砌體結(jié)構(gòu)裂縫淺析

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【論文關(guān)鍵詞】砌體結(jié)構(gòu)；受力裂縫；非受力裂縫；裂縫控制措施【論文摘要】總結(jié)分析了受力裂縫及非受力裂縫的不同狀態(tài)及產(chǎn)生原因，結(jié)合工程經(jīng)驗提出控制裂縫的措施。

    1簡介     磚石材料是房屋建筑中采用較廣泛而經(jīng)濟的地方材料，因?qū)幭漠?dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境及條件，砌體結(jié)構(gòu)在寧夏的建筑工程中使用的很多。磚石材料具有良好的耐火性，材料便宜，方便取得，施工工藝簡單，工期短等優(yōu)點。但砌體結(jié)構(gòu)也存在一定的缺點，裂縫就是其中較為嚴(yán)重的問題，磚砌體出現(xiàn)裂縫，輕者影響外形美觀和使用功能，損害結(jié)構(gòu)整體性，降低工程壽命，重者使建筑失去使用價值，甚至倒塌。       2裂縫的類型及成因       產(chǎn)生砌體結(jié)構(gòu)裂縫的原因很多，如不均勻沉降、溫度變化導(dǎo)致的熱脹冷縮、干縮變形等，或是各種因素的綜合作用結(jié)果。按裂縫的成因，墻體裂縫可分為受力裂縫和非受力裂縫兩大類。各種直接荷載作用下，墻體產(chǎn)生的裂縫稱為受力裂縫，而砌體因收縮、溫度、濕度變化、地基沉陷不均勻等引起的裂縫是非受力裂縫，又稱為變形裂縫。   2.1受力裂縫受力裂縫的產(chǎn)生主要是砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中墻體在外荷載作用下的承載力沒達到規(guī)范所要求的強度，墻體由于外荷載產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過了墻體自身可承受的極限而開裂。受力裂縫破壞基本上分為受壓、受拉、受彎和受剪破壞：①受拉破壞時裂縫成豎向平行分布。②受拉破壞時可分為沿齒縫開裂和沿墻面垂直開裂。當(dāng)磚塊的強度等級較高而砂漿的強度較低時，磚體的抗拉強度大于該切向的粘結(jié)強度，砌體沿著與砂漿的交接面處處形成齒狀裂縫，墻體開裂破壞。反之，磚體的抗拉強度小于交接面處的粘結(jié)強度，易形成自上而下貫穿墻體的垂直裂縫，墻體開裂。③受彎裂縫破壞與受拉相似。④砌體局部受壓是常見的一種受力狀態(tài)，如基礎(chǔ)頂面的墻、柱的支撐處，梁或屋架端部的支撐處。   2.2非受力裂縫非受力裂縫又分為溫度裂縫及基礎(chǔ)不均勻沉降裂縫等。   2.2.1溫度裂縫溫度裂縫產(chǎn)生機理:對于磚砌體結(jié)構(gòu)，混凝土由于溫度改變而引起的變化是砌體的兩倍。當(dāng)外界溫度升高時,混凝土頂蓋變形大，墻體變形相對較小，導(dǎo)致磚砌體和混凝土屋蓋之間產(chǎn)生約束應(yīng)力。使屋蓋受壓,墻體受拉、受剪。當(dāng)約束條件下溫度變形引起的溫度應(yīng)力足夠大時,墻體就會產(chǎn)生溫度裂縫。   2.2.2斜裂縫常見于建筑物頂層兩端內(nèi)外縱墻門窗洞的上下角上，對稱產(chǎn)生，呈八字形，向下一層的斜裂縫比頂層裂縫小。這主要是由于屋面變形受到墻體的約束，屋面板對墻體頂端產(chǎn)生水平推力，使墻體與屋蓋的接觸面受剪。而剪力與屋蓋挑檐或女兒墻的垂直壓力構(gòu)成了墻體雙向應(yīng)力，當(dāng)主拉應(yīng)力大于墻體的抗拉強度時，墻體便開裂。沿墻體分布的剪力大致為兩端大，中間小，由于端部正應(yīng)力小，其主拉應(yīng)力接近于剪應(yīng)力，使橫墻及內(nèi)外縱墻端部出現(xiàn)八字形裂縫。   2.2.3豎向裂縫常見于門窗間墻上，情況嚴(yán)重的還會延至以下幾層，甚至出現(xiàn)貫通房屋全高的豎向裂縫。這是因為從屋蓋傳給墻體的主拉應(yīng)力，在門窗洞口處約為平均應(yīng)力的兩倍，窗間墻一般比較薄弱，當(dāng)窗過梁擱置在窗間墻的兩端，擱置處受過梁傳來的局部壓力較大，過梁在熱脹冷縮的作用下，引起窗間墻受拉、受剪的動力較大，易產(chǎn)生垂直豎向裂縫。   2.2.4水平裂縫常發(fā)生在頂屋圈梁下的水平磚縫中，有的在建筑四角形成包角裂縫，即會在兩端間四周墻上有一圈水平裂縫。當(dāng)縱墻門窗洞口多時，水平裂縫常發(fā)生在門窗洞口上的磚縫中。以上兩種裂縫是由于屋蓋的熱脹冷縮作用，墻體內(nèi)產(chǎn)生水平軸壓力和偏心彎矩，當(dāng)應(yīng)力大于砌體的拉力時，在薄弱的水平磚縫中就會產(chǎn)生水平裂縫。   2.3地基不均勻沉降裂縫地基不均勻沉降的裂縫的形態(tài)是多種多樣的，有的裂縫尚隨時間長期變化，裂縫較寬。沉降大處地基會產(chǎn)生局部凹陷，此時其上部荷載只能由磚砌體承擔(dān)，則磚砌體上產(chǎn)生了附加拉力和剪力，當(dāng)該應(yīng)力大于磚砌體的承載能力時會出現(xiàn)裂縫。這類裂縫大多會發(fā)生在底層，在頂層大量的豎向裂縫或接近豎向裂縫，在底層多數(shù)為斜裂縫。   2.3.1斜裂縫常見于房屋底部,通過門窗口，與地面成45°角，少數(shù)有可能向上延伸到二層。這類破壞可近似的按彎曲破壞進行分析，如建筑中部沉降大，而端部沉降小,使建筑物產(chǎn)生正彎矩，結(jié)構(gòu)中下部受拉，端部受剪，墻體由于剪力形成的主拉應(yīng)力破裂。   2.3.2豎向裂縫常見于底層窗下墻的中部，裂縫上端寬下端細(xì)。原因是窗下墻兩端在窗間墻上部的集中荷載作用下，使窗下墻的兩端受的壓力大，地基壓縮下降量大，而中部向上彎曲，產(chǎn)生彎曲裂縫。   2.3.3水平裂縫窗間墻上下沿灰縫常出現(xiàn)水平裂縫，沉降大的一端，在窗間墻的下面灰縫中產(chǎn)生水平裂縫，沉降小的一端水平裂縫在窗間墻的上面。究其原因，建筑物沉降單元上部受到阻力作用時，使窗間墻承受較大的剪應(yīng)力，當(dāng)剪應(yīng)力大于砌體的抗剪強度時產(chǎn)生裂縫。       3裂縫的控制措施       大量工程實踐表明,控制裂縫應(yīng)該防患于未然，特別是在設(shè)計時就要考慮如何預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。磚砌體由于本身的特點，對于不均勻沉降和溫度應(yīng)力都很敏感，一旦出現(xiàn)了裂縫就無法嚙合，當(dāng)危及到安全時還要采取加固措施，既影響美觀又影響使用，有的即使進行了加固也不能恢復(fù)其本來面貌，因此對磚砌體的裂縫問題，應(yīng)著眼于預(yù)防，把癥害消除在發(fā)生之前。根據(jù)以上分析，提出以下幾點預(yù)防措施：①為增強外縱墻及內(nèi)縱墻的抗剪及抗拉能力，控制裂縫出現(xiàn)，外縱墻厚度宜采取370mm，內(nèi)縱墻厚度宜采取240mm，增加墻的厚度后，圈梁和構(gòu)造柱仍占一磚墻厚，使圈梁和構(gòu)造柱不暴露在大氣中，有利于控制溫度應(yīng)力引起的墻體裂縫。②在現(xiàn)澆屋蓋部分及現(xiàn)澆挑檐，每隔15米左右設(shè)后澆縫一道，縫寬600～800mm，縫內(nèi)混凝土斷開，鋼筋不斷，待主體結(jié)構(gòu)完成需做保溫層前，再灌注混凝土，混凝土強度提高一級，并加膨脹劑。磚混結(jié)構(gòu)頂層墻體裂縫早已引起人們關(guān)注，實踐證明，采取和不采取預(yù)防措施截然不同，一般采取措施后不再出現(xiàn)裂縫，而且預(yù)防裂縫方法簡單，施工方便，增加工程造價不多，效果顯著。       4加固處理方法     采取砌體灰縫中嵌筋法：將裂縫墻體灰縫剔除，用空壓機吹掃干凈灰縫，用結(jié)構(gòu)膠將φ6鋼筋嵌入灰縫中，外抹水泥砂漿保護層，可有效抑制墻體裂縫達2倍以上強度。此方法施工簡單且有效提高了磚砌體抗裂縫能力。砌體墻外貼鋼筋網(wǎng)片，噴射細(xì)石混凝土，增加磚砌體整體剛度，抑制裂縫發(fā)展，但此方法施工工藝復(fù)雜，施工作業(yè)面大，施工周期長。綜上所述，施工中應(yīng)采取多種方法結(jié)合的措施減少溫度縫的產(chǎn)生，產(chǎn)生裂縫后可根據(jù)現(xiàn)場情況進行加固補強。   5結(jié)語       通過對溫度裂縫、地基不均勻沉降裂縫的分析，提出了一些控制措施，對具體工程，應(yīng)該具體分析，結(jié)合實際，采用不同的控制方法，來達到較好的效果。