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装配式建筑工程知识分享:砖混结构墙体裂缝的原因和防治措施分析

发布时间:2021年01月13日 16:05:22 来源:环球网校 点击量:

【摘要】装配式建筑具有质量好、效率高、施工快等优点,克服了传统建筑生产效率低、施工速度慢、建设周期长、劳动强度大、材料消耗多等缺点。因此,装配式建筑作为一种新兴的建筑施工方法越来越受到人们的重视。环球网校为大家带来建筑工程知识分享系列。

1 产生裂缝的原因分析

1.1 由于基础不均匀沉降造成墙体裂缝 对于不均匀的地基,设计中没有把刚度不同的地基进行调整,造成基础不均匀沉降,墙身受较大的剪力作用,主拉应力大于墙体抗拉应力,造成了砌体受主拉应力而破坏,这种裂缝往往是由沉降较小的一边向沉降较大的一边逐渐向上发展.

1.2 由于温度的变化 因屋面长时间受阳光幅射,其温度较墙体高出许多,在炎热的夏季,屋面温度是墙体温度的2倍左右,且在相同温度条件下,钢筋混凝土的线膨胀系数是砖砌体线膨胀系数的2倍,它使屋面变形比墙体变形大得多。在屋面变形过程中,产生了很大的推力,作用在墙体顶端的水平推力使墙体与屋面的接触面受剪,剪力与屋盖、挑檐或女儿墙的垂直压力,构成墙体双向应力,当主拉应力大于墙体的抗拉强度时,墙体就会出现裂缝。

在建筑物的端部,垂直压应力很小,则此区域的主拉应力等于最大剪应力,一般砌体的抗拉强度最低,所以在端部容易出现斜裂缝,对于灰缝强度不良的砌体则出现水平裂缝。

1.3 由于块石基础施工质量差,造成墙体裂缝。对于块石基础,在施工过程中没有严格按《施工规范》施工,砌筑块石的砂浆不饱满,或采用堆砌的方法施工,造成块石基础工程质量低劣,楼房交付使用后由于竖向荷载的作用或水平振动荷载的作用,造成块石移位,使整个基础产生不均匀沉降,造成砌体受主拉应力作用而破坏。

1.4 对于寒冷地区,在设计基础埋置深度的过程中,只考虑了结构要求而忽视了基础的冰冻线要求。基础的埋置深度小于该地区的冰冻线,造成基底地基土受冻后膨胀,给基础施加了向上的作用力,当这种作用产生的主拉应力大于墙体的抗拉应力时,导致了墙体裂缝,尤其经过多次冻融循环后,裂缝更加严重。

1.5 在结构设计上存在的问题:①建筑物顶层端部剪应力与温度成正比,与水平阻力系数、材料弹性模量、建筑物长度呈非线性关系,控制温度应力引起墙体裂缝的主要因素有多种,而不是建筑物长度单一因素,因此用伸缩缝作为控制裂缝的唯一方法是不全面的。②砖混房屋长度过长,如有的住宅,5个单元连在一起,总长度超过温度变形允许长度,规范规定总长超过60m应设伸缩缝,有的房屋超过较多而未设,也未采取其他措施。③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,过去不少设计,构造柱的设置只考虑符合抗震规范,不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的方法,不考虑不能算是设计错误。因此,设计人员对6层以下住宅,基本上是隔问布置构造柱,未对建筑物端部裂缝多发区予以重点加强,构造柱的布置有的较稀,每隔2~3道内横墙才设,靠近建筑物端部往往也是一视同仁。④不少砖混房屋热衷于采用屋顶钢筋混凝土大挑檐,有时为平衡悬挑荷重,在室内屋盖部分也要现浇一部分屋盖板,在二者之间紧密连结的是外纵墙圈梁,圈梁往往与墙同宽。这样桃檐、圈梁及现浇屋盖部分共同组成刚度较大的现浇连续板如遇温差变化,产生的温度应力较高,导致墙体不能承受而开裂。⑤采用的砖、砂浆强度等级,越到顶层越低,有些建筑物底部几层采用MU1O级砖,M5级砂浆,而到顶层则为MU7.5级砖,M2.5级砂浆,设计人员习惯于从强度上考虑,对温度应力引起的抗剪强度及变形则考虑较少。

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做过调查和评定。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。对钢筋砼结构,裂缝宽>0-3 mm,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一些。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 防止墙体开裂的具体构造措施

3.1 防止混凝土屋盖的温度变化与砌体干缩变形引起的墙体开裂措施: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30 m;③当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12 m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《砌体结构设计规范》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30n3。

3.2 防止主要由墙体材料干缩引起裂缝的措施

3.2.1 设置控制缝 ①控制缝的设置位置:a在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;b在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;c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;d在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;e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;f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;g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。②控制缝的间距:a对有规则洞口外墙不大于6nl;b对无洞墙体不大于8n3及墙高的3倍;c在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m。

3.2.2 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灰缝钢筋宜采用钢筋焊接网片,横筋间距不宜大于200mm;⑥对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;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55d;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1m;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3 mm,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; 不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m; 设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。

3.3 设计者重视抗裂构造的设计 设计者在设计过程中,除对强度做必要计算的同时,应针对建筑墙体的具体情况,进行必要的抗裂验算,提出防裂的具体要求和措施,从源头上防止裂缝的产生。也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防烈度、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。

装配式建筑作为一种新兴的建筑施工方法,其很多优点都是传统建筑无法比拟的。以上内容就是“装配式建筑工程知识分享:砖混结构墙体裂缝的原因和防治措施分析”,更多精彩内容可继续关注环球网校!点击下方免费下载,可领取装配式精华考点/课程讲义。

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