 坚向沉降裂缝
该裂缝一般产生在横墙承重结构的纵向墙体上, 或者底层窗间墙的窗台下, 这种裂缝往往上端大下端小, 造成这种裂缝的主要原因是由于墙的两端沉降大、中间沉降小。
3.3 水平沉降裂缝
该裂缝往往出现在每个窗间墙的上下两个对角处 (成对出现) , 沉降大的一边缝在下, 靠近窗口处裂缝宽度较大, 这是典型的剪切破坏;或者在底层基础与上部圈梁间墙体出现局部水平裂缝, 这是由于局部地基沉降引起的。
4 温度引起的裂缝
热胀冷缩是绝大部分物体的基本性能, 由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩, 或者砌体的伸缩受到约束时, 砌体就会开裂。比较普遍的是纵向较长建筑物的顶层两端内外纵墙上对称的斜裂缝 (一般出现在窗洞口) , 突出表现在对刚性平屋面、未设置变形逢和隔热层的房屋。
4.1 温度应力引起的斜裂缝
该裂缝主要出现在顶层两端和纵横墙连接处, 裂缝一般由顶层两端向中间逐渐升高, 呈对称状、如若两端有窗口, 则裂缝一般通过顶层窗口的两对角。
4.2 温度应力引起的竖向裂缝
该裂缝主要出现在靠近楼板处的局部墙体, 常见的在楼梯间休息平台与楼板间的墙体上, 由于砌体与混凝土两种材料的线膨胀系数不同所致。
4.3 温度应力引起的水平裂缝
该裂缝主要出现在檐口下或顶层窗口处, 由于屋结构受到升温作用, 使砌体产生弯曲拉应力而造成水平裂缝。
5 承载力不足引起的裂缝
砌体承载力不足, 则在荷载作用下, 将出现各种裂缝, 使房屋处在极不安全状态, 这种裂缝的出现, 很可能导致结构失效, 其主要表现在墙、柱等上的竖向裂缝, “危标”砌体构件危险点部分的裂缝, 主要是由于承载力不足造成的。
6 裂缝的处理
砌体裂缝的成因非常复杂, 单纯视觉的判断有时很难确认, 必须借助检测 (沉降、倾斜等) 数据进行分析。房屋安全鉴定的实际中, 在裂缝原因已经查清的基础上, 应采取有效措施对砌体进行加固补强。对于不危及安全的裂缝, 可用灌缝、封闭等方法;对于已构成危险点的裂缝, 则应进行加固。
当裂缝较细, 数量较多, 且已基本稳定, 可用以下方式进行补强:a.用灰浆泵将含有胶合材料的水泥砂浆或化学砂浆灌入内使之粘成整体;b.用纯水泥浆或环氧树脂灌浆;c.当裂缝宽度大于5mm时, 可用加筋填修补。
当裂缝因强度不足, 已构成危险时, 必须采取加固措施, 常用以下方式:a.砌体 (墙体、砖体) 承载力不足, 裂缝轻微, 可采用增大砌体截面积 (增大面积不是很大) 加固, 采取咬槎结合或钢筋连接方式, 原砌体面层必须剥去, 凿口后的粉尘必须冲洗干净并湿润。由于原砌体已经处于承载力状态, 后砌体应力滞后, 在原砌体达到极限应力状态时, 后砌砌体一般没有达到强度设计值, 加固后砌体承载力可用N≤Ф (f A+0.9f1A1) 进行计算 (f1, f-原砌体和扩大砌体抗压强度设计值, A1, A-原砌体和扩大砌体的截面面积) 。b.砖柱承载力不足, 采用外加钢筋混凝土加固, 外加钢筋混凝土可以是单面、双面或四周, 其承载力可按组合砌体计算, 但应考虑混凝土部分的强度折减, 对于原砌体可视损坏程度乘以降低系数 (0.7~0.9) 。c.以上两种方式比较耗时, 且混凝土需要养护, 而采用外包钢具有快捷、强度高等优构脆性破三江的特性, 较多的提高了结构的承载力。对于砌体开裂比较严重的, 可采用钢筋网水混砂浆层加固、增加圈梁和拉杆等其他方式。
值得注意的是, 加固砌体时, 应采取临时加固措施, 避免在加固过程中产生破坏。
7 结论
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。
摘要:砌体结构的安全鉴定主要是对既有的裂缝进行分析, 为房屋的修缮以及安全性提供依据, 通过对砌体裂缝的走向、深度、分布以及主要的处理方式等描述, 为鉴定报告损坏原因分析及处理意见提供参考。
关键词:砌体,裂缝,加固
参考文献
[1]建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002) .中华人民共和国建设部[S].北京:中国建筑工业出版社.[1]建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002) .中华人民共和国建设部[S].北京:中国建筑工业出版社.
[2]砌体结构设计规范 (GB50003-2001) .中华人民共和国建设部[S].北京:中国建筑工业出版社[2]砌体结构设计规范 (GB50003-2001) .中华人民共和国建设部[S].北京:中国建筑工业出版社
砌体结构裂缝分析论文 篇5
论文(设计)题目:砌体结构房屋产生裂缝的处理措施
班 级: 建筑工程技术1班
摘要
所谓的砌体结构是指墙、柱由块体和砂浆砌筑而成,这些墙、柱是建筑物主要去承受力的载荷的构件的结构。砌体结构房屋出现裂缝之后危害不言而喻,具体的主要是对房屋的结构的安全性以及使用功能造成影响。外墙、楼板和屋面结构裂缝会导致漏水,裂纹不但降低了美观性,还降低了房屋的整体稳定性和砌体结构房屋的抗震性能。砌体裂缝的产生导致墙体渗漏,有的危及结构安全,从外观上影响建筑物的美观,可见预防砌体裂缝的产生及正确处理修补裂缝是一个亟待解决的问题,必须引起业内人士的高度重视。所以当裂纹出现采取一定的处理措施是必要的。
关键词:砌体结构;裂缝;处理措施;
目 录
一、前言......................................................................................................................3 1.1砌体结构概述..........................................................3 1.2砌体结构发展现状......................................................3
二、裂缝对砌体结构的危害..........................................................................................4 2.1对结构安全性的危害....................................................5 2.2对房屋使用功能的影响..................................................6
三、砌体结构产生裂缝的原因.......................................................................................7 3.1温度裂缝..............................................................7 3.2地基沉降差异裂缝......................................................8 3.3受力裂缝..............................................................9 3.4干缩裂缝.............................................................12
四、砌体结构裂缝的处理办法.....................................................................................12 4.1预防措施.............................................................12 4.2出现裂缝后的处理措施.................................................13 4.3防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝...................................15
五、总结....................................................................................................................18 致谢..........................................................................................................................18 参考文献....................................................................................................................19
II
第1章 前 言
1.1砌体结构概述
砌体结构是指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。特点是整体性较差,抗拉和抗剪强度较低,比较容易产生裂缝。但砌体结构裂缝有一定原因和客观规律。通过对砌体结构裂缝和变形的分析,可以提出有针对性的预防和处理措施。
目前,裂缝是砌体结构质量中最主要也是最难处理的问题之一,当温度变化幅度较大时,温差将产生应力和变形,当应力和变一。据有关资料统计,几乎80%以上的裂缝是由于温度应力造形超过砌体的正常使用极限时,砌体便会产生裂缝。由于砌体结构采用材料的抗拉强度和抵抗变形的能力较般情况下不会直接引起建筑物的破坏,但会影响建筑物的正常使用,例如:墙体风化腐蚀、渗漏、抹灰层脱落和耐久性能的降低等,从而导致建筑物承载能力的降低、整体刚度的减小、抗震性能的降低等。因此,研究砌体结构温度应力下裂缝产生的原因及对温度应力实施预防是非常必要的。
1.2砌体结构的发展现状
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。多层砌体房屋由于组成的基本材料和连接方式决定了其脆性性质,变形能力小,经常出现裂缝,裂缝出现的时间因不同的建筑物而异,有的出现早,有的出现晚,但多发生在新建房屋的1年至3年内,缝宽不等,严重者形成贯穿性裂缝。砌体结构裂缝问题已经是一个普遍性的问题,砌体裂缝不仅种类繁多。形态各异而且较普遍,轻微者影响建筑物美观,造成渗漏水,严重者降低建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。因此,需要正确分析砌体结构裂缝产生的原因,采取有效措施减少砌体结构裂缝的产生。因此如何防治砌体结构裂缝已是工程技术人员不可忽视的重要课题。1错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。
第2章 裂缝对砌体结构的危害
砌体结构出现裂缝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。
2.1对砌体结构安全性的危害
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。
2.2对砌体结构使用功能的影响
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。
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。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多,建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。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。因为这涉及到新型墙体材料的顺利推广问题。2
第3章 砌体结构产生裂缝的原因
砌体结构的房屋的裂缝一般是单因素典型裂缝,而这种裂缝的形态与产生的原因有较强的对应关系。大致分为温度收缩裂缝、地基沉降差异裂缝、受力裂缝及干缩裂缝等类型。
3.1温度裂缝
砌体结构的房屋的裂缝一般多产生于房屋的顶层,特别是房屋两端的纵横墙体,裂缝沿屋顶圈梁与墙体交接面水平分布及墙体外角斜向分布,其次是门窗洞口45度斜向分布。这类裂缝的产生主要是结构温度收缩变形不协调所致。
(1)内外纵墙和根墙的“八”字形裂缝。这种裂缝多出现在每片墙体的端部,而且集中出现在门窗洞口的角部,呈“八”字形。当温度升高时,屋面板伸长比相应砖墙伸长大,使顶层墙体因屋面板的推力作用受拉和受剪。拉应力和剪应力的分布情况大体是:房屋平面中间为零,两端最大,因此墙体的两端部位大多出现“八”字形裂缝,屋面保温隔热层的质量越差,屋面板和墙体的相对位移越大,裂缝越明显。
(2)窗台出现水平裂缝、斜裂缝。当房屋的长高比较大,而且室内空间比较宽敞高大的房屋,顶层外墙常在窗台部位出现水平裂缝,窗口出现对角斜裂缝。当温度升高后屋面板伸长对墙产生水平推力,使窗台部位的墙体内侧向外扩展,外墙在水平推力作用下发生侧向弯曲而导致开裂。
(3)屋面板下面的外墙水平裂缝和外墙阳角的包角裂缝。这种裂缝出现在屋面板底部,顶层QL底部墙体,门过梁上部墙体,裂缝有时贯通墙厚。当升温时,屋面板对顶层QL及墙体产生推力,降温时,屋面板对墙体产生拉力,墙体抗拉强度不能抵抗水平剪力而导致墙体开裂。
3错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。(4)女儿墙裂缝。不少房屋女儿墙建成后发生侧向弯曲,女儿墙的根部和平屋顶面交接处墙体外凸或女儿墙外倾,造成女儿墙开裂,房屋的短边裂缝比长边明显。形成这种现象的主要原因是:钢筋砼屋盖和屋面的水泥砂浆面层,在气温升高后的伸长比砖墙大,砖墙相对阻止屋盖结构和水泥砂浆面层伸长,因此屋盖结构和砂浆面层对墙体产生推力导致女儿墙开裂。温差越大房屋越长,面层砂浆越密越厚,这种推力越大,墙体开裂就会越严重。
通常情况下,温度裂缝危害并不大,但对房屋的整体性、耐久性和外观影响较大,给住户产生一种不安全感,特别是对商品房销售影响较大,如遇到地震或水平荷载作用下有可能导致房屋破坏。因此,在设计中,应采取有效措施,防止温度裂缝产生。
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,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,而砼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。
3.2地基沉降差异裂缝
地基沉降差异是引起砌体结构建筑物裂缝的一个主要的因素。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,这类裂缝常伴有较大的地基不均匀下沉。裂缝位置多数出现在房屋下部,少数可发展到2-3层;对等高的长条形房屋,裂缝大多出现在两端附近;其他形状的房屋,裂缝都在沉降变4 化剧烈处附近;一般都出现在纵墙上,横墙上较少见。当地基性质突变时,也可能在房屋顶部出现裂缝,并向下延伸,严重时可贯穿房屋全高。裂缝形态特征较长见的是斜裂缝,通过门窗口的洞口处裂缝较宽;其次是竖向裂缝,不论是房屋上部,或窗台下,或贯穿房屋全高的裂缝,其形状一般是上宽下细;水平裂缝较少见,有的出现在窗角,靠窗口一端裂缝较宽;有的水平裂缝是地基局部塌陷而造成的,缝宽往往较大。裂缝出现的时间大多数在房屋建成后不久,也有少数工程在施工期间明显开裂,严重的不能竣工。裂缝的发展变化随地基变形和时间增长增长裂缝加大加多。一般在地基变形稳定后裂缝不再变化,极个别的地基产生剪切破坏,裂缝发展导致建筑物倒塌。建筑物特征往往是房屋长而不高,且地基变形量大;房屋刚度差;房屋高度或荷载差异大,又不设沉降缝;地基浸水或软土地基中地下水位降低;在房屋周围开挖土方或大量堆载;在已有建筑物附近新建高大建筑物。建筑物的变形用精确的测量手段测出沉降曲线,在该曲线曲率较大处出现的裂缝,可能是沉降裂缝。
3.3受力裂缝
受力裂缝多出现在抗震设防区的建筑物上,虽然有圈梁构造柱、钢筋混凝土现浇板等整体连接,但这也不能完全保证不出现裂缝。比如发生在房屋底层窗台处的竖向裂缝,多数是由于纵墙开窗较大,地基受荷载后变形不均匀,窗台墙起到反梁的作用而引起的。在钢筋混凝土条形基础中,基础内一般均未设置基础梁,仅靠圈梁、构造柱等来加强建筑物的整体刚度,当地基受荷载较大时,窗台墙因反向变形过大而开裂。
有些受力裂缝是由于地基沉降不均匀和温度的双重因素形成应力而产生的,我们把这种情形也归为受力裂缝。比如钢筋混凝土现浇板跨中裂缝,如果地基不均匀沉降,将使钢筋混凝土现浇板单边下沉而其他边又受到支座的约束,这样会导致在混凝土现浇板内部产生拉应力,而且,跨中多是施工缝的留置处,按照规范的要求:施工缝的位置宜留在结构受剪力较小且便于施工的部位。所以,板在其他支座的约束下,由于混凝土内部的拉应力的作用,加上混凝土现浇板受温差作用的影响,混凝土内部产生的拉应力在周围支座的约束下,要求在现浇板的最薄弱位置释放能量,于是在板跨中产生裂缝。裂缝位置多数出现在砌体应力较大部位,在多层建筑中,底层较多见,但5错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。其它各层也可能发生。轴心受压柱的裂缝往往在柱下部1/3高度附近,出现在柱上下端的较少。梁或梁垫下砌体裂缝大多数是局部承压强度不足而造成的。裂缝形态特征是受压构件裂缝方向与应力一致,裂缝中间宽两端细;受拉裂缝与应力垂直,较长见的是沿灰缝开裂;受弯裂缝在构件的受拉区外边缘较宽,受压区不明显,多数沿灰缝开展,砖砌平拱在弯矩和剪力共同作用下可能产生斜裂缝;受剪裂缝与剪力方向一致。裂缝出现的时间大多数发生在荷载突然增加,例如大梁拆除支撑;水池、筒仓启用等。裂缝的发展变化受压构件开始出现断续的细裂缝,随荷载或作用时间的增加,裂缝贯通,宽度加大而导致破坏。其它荷载裂缝可随荷载增减而变化。此类裂缝往往出现在结构构件受力较大或截面严重削弱的部位;超载或产生附加内力的部位,如受压构件中产生附加弯矩等。建筑物的变形往往与横向或竖向变形无明显关系。
3.4干缩裂缝
砌体结构中的混凝土相对于其他结构更容易产生干缩裂缝。因为在砌体结构当中,混凝土在空气中硬化时,其中的水分更容易逐渐蒸发,使毛细孔中形成负压,随着空气湿度的降低,负压逐渐增大,产生收缩力,当收缩受限制产生的拉应力超过其本身的抗拉强度时混凝土就会开裂而产生干缩裂缝。此类裂缝,无方向性,裂缝较细为0.1mm~0.3mm。平常我们看到的有些面层空鼓的斜裂缝,往往也是由于墙体面层空鼓、水泥干缩引起的。阳台栏板与砖砌体接槎处裂缝多由于混凝土二次浇筑引起。施工时未能在构造柱上留出钢筋进行搭接和焊接,导致钢筋混凝土栏板由于温度变化而使混凝土产生收缩,形成裂缝。
烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,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。但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。对于砌块、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。如砼砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。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。6 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。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;在建筑底部一至二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。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝;空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙体裂缝,这种情况一般外墙裂缝较内墙严重。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。7错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。
第4章 砌体结构裂缝的处理方法
4.1预防措施
(1)首先要作好地基处理,严格控制地基不均匀沉降,尤其对松软土、填土及湿陷性黄土地基进行必要的夯实和加固处理,避免地基浸水引起不均匀沉降。
(2)严格按规范规定在适当的位置设置沉降缝,尽量减小地基的不均匀沉降差,在抗震区适当设置基础梁,合理设置伸缩缝,最大间距不超过50米。
(3)砌体结构现浇混凝土构件浇筑后,在其上覆盖塑料薄膜和草包或油布,以加强混凝土的保湿、保温养护。
(4)合理组织施工,在混凝土制作的过程中在下料、搅拌、浇注、振捣等环节严格进行过程控制。改善水泥性能,合理减少水泥用量,降低水灰比,要严格控制混凝土单位用水量在170kg/m3以下,水灰比在0.6以下,选用良好的粗、细骨料和合适的坍落度。
(5)屋盖上设置保温层或隔热层;以减少钢筋混凝土屋盖的温度,达到减少屋盖温度变形总量,减轻板(梁)、墙交接面变形裂缝灾害的目的。目前较多的做法是将屋面由平顶改成坡顶,并从建筑功能考虑,充分利用坡顶层,提高使用率,减少建设单位或开发商成本。
(6)改进施工工艺与施工技术,组砌按规范接槎,砌筑砂浆必须饱满,加强墙体的整体性。顶层砌体及女儿墙砌筑砂浆强度等级不低于M5.(7)顶层砌体门、窗洞口加小构造柱、小圈梁,与建筑物构造柱、圈梁连接为整体,以改善应力集中现象,以强度、变形性能优于砌体的钢筋混凝土构件抵抗温度应力,减轻顶层端部门窗洞口开裂现象。
4.2出现裂缝后的处理措施(1)嵌缝填补法。将裂缝两侧抹灰凿掉,并清理干净,采用M10聚合水泥砂浆,(掺入107胶),用勾缝刀、抹子、刮刀等工具将砂浆填入缝内,然后重新抹灰,经过一段时间后,填严的裂缝还会开裂,但一般要比原来小许多,可用白胶泥填补,最终可以从外观上消除裂缝。此法对微型小裂缝最适宜。
(2)在墙体单侧或两侧加钢筋网加固法。先将墙体的抹灰铲去,刷洗干净,用U形钢筋按一定的间距钉入砖缝,以固定钢筋网,再用M10水泥砂浆分层抹平。这种方法通常用于对裂缝大于1mm的贯通裂缝的处理。
(3)剔缝埋入钢筋法。在裂缝处每隔5皮砖剔开一道砖缝,每边长50cm,深5cm,各埋入1φ6钢筋,钢筋端部加直钩,钩子深入砖墙裂缝中,用M10水泥砂浆灌缝。采用此法应注意不要在墙体的两侧剔同一条缝,且必须在加固好一面、砂浆达到一定强度后再处理另一面,防止因扰动而降低砂浆强度,另应注意浇水养护。
(4)钢筋混凝土联结法。在裂缝处,每隔8~10皮砖,抽砖嵌入预制钢筋混凝土块,四周要清扫干净,润水以M10水泥砂浆砌筑,保证四周密实且按原砖墙砌法及裂缝走向而定,混凝土标号C15,内配φ4钢筋,其他部位以M10水泥砂浆填补密实。
(5)加设拉条法。沿裂缝每隔5皮砖钻孔4个,分别埋入φ10螺栓和φ6 S形钢筋拉杆将裂缝两侧螺栓焊接,然后以M10水泥砂浆将砖洞及裂缝补抹。
(6)拆砖重砌法。裂缝处拆除50~100cm长砖墙,用比原设计标号高一级且不低于M5的砂浆重新按原砌体走向进行砌筑,新老砌体结合密实。处理时要注意拆除一处修补一处并注意安全。
(7)对温度裂缝,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。鉴定裂缝是否稳定方法:可在裂缝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。
(8)当细小裂缝不影响使用时可不修补,当裂缝造成墙面渗水,可采用嵌补密封胶或水泥浆处理。
(9)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9错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。体两侧用4Ф6@200或Ф6@500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。
(10)为减少温差产生的温度应力对上部墙体的不利影响,除设计中在顶层采用红砖墙体外,建议加强上部墙体砌筑,用砂浆不得低于M5.为减少砌块材料自身变形对墙体的不利影响,根据工程具体情况,在设计中应适当缩短间距;在施工中应特别注意伸缩处有质量控制,及时清理建筑垃圾,改进施工工艺,保证伸缩缝的空隙满足设计要求,伸缩缝在立面和屋面处时必须自由伸缩。
(11)为防止下部墙体窗台开裂,在设计中对门窗洞口的开设大小应作适当控制或采取相应措施,对窗洞较大的建筑,建议在窗台处设现浇钢砼板带;基础设计时应按规范要求设置钢筋地圈梁。为减少因变形而导致应力集中对建筑物的不利影响,设计中应考虑对门窗口的两侧的砌块全部灌实一孔与门窗上的过梁或圈梁以及洞底窗台板组成砼套框。在平面布置时应力求建筑物刚度均匀、体型简洁。
(12)严格控制原材料质量,除目前加强对砼心砌块主规格进行检测外,还应对辅助规格的砌块进行检测。施工中注意砌筑砂浆的配合比,不得用水泥砂浆代替混合砂浆。保证粉刷砂浆强度,防止粉刷层空裂和到补强墙体的目的。砌块砌筑时应对孔错缝砌筑,其搭接长度不得少于90MM,达不到此要求者,应在灰缝中设置拉结筋。
(13)合理组织施工,避免盲目压工期,抢工期,过早上荷载,预防墙体早期破坏。对已出现的墙体裂缝,可根据裂缝形状、部位、大小、区别对待。可采用灌浆,双面巾钢丝网用高强度砂浆刷,及压力灌浆补缝隙法等到各种措施进行处理。
4.3防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝
4.3.1设置控制缝
4.3.1.1 控制缝的设置位置
(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之半设置竖向控制缝;(4)在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;
(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10 房屋,可仅在建筑物1-2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,但在该部位宜作成假缝,以控制可预料的裂缝;
(7)控制缝作成隐式,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、聚氨脂或硅树脂等填缝。
4.3.1.2控制缝的间距
(1)对有规则洞口外墙不大于6mm;(2)对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;
(3)在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m;
4.3.2 设置灰缝钢筋
(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25,横筋间距不宜大于200mm;
(6)对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)当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,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)不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m;
11错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。(12)设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。
4.3.3 在建筑物墙体中设置配筋带
(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,也不小于800mm;
(5)配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2ф12,对250~300mm厚墙不应小于2ф16,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作成虚缝,以控制可预料的裂缝位置;
(9)对地震设防裂度≥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)设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m;
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。
总
结
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。砌体结构中墙体的温度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,温度裂缝是可以控制的。13错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。
参考文献
[1]王铁擎。建筑枷的裂缝控制,上海:上海科学技术出版社,1993.[2]谢征勋。混结构温度应力实用计算方法,建筑结构,1987.2 [3]肖亚明,砌体结构裂缝与控制问题研究综述,第三届全国工程学术会议论文集,1994 [4]苑振芳,砌体结构的局部配筋对裂缝控制和伸缩缝间距影响的讨论,《工程建议标准化》1996.2 [5]配置灰缝钢筋砌体的裂缝控制,第10届国际砌体会议论文集,1994.P719 14
致
谢
本论文从课题的选择到最终的完成,闫晶晶老师始终都给予我细心的指导和不懈的支持。这段时间闫老师不仅在课题论文上给我以精心的指导,同时还在思想上、生活上给我以无微不至的关怀。他严谨的治学态度,精益求精的工作作风,深深的感染和激励着我。在此谨向闫老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
砌体结构裂缝分析论文 篇6
【关键词】砌体结构;裂缝产生原因;防治措施;使用寿命
0.绪言
我们可以看到当前有许多砌体结构很容易出现了墙体开裂的现象,分析原因有许多种,主要是因为长期变形负载作用而引发的,例如建筑材料的迅速收缩与膨胀,建筑地基的不稳固,不均匀下沉、温度等,并且也有砌体的多种原因,例如建筑施工过程中出现不科学方法,建筑材料质量相对不合格,设计过程中方法不合理等方面都会引起砌体结构产生裂缝。
1.砌体结构裂缝产生原因分析
我们说产生砌体结构裂缝的原因有多种,而其中最为主要的原因有如下几方面:
首先,由于地基变形而引起的裂缝现象。我们说建筑地基由于不均匀沉降使得建筑墙体在挠曲的巨大作用下而产生了剪切过程,因此导致主拉应力较大而产生出开裂现象。这种现象经常出现在一些建筑的最底层,具体表现在建筑物顶部的纵墙窗角与和内纵墙上出现的斜裂缝,最为严重的发展到了二、三层,在最底层出现的最宽,随着层数增加而减少,尤其最为严重的是在建筑物的穿窗角亦或是在内纵墙上的斜穿一层。
其次,干缩裂缝现象。我们说烧结粘土砖,其中包括有其他材料而烧制成的烧结品,会由于干缩变形而变得很小,并且变形现象十分快速,我们只要不使用刚出砖窑的砖块,一般不会去考虑到砌体结构自身干缩变形而产生出的附加应力。但是在潮湿的环境下,很容易产生较大的膨胀力,并且这种膨胀力是一种难以改变的变形。我们说这种干缩变形过程在最开始的时候发展比较快,例如在砖块出砖窑之后要放置了28d才能刚刚完成了50%左右的砖块干缩变形,之后速度逐渐变慢了,在几年之后才能够使得材料停止干缩。然而在干缩之后的砖块烧制材料在受到潮湿环境影响下,依旧会产生膨胀现象,在脱水之后烧制材料就会再一次产生出干缩变形现象,但是比前面的干缩率会有所降低,大概是第一次干缩率的80%左右。而这种干缩变形现象在建筑砌体中经常出现,程度也相对较为严重。例如我们可以看到许多房屋外部出现的倒八字的裂缝,在房梁下面出现的一些水平缝隙与水平包角裂缝等。
第三,由于温度变化而产生出来的变形裂缝现象。我们说外界环境的温度变化很容易引起建筑材料的热胀冷缩现象,尤其在约束的条件下而让温度变形引起的环境温度应力较大的时候,建筑墙体就会出现了温度缝隙。我们经常可以看到的温度裂缝就是在由混凝土为材料建筑的平房的两侧墙体上,诸如门窗周围出现的一些正八字斜裂缝,并且在女儿墙中出现的一些水平包角裂缝。而产生这些建筑物温度裂缝的根本原因在于,屋顶的温度比其他的墙体温度较高,然而建筑物的混凝土顶板的线的整体膨胀系数却比建筑物的砌砖整体大很多,因此房屋的顶板与墙体之间会形成变形差,并且会在建筑墙体中产生了较大的拉力与剪力。然而这种剪应力在房屋墙体内出现了两端较大,中间较小,顶层较大,下部较小的力量。我们说墙体温度裂缝是形成建筑墙体早期产生裂缝的重要原因,而这些裂缝通常在经过一年之后才会逐渐具有稳定性,之后不会再继续发展下去,而裂缝自身的宽度也会随着环境温度变化而不断变化。
2.砌体裂缝的控制措施
首先,设置变形缝。我们说的变形缝,在一些国家地区也被称作为控制缝或者伸缩缝等。诸多建筑物中被人们设置了变形缝,是诸多地区国家主要使用的预防控制的措施,也是最为行之有效的方法。我们说这种方法能够对一些可能出现变形的地方进行调节,将结构变形控制区域设定在一定范围内,假如出现了裂缝,就可以让墙体的裂缝出现在事先设计好的变形缝隙中,而不能在建筑物中出现一些不规则的裂缝。我们可以根据不同种类的功能缝隙分成:伸缩缝、收缩缝或者是滑动缝等。
其次,建筑物局部配筋。因为砌体具有的抗拉抗剪强度十分低,那么我们能够借助墙体内部配置能力与竖向钢筋来实现增强砌体的目标。但是需要我们注意的是,在墙体局部的配筋作用并不是专门为了避免砌体出现了裂缝,只不过是为了放逐产生出明显的一些环境温度收缩裂缝,这是由于只有当墙体砌体产生裂缝的时候,在墙灰的缝隙中的钢筋们才能够起到自身的重要作用,能够起到传递力量的作用,从而减少了墙体裂缝的宽度,能够让砌体上产生的裂缝变得更加细小而分散,不容易被人们察觉。
3.结语
我们说砌体产生裂缝是一种经常出现的现象,而它的出现不但降低建筑群体的外观形象美观,并且很容易影响到建筑物的使用寿命,降低了它们的承载能力,直接为我们日常生产与生活带来了较大危险与隐患,因此我们需要对这些砌体裂缝地方进行认真细致严谨,要区别来看待,选择科学合理的途径来进行处理,并且在实际施工过程中通过多种有效地方式来防止这些裂缝现象的出现与延伸,进而保证公共建筑物与结构的稳固、安全。
【参考文献】
[1]李运华,王永锋.浅谈砌体结构裂缝的原因及预防措施[J].黑龙江科技信息,2009,(28).
[2]王琛,李静.我国砌体结构的发展现状与方向[J].河南建材,2009,(04).
[3]孙振鹏,曹震.浅谈砌体结构的加固方法[J].黑龙江科技信息,2009,(26).
砌体结构常见裂缝的分析与防治 篇7
但是由于砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能较差, 并且由于设计、施工以及建筑材料等多方面原因引发的砌体结构的质量事故也较多, 其中砌体出现的裂缝是非常普通的质量事故之一。砌体中出现的裂缝不仅影响建筑物的美观, 而且还造成房屋渗漏, 甚至影响到建筑物的结构强度、刚度、稳定性和耐久性。
引起砌体结构墙体裂缝的因数很多, 大体上有地基的不均匀沉降, 收缩和温度的变化, 设计上对房屋的构造处理不当, 施工质量不合格、使用的建筑材料不合格等。下面分别探讨砌体结构裂缝产生的原因及防治措施。
1 地基不均匀沉降引起的裂缝
当地基发生不均匀沉降后, 沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体会产生相位移, 从而使砌体中产生附加的拉力或剪力, 当这种附加内力超过砌体的强度时, 砌体中便产生相对裂缝。这种裂缝一般都是斜向的, 且多发生在门窗口上下, 这种裂缝的特点是:裂缝一般呈倾斜状, 说明系因砌体主拉应力过大而使墙体开裂;裂缝较多出现在纵墙上, 较少出现在横墙上, 说明纵墙的抗弯刚度相对较少;在房屋空间刚度被削弱的部位, 裂缝比较集中;
为防止地基不均匀沉降在墙体上产生的各种裂缝而采取的措施有;
合理设置沉降缝将房屋划分成若干个刚度较好的单元, 或将沉降不同的部分隔一定距离, 其间可设置能自由沉降的悬挑结构。
合理地布置承重墙体, 应尽量将纵墙拉通, 尽量做到不转折或少转折。避免在中间或某些部位断开, 使它能起到调整不均匀沉降的作用。同时每隔一定距离设置一道横墙, 与内外纵墙连接, 以加强房屋的空间刚度, 进一步调整沿纵墙的均匀沉降。
加强上部结构的刚度和整体性, 提高墙体的稳定性和整体刚度, 减少建筑物端部的门、窗洞口, 设置钢筋砼圈梁, 尤其是要加强地圈梁的刚度。
加强对地基的检测, 发现有不良地基应及时妥善处理, 然后才能进行地基施工。
房屋体形应力求简单, 横墙间距不宜过大。合理安排施工顺序, 宜先施工荷载重单元, 后施工荷载轻单元。
2 收缩和温度变化引起的裂缝
2.1 热胀冷缩是绝大多数物体的基本物理性能, 砌体也怒例外。
由于屋盖系统温度变化会使砖墙产生裂缝, 由于温度变化不均匀使砌体因不均匀收缩产生裂缝, 或由于钢筋砼圈梁与砖墙伸缩量不同也会产生裂缝。
屋盖系统温度变化时使墙体产生的裂缝。这类型裂缝较典型和普通的是建筑物 (特别是纵向较长的) 顶层两端内外纵墙上的斜裂缝, 其中形状呈“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, 严重者会发展重房屋两端1/3纵长范围内, 并由顶层向下几层发展。此类裂缝对那种刚性屋面的平屋顶, 未设变形缝、隔热层的房物就更易发生。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。一般来说, 在阳光照射, 屋面板温度可高达60-70度, 而其下的砌体仅为30-35度, 温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身的抵抗力的50%-300%不等。在加上房屋两端为自由端, 水平约束力小, 上部砌体垂直压力较小。如无相应措施, 则会使下部砌体出现正“八”字裂缝, 当冷缩时, 就会出现倒“八”字缝, 一胀一缩则易出现“X”裂缝。
由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩产生的裂缝。由于房屋过长, 室内外温差过大, 因钢筋混凝土楼盖和墙体温度变形的差异, 有可能使外纵墙在门窗洞口附近或楼梯间等薄弱部位发生断裂, 形成内外贯通的周圈裂缝。另外。当房屋空间高大时, 墙体因受弯在截面薄弱处 (如窗间墙) 会出现水平裂缝。
由于钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同产生裂缝。当材料随时间发生收缩变形和自然界温度发生变化时, 由于钢筋混凝土和墙体材料收缩系数和线膨胀系数的不同, 会在房屋的墙体及楼盖结构中引起因约束变形而产生的附加应力, 当这种附加应力过大会在墙体上产生局部竖向裂缝。
2.2 防止收缩和温度变化引起裂缝的主要措施有
在墙体中设置伸缩缝。将过长的房屋伸缩缝应设在温度和收缩变形可能引起应力集中, 砌体产生裂缝可能性最大的地方。
屋面设保温层。屋面的保温隔热层或刚性面层及砂浆找平层应设分隔缝, 分隔缝的间距不宜大于6mm, 并与女儿墙隔开, 其宽度不小于30mm, 屋面施工宜避开高温季节。
楼 (屋) 面板下设置现浇板钢筋混凝土圈梁, 并沿内外墙拉通, 房屋两端圈梁下的墙体宜适当设置水平钢筋。
遇有较长的现浇屋面混凝土挑檐、圈梁时, 可分段施工, 预留伸缩缝, 以避免砼伸缩的墙体的不良影响。
3 设计上对房屋的设计和构造处理不当而引起的裂缝
有一些砌体结构的房屋设计是套用图纸, 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, 但忽略了墙体高度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败。
预防措施
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, 大梁下砌体要设垫块并进行验算, 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。
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, 必要时要进行结构加固。
4 施工质量不合格、使用材料不合格而引起裂缝
当施工质量出现问题, 砂浆稠度过大, 吸水干后干缩, 砂浆不饱满或砂浆稠度不够时, 会在平拱砖过梁处产生沿砖缝斜向的裂缝。
砖的质量不合格, 砂浆强度不够, 这些都会造成整个砌体整体强度不够, 而造成砂浆强度偏低的原因是使用了不合格的水泥, 施工配合比不准确, 施工时不湿润砖等。当砌体质量较差, 砌体灰缝不饱满也会影响到砌体的强度。而这些都可能在砌体结构中产生裂缝。
预防措施:提高质量, 保证结构所使用的材料, 严格按照施工工艺进行施工。
砌体结构常见裂缝的分析与防治 篇8
引起砌体结构墙体裂缝的因素很多, 大体上有地基的不均匀沉降, 收缩和温度的变化, 设计上对房屋的构造处理不当, 施工质量不合格、使用的建筑材料不合格等。
1 地基不均匀沉降引起的裂缝:这类裂缝主要发生在砖混结构中, 框架结构中不明显。
1.1 裂缝分析
房屋的全部荷载最终通过基础传给地基, 而地基在荷载作用下, 其应力是随深度而扩散, 深度大, 扩散愈大, 应力愈小;在同一深处, 也总是中间最大, 向两端逐渐减小。也正是由于地壤这种应力的扩散作用, 即使地基地层非常均匀, 房屋地基应力分布仍然是不均匀的, 从而使房屋地基产生不均匀沉降, 即房屋中部沉降多, 两端沉降少, 形成微向下凹的盆状曲面的沉降分布, 使墙体发生外加变形, 而产生附加应力。当这些附加应力超过砌体的抗拉强度时, 墙体就会出现裂缝。
1.2 裂缝形态
1.2.1 八字形裂缝。
当砌体中间部分沉降过大, 两边沉降过小时“盆形沉降曲面”, 在砌体结构的顶层墙体上和底下几层墙体上比较容易发生一些斜向裂缝, 通常位于窗的上、下对角线上, 成45°斜向发展, 左右对称而形成八字形裂缝。裂缝往往是由沉降小的一边向沉降大的一边逐渐向上发展。
当砌体两边部分沉降过大, 中间沉降过小时, 在砌体结构的顶层墙体上和底下几层墙体上比较容易发生一些斜向裂缝, 通常位于窗的上、下对角线上, 成135°斜向发展, 左右对称而形成倒八字形裂缝。
1.2.2 斜向裂缝。
当砌体高差较大时, 荷载严重不均匀, 在房屋的高低变化部分容易产生较大的沉降差, 导致在刚性相对较小的房屋墙体上产生裂缝。
2 温度变化引起的裂缝
2.1 裂缝分析
裂缝产生主要原因是砌体结构材料所受的温度不同产生引起不同的变形和不同的材料的收缩系数不同。
2.2 产生原因
2.2.1 温差和膨胀系数。
太阳照射下, 水平的屋盖与坚直的墙体, 所接受的太阳辐射是不一样的。两者之间存在的温差。房屋的屋盖一般采用钢筋混凝土材料, 墙体是采用砖或砌块。这两者的温度线性膨胀系数相差比较大。所以在相同温差下, 混凝土构件的变形比砖墙的变形大1~2倍。因而钢筋混凝土引起的变形差值比砌体大得多。2.2.2砌体材料的抗裂性能差。砌体的抗拉强度比较低, 各类砌体的抗拉强度最低为0.04Mpa, 最高的达到0.33 Mpa。 (混凝土的抗拉强度0.91~1.89 Mpa) 。当不协调的温度变形使得墙体中的主拉应力超过砌体的抗拉强度时, 就会在墙体中产生裂缝。所以砌体墙很容易发生开裂。
2.3 裂缝形态
房屋的屋盖和墙体受到的幅射程度不同引起的:
2.3.1 这种裂缝主要包角裂缝和沿纵向的水平裂缝。
包角裂缝出现在房屋外墙的端角部, 水平纵向裂缝发生在屋盖的底部附近或顶层圈梁底部附近, 以及女儿墙根部和屋盖交界处。裂缝深度有时贯通墙厚。产生这种现象的主要原因是, 气温升高后, 混凝土屋盖沿长度方向变形比砖墙大, 砖阻止这种伸长, 因此混凝土对砖墙砌体产生外推力。温度愈高, 房屋长度愈长, 这种外推力就愈大, 裂缝就愈严重。2.3.2八字形裂缝。裂缝分布在房屋墙面的两端, 或在门窗洞口的内上角和外下角, 呈八字形。气温升高后, 屋盖伸长比砖墙大, 使顶层砖墙受拉、受剪, 当主拉应力超过墙体的抗拉强度, 就出现了正八字裂缝。拉应力分布大体是墙体中间为零两端最大。因此八字缝多发生在墙体两端附近。裂缝分布在房屋墙面的两端, 或在门窗洞口的内下角和外上角, 呈倒八字形。气温降低时, 屋顶板收缩比砖墙大, 墙体阻止钢筋混凝土屋盖收缩, 从而在墙体内产生向内的拉力, 当拉应力超过墙体的抗拉强度就出现了倒八字裂缝。2.3.3垂直裂缝。在墙体中间出现垂直裂缝, 有时贯通, 有时是局部的。砌体房屋墙体很长时, 由于降温和砌体干缩, 在墙体上产生较大的拉应力使墙体开裂, 而且可能使楼盖裂通。如果说房屋有错层, 错层处墙体阻止楼盖的缩短, 也会出现局部的垂直裂缝。
3 砌体结构墙体裂缝采取的错施
3.1 地基不均匀沉降引起的裂缝采取的措施有:
3.1.1 合理设置沉降缝将房屋划分成若干个
刚度较好的单元, 或将沉降不同的部分隔开一定距离, 其间可设置能自由沉降的悬挑结构。3.1.2合理地布置承重墙体, 应尽量将纵墙拉通, 尽量做到不转折或少转折。避免在中间或某些部位断开, 使它能起到调整不均匀沉降的作用, 同时每隔一定距离设置一道横墙, 与内外纵墙连接, 以加强房屋的空间刚度, 进一步调整沿纵向的不均匀沉降。3.1.3加强上部结构的刚度和整体性, 提高墙体的稳定性和整体刚度, 减少建筑物端部的门、窗洞口, 设置钢筋混凝土圈梁, 尤其是要加强地圈梁的刚度。3.1.4加强对地基的检测, 发现有不良地基应及时妥善处理, 然后才能进行基础施工。3.1.5房屋体形应力求简单, 横墙间距不宜过大。3.1.6合理安排施工顺序, 宜先建较重单元, 后建较轻单元。
3.2 防止收缩和温度变化引起裂缝的主要措施有:
3.2.1 在墙体中设置伸缩缝。
将过长的房屋伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。3.2.2屋面设保温隔热层。屋面的保温隔热层或刚性面层及砂浆找平层应设分隔缝, 分隔缝的间距不宜大于6m, 并与女儿墙隔开, 其缝宽不小于30mm, 屋面施工宜避开高温季节。3.2.3楼 (屋) 面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁, 并沿内外墙拉通, 房屋两端圈梁下的墙体宜适当设置水平钢筋。3.2.4遇有较长的现浇屋面混凝土挑檐、圈梁时, 可分段施工, 预留伸缩缝, 以避免砼伸缩对墙体的不良影响。
3.3 设计上对房屋的设计和构造深度处理不当而引起的裂缝预防措施:
3.3.1 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;大梁下砌体要设垫块并进行验算;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。3.3.2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。
3.4 施工质量不合格、使用材料不合格而引起的裂缝的预防措施:
提高施工质量, 保证结构所使用的材料, 严格按照施工工艺进行施工。
3.5 砌体干缩变形引起的裂缝宜采取的防治措施:
3.5.1 在屋盖的适当部位设置控制缝, 控制缝的间距不大于30m。
3.5.2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;3.5.3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。
4 结论
砌体结构裂缝分析论文 篇9
砌体结构出现裂缝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。
二、裂缝的类型及其产生的原因分析
砌体结构的房屋的裂缝一般是单因素典型裂缝, 而这种裂缝的形态与产生的原因有较强的对应关系。大致分为温度收缩裂缝、地基沉降差异裂缝、受力裂缝及干缩裂缝等几种类型。
1. 温度裂缝
砌体结构的房屋的裂缝一般多产生于房屋的顶层, 特别是房屋两端的纵横墙体, 裂缝沿屋顶圈梁与墙体交接面水平分布及墙体外角斜向分布, 其次是门窗洞口45度斜向分布。这类裂缝的产生主要是结构温度收缩变形不协调所致。
有些温度裂缝的形成是由于温差太大的原因, 例如, 西气东输西段工程的阀室和站场建成后发现, 在很多房屋的圈梁处出现了水平裂缝, 严重的呈连续状。通过现场实地认真的勘察, 发现除了以上裂缝外, 其他地方均没有异常情况, 排除了地基沉降的原因, 大家一致认为这是由于温度引起的温度裂缝。因为西气东输西段工程的阀室和站场大多处于位于亚洲大陆腹地, 远离海洋, 近沙漠, 有些直接位于砾漠 (戈壁滩) 区, 属大陆干旱气侯区。这些地方具有日照长, 太阳辐射强, 气温低, 昼夜温差大, 夏季受阳光直射时间较长, 温度可达40℃左右, 而温度极端最低值也可达-40℃。所以这些地方气温变化很大, 我们知道混凝土的线膨胀系数 (10X10-6米/℃) 远大于砖墙的线膨胀系数 (5X10-6米/℃) , 这样使得两者的温度变形差别很大, 因此在圈梁和砖墙接触处产生一个剪应力使砖墙处于受剪及受拉状态而出现裂缝。
2. 地基沉降差异裂缝
地基沉降差异是引起砌体结构建筑物裂缝的一个主要的因素。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, 这类裂缝常伴有较大的地基不均匀下沉。
3. 受力裂缝
受力裂缝多出现在抗震设防区的建筑物上, 虽然有圈梁构造柱、钢筋混凝土现浇板等整体连接, 但这也不能完全保证不出现裂缝。比如发生在房屋底层窗台处的竖向裂缝, 多数是由于纵墙开窗较大, 地基受荷载后变形不均匀, 窗台墙起到反梁的作用而引起的。在钢筋混凝土条形基础中, 基础内一般均未设置基础梁, 仅靠圈梁、构造柱等来加强建筑物的整体刚度, 当地基受荷载较大时, 窗台墙因反向变形过大而开裂。
有些受力裂缝是由于地基沉降不均匀和温度的双重因素形成应力而产生的, 我们把这种情形也归为受力裂缝。比如钢筋混凝土现浇板跨中裂缝, 如果地基不均匀沉降, 将使钢筋混凝土现浇板单边下沉而其他边又受到支座的约束, 这样会导致在混凝土现浇板内部产生拉应力, 而且, 跨中多是施工缝的留置处, 按照规范的要求:施工缝的位置宜留在结构受剪力较小且便于施工的部位。所以, 板在其他支座的约束下, 由于混凝土内部的拉应力的作用, 加上混凝土现浇板受温差作用的影响, 混凝土内部产生的拉应力在周围支座的约束下, 要求在现浇板的最薄弱位置释放能量, 于是在板跨中产生裂缝。
4. 干缩裂缝
砌体结构中的混凝土相对于其他结构更容易产生干缩裂缝。因为在砌体结构当中, 混凝土在空气中硬化时, 其中的水分更容易逐渐蒸发, 使毛细孔中形成负压, 随着空气湿度的降低, 负压逐渐增大, 产生收缩力, 当收缩受限制产生的拉应力超过其本身的抗拉强度时混凝土就会开裂而产生干缩裂缝。此类裂缝, 无方向性, 裂缝较细为0.1~0.3毫米。
平常我们看到的有些面层空鼓的斜裂缝, 往往也是由于墙体面层空鼓、水泥干缩引起的。阳台栏板与砖砌体接槎处裂缝多由于混凝土二次浇筑引起。施工时未能在构造柱上留出钢筋进行搭接和焊接, 导致钢筋混凝土栏板由于温度变化而使混凝土产生收缩, 形成裂缝。
5. 其他裂缝
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。
三、砌体结构裂缝的防治措施
1. 预防措施
(1) 首先要作好地基处理, 严格控制地基不均匀沉降, 尤其对松软土、填土及湿陷性黄土地基进行必要的夯实和加固处理, 避免地基浸水引起不均匀沉降。
(2) 严格按规范规定在适当的位置设置沉降缝, 尽量减小地基的不均匀沉降差, 在抗震区适当设置基础梁, 合理设置伸缩缝, 最大间距不超过50米。
(3) 砌体结构现浇混凝土构件浇筑后, 在其上覆盖塑料薄膜和草包或油布, 以加强混凝土的保湿、保温养护。
(4) 合理组织施工, 在混凝土制作的过程中在下料、搅拌、浇注、振捣等环节严格进行过程控制。改善水泥性能, 合理减少水泥用量, 降低水灰比, 要严格控制混凝土单位用水量在170千克/立方米以下, 水灰比在0.6以下, 选用良好的粗、细骨料和合适的坍落度。
2. 出现裂缝后的处理措施
(1) 嵌缝填补法。将裂缝两侧抹灰凿掉, 并清理干净, 采用M10聚合水泥砂浆, (掺入107胶) , 用勾缝刀、抹子、刮刀等工具将砂浆填入缝内, 然后重新抹灰, 经过一段时间后, 填严的裂缝还会开裂, 但一般要比原来小许多, 可用白胶泥填补, 最终可以从外观上消除裂缝。此法对微型小裂缝最适宜。
(2) 在墙体单侧或两侧加钢筋网加固法。先将墙体的抹灰铲去, 刷洗干净, 用U形钢筋按一定的间距钉入砖缝, 以固定钢筋网, 再用M10水泥砂浆分层抹平。这种方法通常用于对裂缝大于1毫米的贯通裂缝的处理。
(3) 剔缝埋入钢筋法。在裂缝处每隔5皮砖剔开一道砖缝, 每边长50厘米, 深5厘米, 各埋入1φ6钢筋, 钢筋端部加直钩, 钩子深入砖墙裂缝中, 用M10水泥砂浆灌缝。采用此法应注意不要在墙体的两侧剔同一条缝, 且必须在加固好一面、砂浆达到一定强度后再处理另一面, 防止因扰动而降低砂浆强度, 另应注意浇水养护。
(4) 钢筋混凝土联结法。在裂缝处, 每隔8~10皮砖, 抽砖嵌入预制钢筋混凝土块, 四周要清扫干净, 润水以M10水泥砂浆砌筑, 保证四周密实且按原砖墙砌法及裂缝走向而定, 混凝土标号C15, 内配φ4钢筋, 其他部位以M10水泥砂浆填补密实。
(5) 加设拉条法。沿裂缝每隔5皮砖钻孔4个, 分别埋入φ10螺栓和φ6 S形钢筋拉杆将裂缝两侧螺栓焊接, 然后以M10水泥砂浆将砖洞及裂缝补抹。
(6) 拆砖重砌法。裂缝处拆除50~100厘米长砖墙, 用比原设计标号高一级且不低于M5的砂浆重新按原砌体走向进行砌筑, 新老砌体结合密实。处理时要注意拆除一处修补一处并注意安全。
四、结语
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]建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002) [S].中华人民共和国建设部.北京:中国建筑工业出版社.
[2]砌体结构设计规范 (GB50003-2001) [S].中华人民共和国建设部.北京:中国建筑工业出版社.
[3]钢筋混凝土结构设计规范 (GB50010-2002) [S].中华人民共和国建设部.北京:中国建筑工业出版社.
[4]湖南大学, 等合编.《建筑材料》 (第四版) .国建筑业出版社.
砌体结构裂缝分析论文 篇10
随着改革开放的深入, 我国城乡人民的生活水平不断提高, 基本建设迅速发展, 其中以传统的砖、石等材料为主的砌体结构在工程中仍占有相当大的比重。在工程的建设过程中, 由于设计或施工等原因, 砌体结构房屋的墙体受温度和不均匀沉降等因素的作用, 易产生各种形式的墙体裂缝, 影响房屋的整体性、耐久性和正常使用, 严重时会危及结构的安全。因此, 在房屋的设计和施工中应采取相应的有效措施, 防止或减轻墙体中裂缝的发生。
1 裂缝表现形式
从砌体结构裂缝表现形式上来看, 大致可分成以下三种:
1.1 斜裂缝在窗口转角处、窗间墙、窗台墙、外墙及内墙上都可能产生此种裂缝。
大多数情况下, 纵墙两端部出现斜裂缝的概率较大.斜裂缝往往还出现在窗口的两对角处, 窗口处裂缝宽度较大, 向两边逐渐缩小, 在靠近平屋顶下的外墙上或者内部的横隔墙和山墙上的斜裂缝呈八字形。有些裂缝在建筑物的外墙下部呈正八字形, 其形状是下部裂缝宽, 向上逐渐延伸并且宽度缩小。
1.2 水平裂缝由于墙体上部抗拉强度与抗剪强度的非均匀性,
外墙上的斜裂缝往往与水平裂缝相互组合出现, 形成一段斜裂缝和一段水平裂缝相结合的混合裂缝。水平裂缝一般沿灰缝错开, 而斜裂缝既可能沿灰缝错开也可能横穿砌体或砖块.
1.3 竖向裂缝这裂缝常出现在窗口的两个下角处, 有的出现在墙的顶部.
多数窗台缝出现在底层, 二层上很少发现.有些建筑物在承重墙的中部出现竖向裂缝, 上宽下窄, 混合结构的门窗孔常设钢筋混凝土圈粱、过粱等构件在梁端部的墙面上常出现局部竖向或稍倾斜的裂缝。裂缝中部宽、上下端小, 有的还通至窗口下角附近。当过梁为暗梁时裂缝细微而不易被发现, 过粱外露时裂缝很明显, 过梁愈大, 裂缝亦较宽。
2 防止墙体开裂的构造措施建议
2.1 温度裂缝的预防措施 (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<砌体规范) 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。
2.2 由墙体材料的干缩引起的裂缝预防措施
2.2.1 设置控制缝 (1) 控制缝的设置位置:
a在墙的高度或厚度突然变化处设置竖向控制缝;b在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半处设置竖向控制缝;c在门、窗洞口的一侧或两则设置竖向控制缝;d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;e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;f控制缝作成隐式, 与墙体的灰缝相一致, 控制缝的宽度不应大于12mm, 控制缝内应用弹性密封材料, 如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填充。 (2) 控制缝的间距:a对有规则洞口外墙不大于6m;b对无洞墙体不大于8m或墙高的3倍;c在转角部位, 控制缝至墙转角的距离不大于4.5m。
2.2.2 设置灰缝钢筋 (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同片, 网片的纵向钢筋不小于2帖, 横筋间距不宜大于2O0mm; (6) 对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3怊; (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。外侧不小于15mm, 灰缝钢筋宜进行防腐处理; (10) 当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时, 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不配筋的外叶墙应设控制缝, 控制缝间距不宜大于6m;12设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。
2.2.3 在建筑物墙体中设置配筋带 (1) 在楼盖处或屋盖处;
墙体的顶部;窗台的下部; (2) 配筋带的间距不应大于2400mm, 也不宜小于800mm; (3) 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; (4) 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; (5) 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作成虚缝, 以控制可预料的裂缝位置; (6) 对地震设防烈度7度及以上的地区, 配筋带的截面不应小于190mm×200m m, 配筋不应小于MU1O; (7) 设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m; (8) 可用配筋带代替水平灰缝钢筋, 二者具有下列对应关系。
2.3 防止地基不均匀沉降的方法
2.3.1 建筑物的体型力求简单。
建筑物体型复杂常常是削弱建筑物整体刚度和加剧不均匀沉降的重要因素。因此, 地基条件不好时在满足使用要求的前提下, 应尽量采用简单的建筑体型, 实践证明, 这样的建筑物, 由于整体刚度好, 地基受荷载均匀, 所以较少发生开裂。
2.3.2 控制建筑物长高比。
砌体结构的长高比越大, 整体刚度越差, 纵墙很容易因挠曲过度而开裂。根据调查, 二层以上的砌体结构长高比不宜大于2.5:对于平面简单, 内外墙贯通、横墙间隔较小的结构, 长高比不宜大于3.0。不符合上进要求时, 要设置沉降缝。
2.3.3 设置沉降缝。
用沉降缝将建筑物 (包括基础) 分割为两个或多个独立的沉降单元, 可有效地防止地基不均匀沉降, 分割出的沉降单元, 要求具有体型简单、长高比小、结构类型不变以及所在处的地基比较均匀等条件。
2.3.4 设置圈梁。
对于砌体承重结构来说, 不均匀沉降的损害突出表现为墙体的开裂。因此, 常在墙内设置圈梁来增强其承受挠曲应力的能力, 这是防止出现裂缝及阻止裂缝扩展的一项有效措施。当墙体产生挠曲时, 圈梁的作用犹如钢筋混凝土梁内的受拉钢筋, 它主要承受拉力, 弥补了砌体抗拉强度不足的弱点。当墙体正向挠曲时, 下方圈梁发挥作用, 反向挠曲时, 上方圈梁发挥作用。另外, 圈梁必须与砌体结台成整体, 否则便不能发挥其应有的作用。
3 结束语
总之, 对于砌体结构裂缝的控制, 是一综和性问题, 必须坚持设计和施工合作, 做到设计阶段的事前控制, 施工过程中的事中控制, 尽量杜绝事后加固的被动局面。必须引起设计和施工人员的充分重视, 设计应紧密结合现场情况和实际施工条件, 施工应尽力保证设计要求的实现。只有这样, 才能有效地控制和预防温度裂缝的产生, 将温度裂缝造成的损失降低到最低限度。
参考文献
[1]GBJ3-88.砌体结构设计规范.
[2]GBJ203-83.砖石工程施工及验收规范.
[3]JGJ5-80.中型砌块建筑设计与施工规范.
砖混结构砌体裂缝的成因与防治 篇11
1.砖砌体裂缝形成的原因
1.1地质不均产生的沉降裂缝
(1)长条形建筑的下部纵墙上常会产生八字形裂缝或单方向斜裂缝,下部缝宽较大,向上逐渐缩小,它是由于地基局部软弱,产生不均匀沉降,使墙体承受较大的剪力,造成砌体受主拉应力的破坏,裂缝往往由下沉小的一边向下沉大的一边逐渐向上发展。(2)水平裂缝一般在窗间墙两对角处成对出现,它是由于地基不均匀沉降或沉降裂缝处理不当,沉降单元上部受到阻力,使窗间墙受到较大的水平剪力而产生的。(3)竖向裂缝一般出现在纵墙中央的顶部和底部窗台处,是墙体两端沉降值较大中间沉降值较小的原因,如窗间墙承受荷载后,窗间墙起反梁作用,特别是较大的窗口的窗间墙上承受较大集中荷载,窗台墙因反向变形过大而开裂。此外,若地基设在冻土层上,由于冻涨作用而使窗台处发生裂缝。
1.2墙体的刚度、强度不足引起的裂缝
(1)水平裂缝出在窗间墙的中部或大梁底部处,窗间墙的中部水平裂缝主要是由于横墙间距过大,造成窗间墙高厚比值超过允许值,致使窗间墙刚度不足,产生出墙面弯曲,在弯曲长度的中点产生水平裂缝,多数是由于大梁支座截面荷载偏心距过大,使远离偏心力一侧,出现很大的拉应力,往往超过砌体同侧截面的弯曲抗拉强度的RW值,因而出现水平裂缝。(2)竖向裂缝常出现于大梁支座处墙或墙根部。在墙体刚度满足的情况下砌体受荷载作用破坏的原因是墙体轴心受压或偏心受压破坏。竖向缝的发展是从单块砖的断裂开始,继而竖向裂缝的连续过四皮砖,并且裂缝条数逐渐增加。当墙面两侧出现竖向裂缝时为轴心受压破坏,当墙面一侧出现竖向裂缝时则为偏心受压破坏。
1.3温度变化引起的裂缝
(1)在顶层纵墙的两端常发生八字型裂缝,由于砖混结构中钢筋混凝土的温度线膨胀系数与砖砌体的膨胀系数两者相差距2.4倍;而钢筋混凝土的吸热能力比砖砌体强,两者的变形差和温度差造成温度裂缝。(2)水平裂缝一般发生在顶层屋面檐下或顶层圈梁架下2-3层砖的灰缝处。它是由于墙体的热胀冷缩作用在墙体平面外的反映。一是由于屋盖与墙体的伸缩变形不一致,二是由于屋面板对圈梁的推挤作用使得顶层圈梁2-3层砖出现水平裂缝。
1.4房屋平面、立面型体布置不当造成的裂缝
(1)当屋顶不等高且未设沉降缝时,房屋高层和底层相边接的部分,因地基荷载分布不均匀就会产生裂缝。(2)当体型高低相差悬殊的房屋相邻而建时,低小房屋在临近高大房屋一端的墙上产生向高大房屋升高斜裂缝,当低小建筑先建造时,裂缝则更加严重,这是由于低小房屋受到相邻高大房屋地基沉降的影响。(3)当建筑平面形状凹凸不规划而地基和荷载分布不均匀时,凹外两方向墙基下地基附加应力相重迭,沉降较多。
1.5砖砌体质量及施工质量对裂缝的影响
砌体质量低劣是墙体开裂的内在原因,建筑材料,如红砖不足标号强度,外形翘曲,水泥质量不合格等,施工操作不按规程办事,砂浆饱满度低,砖砌排列不合理等均对砌体强度有不利的影响,顶层大量使用半砖砌体,会使墙体通缝太多,对顶层墙体抵抗温度变形极为不利。
2.砖砌体裂缝防治的几项措施
通过以上对砖砌体裂缝形成原因的介绍,可以看出在不同的条件下很容易形成不同形式的裂缝,而且会造成不同程度的影响,因此如何防止裂缝的发生是一项不容乎视的问题。我们应从以下四方面做起。
2.1地质勘探方面
对建筑场地的地基应进行详细调查,了解场地的历史演变,是否存在古墓、暗井、沙地,对已有建筑物的基础类型使用状况及其它地质材料进行必要而充分的地质勘探,彻底弄清地质条件。及时配合施工单位、设计单位处理施工中发现的不良地质问题。
2.2设计方面
(1)尽可能使建筑平面、立面体型简单、尽量避免高差悬殊,荷载不均匀出现的沉降,避免建筑物转折多结构整体刚度差,房屋的长高比例不宜太大,一般应控制在2.5-3.0米之间。若长度过长应设置伸缩缝。(2)相邻建筑物之间必须留出一定的距离,以保证地基中附加应力不致扩散和相互影响,如两建筑必须彼连而建,在高低或荷载不同的部位应设置沉降缝。(3)改变顶层多孔板灌缝材料和粘缝方法。即所有多孔板纵缝,均采用水泥砂浆或细石混凝土灌缝隙;多孔板端缝。外纵墙和内纵墙近力多孔板边缝均应采用油膏嵌缝,避免屋盖产生集中的温度变形和温度应力。(4)增加墙的厚度,使圈梁构造柱不再暴露大气中即有利于防止温度裂缝,改善了房屋的保温、隔热、隔音条件,同时还大大增加了房屋的抗震能力。(5)增加必要的构造措施:首先顶层及各层应按规定结合所搞建筑的类型设置圈梁,在规范规定部位设置构造柱,构造柱不应小于240㎜×240㎜,钢筋不应小于4?准14,箍筋不小于Φ6@25O,构造柱留设马槎每500㎜高预埋2Φ6接结筋,外伸长度不小于500㎜。第二,窗间墙宽度不小于1000㎜,边垛不小于1500㎜。搁置大梁的墙上为防止局部承压不足和偏心受压在梁支座下面留置钢筋混凝土整块。最后为防止底层窗台墙上出现竖向裂缝,可在底层窗台中配置通长的细钢筋:宽大窗口下部应设混凝土梁或砌反砖旋,以适应窗台墙和梁作用的变形。屋面多孔板在灌缝前,应沿房屋纵向板缝布Φ8通长钢筋,加强房屋的整体性能。
2.3施工方面的技术措施
(1)严格按照施工规范的规定进行施工。先建房屋的重高部分,后建轻低部分;先建主体建筑,后建附属建筑。(2)对于活荷载较大的建筑,有条件时在施工前应先堆截预压,减少房屋建成后的地基初期沉降速率和最后沉降量,保证房屋均匀沉降。要注意基础开挖、打桩、井点降水对附近建筑物的影响。(3)加哟地基探槽的保护工作。基槽开挖后要进行验槽,待探出的软弱部位加固处理后方可进行基础施工。(4)要保证砌体施工质量,必须严格把好原材料的质量关。砌筑砂浆的水泥要有合格证书,其标号和安定性要做试验确定。红砖要作抗压、抗折试验,上墙砖含水率应当控制在10%-15%。砖砌体应上下错缝,内外衔接,灰缝处应同时砌筑,不能同时砌筑的临时间断处应砌成斜槎,斜槎长度不应小于高度的三分之二。抗震设防地区临时间断处不得留直槎,非设防区除转角处外可留直槎,应设拉筋并做阳槎。
2.4使用和管理方面措施
根据房屋用途,合理控制加载速度和加载范围是不可省略的一项内容。尤其对活荷载较大的粮仓等,应尽量避免大量而快速、集中加載、控制地基早期沉降,严禁改变房屋使用功能和在墙体上开凿窗洞口、避免超载使用,破坏结构,消弱墙体承载能力和水平抗剪能力。
通过对建筑物常见砌体裂缝的分析研究和在多年实践中的工作经验证明,砖砌体裂缝虽然不可避免,但只要我们根据上述几方面总结措施去合理设计,保证工程质量,选用得当的材料,砖砌体的裂缝是可以从根本上得到控制的。
砌体结构裂缝分析论文 篇12
1 几种收缩、温度裂缝实例
1.1 双墙伸缩缝约束引起内外纵墙上的斜裂缝
1.1.1 双墙伸缩缝出现的地方和原因
此类裂缝发生在底层双墙伸缩缝附近的内外纵墙上, 均在双墙左右侧对称出现 (见图1) 。内纵墙裂缝形式为由上向下延伸直至消失, 裂缝上宽下窄, 肉眼观察最宽处约0.3 mm。外纵墙主要表现为窗台及窗角部的斜裂缝 (见图2) 。在同一住宅小区中多栋住宅均有发现。而双墙伸缩缝的另一端, 山墙 (单墙) 附近的内纵墙上, 仅有一栋发现肉眼可见的细微斜裂缝。2层及2层以上纵向墙体均无此裂缝。此类裂缝产生的原因主要是双墙伸缩缝的构造做法不够合理。
伸缩缝处双墙共用一个基础, 共用一个圈梁, 双墙在基础项面 (-0.06 m) 分开。基础高度较大, 整体刚度较大, 底层墙高相对减小, 使得墙体平面外的刚度增加。2层板在收缩变形时, 由于双墙墙体的强力约束, 在附近的纵墙上产生主拉应力, 导致砌体开裂。外纵墙除了楼板收缩作用引起的墙身裂缝外, 尚有窗间墙的竖向压缩变形与窗台墙砌体的水平收缩变形, 两方向应力作用导致窗口角部的开裂。角部是收缩应力集中的部位。
1.1.2 设计所采取的改进措施
(1) 减少双墙处基础高度, 即减少基础的整体刚度, 圈梁分开设置, 相对地增加了双墙底层的高度, 减少了双墙对内外纵墙的约束程度 (见图3) , 减少了楼板收缩在墙体中产生的主拉应力。
(2) 在底层靠近双墙的内纵墙的第一门洞边墙设构造柱。在构造柱与双墙之间的裂缝中设置钢筋网片Ф4 mm@100 mm×100 mm, 网片竖向问距@300 mm网片两端分别锚入构造柱内30 d, 以加强此处易开裂部位 (见图4) 。
(3) 外纵墙在底层窗台板处, 沿建筑物周边设置通长水平现浇钢筋混凝土配筋带240 mm×60 mm (高) 纵向钢筋3根Ф10 mm, 横向分布筋, Ф4 mm@300 mm, 在窗项处采取楼板圈梁兼过梁的形式, 过梁两端伸过洞口≥600 mm, 可有效防止窗口角裂缝的产生。
1.2 建筑平面超长引起的楼板裂缝
当上部结构为砌体结构, 下部为钢筋混凝土地下室时, 虽然上部砌体结构已按规范伸缩缝间距的要求设置了双墙伸缩缝, 但双墙伸缩缝是由地下室项板板面+0.00处分开, 在+0.00以下与室外标高以上的钢筋混凝土外墙及地下室项板并未分开, 使得建筑物超长, 形成大体垂直于建筑物长向的横向裂缝, 多发生在建筑长向的中段。某住宅在使用几年后始发现此类裂缝, 似收缩温度应力产生。只要将双墙伸缩缝自室外标高处分开, 即可避免此类裂缝的产生。
1.3 建筑平面刚度突变引起的楼板横向裂缝
建筑平面刚度突变, 表现为建筑平面宽度的变化 (见图5) 。这种平面刚度突变在窄板内引起收缩应力集中, 导致板内开裂。图5a所示裂缝外观看与单向板的弯曲受力裂缝相似, 但此裂缝发生在主体结构刚竣工, 且未投入使用, 故不可能为受力裂缝。图5b建筑平面, 虽然规则, 但在中段楼梯间位置, 楼板宽度突变, 其裂缝性质与图5a相同。
有的建筑物在转角处布置斜向楼梯, 使邻近楼梯的板格不仅宽度急剧变化, 且由于受不同方向的收缩应力作用, 极易产生板面裂缝 (见图5b) 。对于上述裂缝, 设计者事先应有正确判断, 估计在有可能产生裂缝的部位, 板宜采用双层双向配筋, 钢筋间距适当减少。
1.4 墙体界面的裂缝
此类裂缝发生在不同材料之间或现浇与预制混凝土构件的邻接处 (图6) 。图6为外纵墙内侧的钢筋混凝土开间大粱, 支承在KP1砖砌体上。在支承大梁一端的墙下出现水平裂缝。这是因为开间大梁混凝土收缩产生。混凝土与砌体的材料性质差别很大, 混凝土的弹性模量是多孔砖砌体的9.26倍, 线胀长系数是砌体的2倍, 而最终收缩率是砌体的45倍之多。
由于两种材料水平收缩的差别, 当砌体上产生的应力超过砌体缝的抗剪强度时, 裂缝便产生。为避免此裂缝对砌体强度的影响, 设计时可在梁的支承处增设构造柱与粱浇成整体, 构造柱与砌体应有可靠锚拉。
图7为某住宅的顶层。檐口相当宽的部分为现浇, 与多孔预制板邻接, 由于顶层轴向压力小, 砌体抗剪强度不足, 当现浇板部分收缩时, 便产生斜向主拉应力裂缝。此例发生在较早的设计项目中, 目前, 楼板结构基本不采用预制构件, 此种情况容易避免。此外, 当KP1砖砌线与加气块砌体邻接时, 沿界面的竖向裂缝屡见不鲜。
1.5 其它几种裂缝形式
图8为居住建筑横墙或山墙顶层常见的斜裂缝, 主要因为钢筋混凝土屋面板收缩引起, 有的门角处亦有类似的斜裂缝。
图9为建筑平面端头楼板角部的斜裂缝, 由于受到端墙和侧墙的约束, 板在两个互相垂直的方向产生收缩, 使楼板拉裂。
图8、图9所示裂缝, 一般不影响结构安全, 进行修补即可。砌体结构在现浇楼板中的收缩、温度裂缝的规律, 也同样发生在钢筋混凝土的现浇楼板中。收缩裂缝和温度裂缝有时很难区分, 两者多为肉眼可见的细小裂缝, 且多数情况收缩与温度作用同时存在, 只有综合了解现场情况才能作出正确判断。前面1.1、1.3、1.4、1.5条所述裂缝的形成主要由于材料收缩引起。其相同情况是裂缝均发生在主体结构刚竣工, 正值冬季, 未投入使用, 室内未采暖, 且外墙门窗洞口均未封闭保暖, 导致构件失水收缩。收缩裂缝主要与气候环境因素, 材料因素, 施工因素, 构件的约束条件有关, 虽有时与温度有关, 但与伸缩的最大间距无直接的因果关系。例如:1.1、1.3、1.4、1.5条所述的裂缝都是在伸缩缝的间距小于规范要求50m的情况下产生的, 有的远小于规范规定的最大伸缩缝间距。裂缝却依然产生。混凝土收缩变形早期发展较快, 其中25%~30%在半月内完成, 50%~60%在三个月内完成。75%~80%在一年内完成。一年以后虽有发展但不明显。
因此, 收缩裂缝多出现在施工期间。而结构的温度裂缝主要与季节性温差, 日温差, 伸缩缝长度及约束条件有关。且因地区不同而巽, 温差较大, 温度变化频繁地区和严寒地区以及冬季不采暖建筑, 温度应力显著。温度裂缝不仅发生在施工期间, 多发生在结构使用期间。
对采用现浇楼、屋面板, KP1多孔砖的砌体结构, 减少、防止裂缝的关键是严格控制伸缩的最大间距, 避免结构平面超长导致砌体产生裂缝。而不是像钢筋混凝土结构那样, 在设计、施工、材料方面采取各种抗裂措施。去适应结构平面的超长, 这是砌体结构与钢筋混凝土结构在处理结构平面超长的主要不同。
此外, 有的资料推荐在砌体中设控制缝的做法, 并提出不少具体设置要求。这种贯通单墙的竖缝降低了结构的整体性和平面外的刚度, 虽然在跨缝处设置钢筋网片可弥补这些不足, 但缝的设置费工费时, 而采用密封嵌缝材料充填, 装修后也难免有裂缝的痕迹, 同样影响使用和观感, 似弊大于利。除在非地震区和特殊气候条件外, 笔者认为一般不宜采用。
2 一般设计改进措施
为了减少, 防止收缩, 温度裂缝对结构安全使用带来的危害, 除对上述几种典型裂缝采取针对性的改进措施外, 尚应采取以下一般设计改进措施。
(1) 在满足使用要求的前提下, 建筑平面应简单规则, 减少曲折拐弯, 减少楼面宽度突变。这不仅是抗震设计的需要, 对减少避免裂缝的出现也是至关重要的。
(2) 严格控制砌体结构伸缩的间距。现浇钢筋混凝土剪力墙构最大伸缩缝间距为45 m, 而砌体结构最大伸缩间距为50 m, 两者相比, 对砌体结构现浇楼板长度的要求似乎有所放宽。砌体结构设计规范 (GB50003.2001) 所规定的伸缩间距为“一般不能同时防止, 由于钢筋混凝土屋盖温度变形和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝”。砌体墙体的开裂多由现浇混凝土楼板收缩变形所至, 特别是采用KP1多孔砖时, 由于多孔, 壁簿等因素更易形成应力集中, 似比一般实心砖更易形成裂缝。上世纪80年代及以前的砖石结构均采用实心黏土砖, 预制楼板, 规范要求的最大伸缩缝间距为60 m, 却少见砖砌体产生收缩、温度裂缝的。砌体结构最大伸缩缝的间距, 似宜与现浇混凝土剪力墙结构最大伸缩间距取相同, 即45 m。
(3) 砌体结构现浇楼, 屋面板混凝土强度等级不应太高, 以C20~C25为宜, 砌体砖与砂浆的强度等级不宜低, 宜取MU10、M10。
(4) 现浇屋面板受室外温度影响最大, 除应加强隔热保温措施外, 应采用双层双向配筋, 对于大的板格可另加支座负筋或增加板厚。
(5) 受屋面板温度变形的影响, 在建筑物立面的顶层两端经常出现“正八字” (屋面板膨胀) 和“倒八字”裂缝 (屋面板收缩) , 也有在屋面板下砌体中形成水平裂缝 (灰缝抗剪强度不足) 和沿山墙形成包角裂缝的。对此易产生裂缝的部位可在砌体缝中加配钢筋网片。在非地震区也可按砌体规范要求在现浇钢筋混凝土屋面板, 顶层圈梁接触面处设置滑动面。在湘潭地区抗震按6度设防时, 由于计算的需要, 在砌体角部, 纵横墙交接处, 窗宽≥2 100 mm的洞口位置, 一般均设有构造柱, 且与各层圈梁, 屋面圈梁连成整体, 构成隐形框架, 对防止砌体产生收缩、温度裂缝均十分有利, 不需采取另外的防裂措施。
(6) 对于大板格的楼、屋面板, 例如当板厚>150 mm时, 为防止板面网状龟裂在该板格的混凝土板顶面配Ф6 mm@200 mm的钢筋网片, 与支座负钢筋搭接。另一种钢筋配法是在该板格顶面配双向局通长钢筋兼作支座受力负筋。钢筋面积不足时另加支座负筋。这两种配筋方式对防止混凝土的收缩都行之有效, 而以第二种方式较好。因为顶板钢筋起受压钢筋的作用对提高板格的刚度有利。
(7) 对楼板的大板格阳角处应配3根Ф8 mm~5根Ф8 mm的角部构造钢筋。
(8) 房屋底层和顶层窗台标高处, 设置沿纵横墙通长水平现浇钢筋混凝土带。高度不小于60 mm, 宽度不小于240 mm, 配3根Ф10 mm, Ф6 mm@200 mm钢筋, 并与洞口或纵横墙相交的构造柱整体连接, 可有效防止外窗角部的裂缝。
(9) 现浇墙, 挑檐雨蓬等外露结构, 伸缩缝的间距不宜大于12 m。
缝宽20 mm, 长向水平钢筋可不断开, 其问填沥麻系等弹性材料。此类构件长向一般为分布钢筋, 也可将分布筋直接断开。工程实践表明。采取以上设计措施对提高设计质量是行之有效的。
摘要:建筑结构在施工和使用过程中经常会出现裂缝, 文章通过工程实例, 对砌体结构中由收缩、温度应力引起的裂缝进行了分析, 有针对性的提出改进措施, 并提出提高砌体结构设计质量的改进措施, 为结构设计者提供参考。
关键词:砌体结构,KP1多孔砖,现浇楼屋面板,收缩、温度裂缝:改进措施
参考文献
[1]GB50003-2001, 砌体结构设计规范[S].
[2]GB500010.2002, 混凝土结构设计规范[S].
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