探討砌體結構裂縫控制措施
關鍵詞:砌體結構,裂縫控制措施
1裂縫的成因
引起砌體結構墻體裂縫的因素很多,既有地基、溫度、干縮,也有設計上的疏忽、施工質量、材料不合格及缺乏經驗等。而最為常見的裂縫有兩大類,一是溫度裂縫,二是干縮裂縫,以及由溫度和干縮共同產生的裂縫。
溫度裂縫
當氣溫變化或材料收縮時,鋼筋混凝土屋蓋、樓蓋和磚墻由于線膨脹系數(shù)和收縮率的不同,將產生各自不同的變形,而引起的約束作用而產生應力。當頂板的溫度比其下的墻體高得多,而砼頂板的線脹系數(shù)又比磚砌體大得多,故頂板和墻體間的變形差,在墻體中產生很大的拉力和剪力。剪應力在墻體內的分布為兩端附近較大,中間漸小,頂層大,下部小。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。最常見的裂縫是在混凝土平屋蓋房屋頂層兩端的墻體上,如在門窗洞邊的正八字斜裂縫,平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫,以及水平包角裂縫(包括女兒墻)。
干縮裂縫
燒結粘土磚,包括其它材料的燒結制品,其干縮變形很小,且變形完成比較快。一般不要考慮砌體本身的干縮變形引起的附加應力。但對這類砌體在潮濕情況下會產生較大的濕脹,而且這種濕脹是不可逆的變形。對于砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,隨著含水量的降低,材料會產生較大的干縮變形。但是干縮后的材料受濕后仍會發(fā)生膨脹,脫水后材料會再次發(fā)生干縮變形,但其干縮率有所減小。這類干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數(shù)量多、裂縫的程度也比較嚴重。如房屋內外縱墻中間對稱分布的倒八字裂縫;在建筑底部一至二層窗臺邊出現(xiàn)的斜裂縫或豎向裂縫;在屋頂圈梁下出現(xiàn)的水平縫和水平包角裂縫;在大片墻面上出現(xiàn)的底部重、上部較輕的豎向裂縫。另外不同材料和構件的差異變形也會導致墻體開裂。如樓板錯層處或高低層連接處常出現(xiàn)的裂縫,框架填充墻或柱間墻因不同材料的差異變形出現(xiàn)的裂縫;空腔墻內外葉墻用不同材料或溫度、濕度變化引起的墻體裂縫,這種情況一般外葉墻裂縫較內葉墻嚴重。
1.3溫度、干縮及其它裂縫
對于燒結類塊材的砌體最常見的為溫度裂縫,而對非燒結類塊體,如砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,同時存在溫度和干縮共同作用下的裂縫,其在建筑物墻體上的分布一般可為這兩種裂縫的組合,或因具體條件不同而呈現(xiàn)出不同的裂縫現(xiàn)象。另外設計上的疏忽、無針對性防裂措施、材料質量不合格、施工質量差、違反設計施工規(guī)程、砌體強度達不到設計要求,也是造成墻體裂縫的重要原因之一。如對砼砌塊、灰砂磚等新型墻體材料,沒有采用適合的砌筑砂漿、注芯材料和相應的構造措施,必然造成墻體出現(xiàn)較嚴重的裂縫。
2砌體裂縫的控制
2.1裂縫的危害
砌體屬于脆性材料,裂縫的存在降低了墻體的質量,如整體性、耐久性和抗震性能,同時墻體的裂縫給居住者在感觀上和心理上造成不良影響。特別是隨著我國墻改、住房商品化的進展,人們對居住環(huán)境和建筑質量的要求不斷提高,對建筑物墻體裂縫的控制的要求更為嚴格。因此加強砌體結構,特別是新材料砌體結構的抗裂措施,已成為工程量、國家行政主管部門,以及房屋開發(fā)商共同關注的課題。因為這涉及到新型墻體材料的順利推廣問題。
2.2裂縫寬度問題
實際上建筑物的裂縫是不可避免的。對砌體結構來說,墻體的裂縫寬度多大是無害呢?這是個比較復雜的問題。因為它還涉及到可接受的美學方面的問題。它直接取決于觀察人的目的和觀察的距離。對鋼筋砼結構,裂縫寬度>0.3mm,通常在美學上是不能接受的,這個概念也可用于配筋砌體。而對無筋砌體似乎應比配筋砌體的裂縫寬度標準放寬些。但是對于客戶來講二者是完全一樣的。這實際上是直觀判別裂縫寬度的安全標準。
3現(xiàn)有控制裂縫的原則
長期以來人們一直在尋求控制砌體結構裂縫的實用方法,并根據(jù)裂縫的性質及影響因素有針對性的提出一些預防和控制裂縫的措施。從防止裂縫的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相結合的構想,這些構想、措施有的已運用到工程實踐中,一些措施也引入到《砌體規(guī)范》中,也收到了一定的效果。
4防止墻體開裂的具體構造措施建議
本文在綜合了國內外砌體結構抗裂研究成果的基礎上,結合我國當前的具體情況,提出的更具體的抗裂構造措施。它是對“防”、“放”、“抗”的具體體現(xiàn)。
4.1防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體的干縮變形引起的墻體開裂,宜采取下列措施
4.1.1屋面應設置保溫層、隔熱層;
4.1.2屋面保溫(隔熱)層或屋面剛性面層及砂漿找平層應設置分隔縫,分隔縫間距不宜大于6m,并于女兒墻隔開,其縫寬不小于30mm;
4.1.3當采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長度大于12m時,宜設置分隔縫,分隔縫的寬度不應小于20mm,縫內用彈性油膏嵌縫;
4.1.4建筑物溫度伸縮縫的間距除應滿足《砌體結構設計規(guī)范》BG50003-88第6.3.1條的規(guī)定外,宜在建筑物墻體的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不宜大于30m。
4.1.5采用裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋和瓦材屋蓋;
4.1.6在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設置水平滑動層,滑動層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片等;對于長縱墻,可只在其兩端的2~3個開間內設置,對于橫墻可只在其兩端各l/4范圍內設置(l為橫墻長度);
4.1.7頂層屋面板下設置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,并沿內外墻接通,房屋兩端圈梁下的墻體內宜適當設置水平鋼筋;
4.1.8在建筑物墻體中設置鋼筋網格
1.在樓蓋處和屋蓋處;
2.墻體的頂部;
3.窗臺的下部;
4.鋼筋網的間距不應大于300mm,也不宜小于180mm;
5.鋼筋網對240mm厚墻,不應小于2ф6,分布筋ф4@120;
6.鋼筋網宜通長設置,當不能通長設置時,允許按受拉搭接,搭接長度不應小于45d和600mm;
7.設置配筋帶的房屋的控制縫的間距不宜大于30m;
4.1.9頂層及女兒墻砂漿強度等級不低于M5;
4.1.10 房屋頂層端部墻體內適當設置構造柱
4.1.11 女兒墻應設置構造柱,構造柱間距不宜大于4m,構造柱應伸至女兒墻并與現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂整澆在一起
4.1.12 頂層墻體有門窗洞口時,在過梁上的水平灰縫內設置2~3道焊接鋼筋網片或2ф6鋼筋,并應伸入過梁兩端墻內不小于600mm;
4.1.13 頂層挑梁末端下墻體內設置3道焊接鋼筋網片或2ф6鋼筋,鋼筋網片或鋼筋應自挑梁末端伸入兩邊墻體不小于1m
4.2也可根據(jù)建筑物的具體情況,如場地土及地震設防裂度、基礎結構布置型式、建筑物平面、外形等,綜合采用上述抗裂措施。