砌體結(jié)構(gòu)中溫度裂縫的成因和控制措施

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摘要：多年來，砌體結(jié)構(gòu)水平溫度裂縫這一質(zhì)量通病經(jīng)常出現(xiàn)在建筑物上，影響建筑物的外觀，同時(shí)也影響建筑物的使用壽命及使用功能。文章擬就裂縫出現(xiàn)的成因及防治方法作以闡述。

  關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)；彈性模量；溫度裂縫   1.前言   目前，裂縫是砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量中最主要也是最難處理的問題之一，當(dāng)溫度變化幅度較大時(shí)，溫差將產(chǎn)生應(yīng)力和變形，當(dāng)應(yīng)力和變一。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，幾乎80％以上的裂縫是由于溫度應(yīng)力造形超過砌體的正常使用極限時(shí)，砌體便會(huì)產(chǎn)生裂縫。溫度裂縫一成的。由于砌體結(jié)構(gòu)采用材料的抗拉強(qiáng)度和抵抗變形的能力較般情況下不會(huì)直接引起建筑物的破壞，但會(huì)影響建筑物的正常使用，例如：墻體風(fēng)化腐蝕、滲漏、抹灰層脫落和耐久性能的降低等，從而導(dǎo)致建筑物承載能力的降低、整體剛度的減小、抗震性能的降低等。因此，研究砌體結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力下裂縫產(chǎn)生的原因及對溫度應(yīng)力實(shí)施預(yù)防是非常必要的。   2.溫度裂縫的種類和成因   （1）內(nèi)外縱墻和根墻的“八”字形裂縫。這種裂縫多出現(xiàn)在每片墻體的端部，而且集中出現(xiàn)在門窗洞口的角部，呈“八”字形。當(dāng)溫度升高時(shí)，屋面板伸長比相應(yīng)磚墻伸長大，使頂層墻體因屋面板的推力作用受拉和受剪。拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的分布情況大體是：房屋平面中間為零，兩端最大，因此墻體的兩端部位大多出現(xiàn)“八”字形裂縫，屋面保溫隔熱層的質(zhì)量越差，屋面板和墻體的相對位移越大，裂縫越明顯。   （2）窗臺(tái)出現(xiàn)水平裂縫、斜裂縫。當(dāng)房屋的長高比較大，而且室內(nèi)空間比較寬敞高大的房屋，頂層外墻常在窗臺(tái)部位出現(xiàn)水平裂縫，窗口出現(xiàn)對角斜裂縫。當(dāng)溫度升高后屋面板伸長對墻產(chǎn)生水平推力，使窗臺(tái)部位的墻體內(nèi)側(cè)向外擴(kuò)展，外墻在水平推力作用下發(fā)生側(cè)向彎曲而導(dǎo)致開裂。   （3）屋面板下面的外墻水平裂縫和外墻陽角的包角裂縫。這種裂縫出現(xiàn)在屋面板底部，頂層QL底部墻體，門過梁上部墻體，裂縫有時(shí)貫通墻厚。當(dāng)升溫時(shí)，屋面板對頂層QL及墻體產(chǎn)生推力，降溫時(shí)，屋面板對墻體產(chǎn)生拉力，墻體抗拉強(qiáng)度不能抵抗水平剪力而導(dǎo)致墻體開裂。   （4）女兒墻裂縫。不少房屋女兒墻建成后發(fā)生側(cè)向彎曲，女兒墻的根部和平屋頂面交接處墻體外凸或女兒墻外傾，造成女兒墻開裂，房屋的短邊裂縫比長邊明顯。形成這種現(xiàn)象的主要原因是：鋼筋砼屋蓋和屋面的水泥砂漿面層，在氣溫升高后的伸長比磚墻大，磚墻相對阻止屋蓋結(jié)構(gòu)和水泥砂漿面層伸長，因此屋蓋結(jié)構(gòu)和砂漿面層對墻體產(chǎn)生推力導(dǎo)致女兒墻開裂。溫差越大房屋越長，面層砂漿越密越厚，這種推力越大，墻體開裂越嚴(yán)重。   通常情況下，溫度裂縫危害并不大，但對房屋的整體性、耐久性和外觀影響較大，給住戶產(chǎn)生一種不安全感，特別是對商品房銷售影響較大，如遇到地震或水平荷載作用下有可能導(dǎo)致房屋破壞。因此，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)采取有效措施，防止溫度裂縫產(chǎn)生。   3.砌體溫度裂縫的特征   （1）根據(jù)砌體材料的特征和砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，墻體裂縫是不可避免的，但是可以在材料、設(shè)計(jì)、施工等方面采取綜合措施，有效地加以控制。   （2）溫度裂縫大多分布在頂層，一般樓層分布不多，出現(xiàn)的方式有：墻體水平縫、墻體斜縫和窗角縫。   （3）溫度裂縫的發(fā)展特征。大多數(shù)工程在主體竣工時(shí)即已出現(xiàn)溫度裂縫，但由于未作粉刷與裝修，一般不易被發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)在工程竣工2～6個(gè)月內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，特別是經(jīng)過夏、冬較大溫差之后，但一個(gè)冬夏后又逐漸穩(wěn)定。   （4）溫度裂縫對結(jié)構(gòu)的安全耐久性的影響。一般不影響安全，但裂縫引起的建筑物滲漏，可能導(dǎo)致鋼筋銹蝕，結(jié)構(gòu)承載能力下降，縮短結(jié)構(gòu)的合理使用年限，使其耐久性降低。   4.溫度裂縫控制措施   我國工程技術(shù)人員在實(shí)踐中，總結(jié)出了“防、抗、防”的設(shè)計(jì)理念以防止結(jié)構(gòu)裂縫，有的體現(xiàn)在現(xiàn)行的各種規(guī)范之中。如《砌體規(guī)范）GB5003—2001的抗裂措施主要有二條：一是第6.3.1條，即防止房屋在正常使用條件下，由溫差和墻體干縮引起的墻體豎向裂縫，應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫；二是第6.3.2條，即為了防止或減輕房屋頂層墻體的裂縫，可采取設(shè)置保溫層或隔熱層；采用有檁屋蓋或瓦材屋蓋；增加構(gòu)造措施等方法?！镀鲶w規(guī)范》的其他抗裂措施，如在相關(guān)墻體及部位增加鋼筋，采用粘結(jié)性好的砂漿，不僅針對干縮小、塊體小的粘土磚砌體結(jié)構(gòu)的，而且對干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的混凝土砌塊和硅酸鹽砌體房屋，也是適用的。   但這些措施未考慮我國輻員廣大，不同地區(qū)的氣候溫度、濕度的巨大差異和相同措施的適應(yīng)性。對于溫度裂縫的防治措施，國外已有比較成熟的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。一是在較長的墻上設(shè)置控制縫（變形縫），這種控制縫和我國的雙墻伸縮縫不同，而是在單墻上設(shè)置的縫。該縫的構(gòu)造既能允許建筑物墻體的伸縮變形，又能通風(fēng)隔聲和防風(fēng)雨，當(dāng)需要承受平面外水平力時(shí)，可通過設(shè)置附加鋼筋達(dá)到。這種控制縫的間距要比我國規(guī)范的伸縮縫區(qū)段小得多，如英國規(guī)范對粘土磚為l0～15m，對混凝土砌塊及硅酸鹽磚一般不應(yīng)大于6m；美國混凝土協(xié)會(huì)（AC1）規(guī)定，無筋砌體的最大控制縫間距為l2～18m，配筋砌體控制縫間距不超過30m.二是在砌體中根據(jù)材料的干縮性能，配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋，其配筋率各國不盡相同，從0.03％～0.2％，或?qū)⑵鲶w設(shè)計(jì)成配筋砌體，如美國配筋砌體的最小含鋼率為0.7％，該配筋率既可抗裂，又能保證砌體具有一定的延性。   結(jié)合國內(nèi)的實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)、施工、材料等方面采取綜合措施控制墻體溫度裂縫，并提出如下建議：   （1）建筑物溫度伸縮縫的間距除應(yīng)滿足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5003—2001第6.3.1條的規(guī)定外，宜在建筑物頂層墻體的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，控制縫的間距宜控制在l0～15m.   （2）屋蓋上設(shè)置保溫層或隔熱層；以減少鋼筋混凝土屋蓋的溫度，達(dá)到減少屋蓋溫度變形總量，減輕板（梁）、墻交接面變形裂縫災(zāi)害的目的。目前較多的做法是將屋面由平頂改成坡頂，并從建筑功能考慮，充分利用坡頂層，提高使用率，減少建設(shè)單位或開發(fā)商成本。   （3）改進(jìn)施工工藝與施工技術(shù)，組砌按規(guī)范接槎，砌筑砂漿必須飽滿，加強(qiáng)墻體的整體性。頂層砌體及女兒墻砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)不低于M5.   （4）頂層砌體門、窗洞口加小構(gòu)造柱、小圈梁，與建筑物構(gòu)造柱、圈梁連接為整體，以改善應(yīng)力集中現(xiàn)象，以強(qiáng)度、變形性能優(yōu)于砌體的鋼筋混凝土構(gòu)件抵抗溫度應(yīng)力，減輕頂層端部門窗洞口開裂現(xiàn)象。   5.溫度裂縫的治理措施   （1）對溫度裂縫，不要忙于及早治理，等觀察一個(gè)熱脹冷縮周期，裂縫不再產(chǎn)生新的變化時(shí)再采取治理措施。鑒定裂縫是否穩(wěn)定方法：可在裂縫內(nèi)嵌抹水泥漿或玻璃紙。形態(tài)完整無損，說明裂縫已基于穩(wěn)定，不再有較大發(fā)展可能性。   （2）當(dāng)細(xì)小裂縫不影響使用時(shí)可不修補(bǔ)，當(dāng)裂縫造成墻面滲水，可采用嵌補(bǔ)密封膠或水泥漿處理。   （3）對于裂縫較多且穿墻，影響美觀和正常使用給用戶造成不安全感時(shí)?？稍诹芽p墻體兩側(cè)用4Ф6@200或Ф6@500鋼筋網(wǎng)片，兩側(cè)網(wǎng)片用鐵絲固定后，用水泥砂漿外部抹面處理。   6.結(jié)束語   砌體結(jié)構(gòu)中墻體的溫度裂縫是建筑工程質(zhì)量中的多發(fā)病，雖然通常不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安全，但影響建筑的美觀、結(jié)構(gòu)的耐久性。并且容易誘發(fā)商品房的糾紛。只要我們在設(shè)計(jì)和施工中重視這一現(xiàn)象，溫度裂縫是可以控制的。   參考文獻(xiàn)：   [1]王鐵擎。建筑枷的裂縫控制，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1993.   [2]謝征勛?；旖Y(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力實(shí)用計(jì)算方法，建筑結(jié)構(gòu)，1987.2.