砌体结构裂缝浅析

2024-07-22

砌体结构裂缝浅析(精选6篇)

篇1:砌体结构裂缝浅析

【论文摘要】总结分析了受力裂缝及非受力裂缝的不同状态及产生原因,结合工程经验提出控制裂缝的措施。

【论文关键词】砌体结构;受力裂缝;非受力裂缝;裂缝控制措施

1简介

砖石材料是房屋建筑中采用较广泛而经济的地方材料,因宁夏当地的地质环境及条件,砌体结构在宁夏的建筑工程中使用的很多。砖石材料具有良好的耐火性,材料便宜,方便取得,施工工艺简单,工期短等优点。但砌体结构也存在一定的缺点,裂缝就是其中较为严重的问题,砖砌体出现裂缝,轻者影响外形美观和使用功能,损害结构整体性,降低工程寿命,重者使建筑失去使用价值,甚至倒塌。

2裂缝的类型及成因

产生砌体结构裂缝的原因很多,如不均匀沉降、温度变化导致的热胀冷缩、干缩变形等,或是各种因素的综合作用结果。按裂缝的成因,墙体裂缝可分为受力裂缝和非受力裂缝两大类。各种直接荷载作用下,墙体产生的裂缝称为受力裂缝,而砌体因收缩、温度、湿度变化、地基沉陷不均匀等引起的裂缝是非受力裂缝,又称为变形裂缝。

2.1受力裂缝受力裂缝的产生主要是砌体结构设计中墙体在外荷载作用下的承载力没达到规范所要求的强度,墙体由于外荷载产生的内应力超过了墙体自身可承受的极限而开裂。受力裂缝破坏基本上分为受压、受拉、受弯和受剪破坏:

①受拉破坏时裂缝成竖向平行分布。

②受拉破坏时可分为沿齿缝开裂和沿墙面垂直开裂。当砖块的强度等级较高而砂浆的强度较低时,砖体的抗拉强度大于该切向的粘结强度,砌体沿着与砂浆的交接面处处形成齿状裂缝,墙体开裂破坏。反之,砖体的抗拉强度小于交接面处的粘结强度,易形成自上而下贯穿墙体的垂直裂缝,墙体开裂。

③受弯裂缝破坏与受拉相似。

④砌体局部受压是常见的一种受力状态,如基础顶面的墙、柱的支撑处,梁或屋架端部的支撑处。

2.2非受力裂缝非受力裂缝又分为温度裂缝及基础不均匀沉降裂缝等。

2.2.1温度裂缝温度裂缝产生机理:对于砖砌体结构,混凝土由于温度改变而引起的变化是砌体的两倍。当外界温度升高时,混凝土顶盖变形大,墙体变形相对较小,导致砖砌体和混凝土屋盖之间产生约束应力。使屋盖受压,墙体受拉、受剪。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。

2.2.2斜裂缝常见于建筑物顶层两端内外纵墙门窗洞的上下角上,对称产生,呈八字形,向下一层的斜裂缝比顶层裂缝小。这主要是由于屋面变形受到墙体的约束,屋面板对墙体顶端产生水平推力,使墙体与屋盖的接触面受剪。而剪力与屋盖挑檐或女儿墙的垂直压力构成了墙体双向应力,当主拉应力大于墙体的抗拉强度时,墙体便开裂。沿墙体分布的剪力大致为两端大,中间小,由于端部正应力小,其主拉应力接近于剪应力,使横墙及内外纵墙端部出现八字形裂缝。

2.2.3竖向裂缝常见于门窗间墙上,情况严重的还会延至以下几层,甚至出现贯通房屋全高的竖向裂缝。这是因为从屋盖传给墙体的主拉应力,在门窗洞口处约为平均应力的两倍,窗间墙一般比较薄弱,当窗过梁搁置在窗间墙的.两端,搁置处受过梁传来的局部压力较大,过梁在热胀冷缩的作用下,引起窗间墙受拉、受剪的动力较大,易产生垂直竖向裂缝。

2.2.4水平裂缝常发生在顶屋圈梁下的水平砖缝中,有的在建筑四角形成包角裂缝,即会在两端间四周墙上有一圈水平裂缝。当纵墙门窗洞口多时,水平裂缝常发生在门窗洞口上的砖缝中。以上两种裂缝是由于屋盖的热胀冷缩作用,墙体内产生水平轴压力和偏心弯矩,当应力大于砌体的拉力时,在薄弱的水平砖缝中就会产生水平裂缝。

2.3地基不均匀沉降裂缝地基不均匀沉降的裂缝的形态是多种多样的,有的裂缝尚随时间长期变化,裂缝较宽。沉降大处地基会产生局部凹陷,此时其上部荷载只能由砖砌体承担,则砖砌体上产生了附加拉力和剪力,当该应力大于砖砌体的承载能力时会出现裂缝。这类裂缝大多会发生在底层,在顶层大量的竖向裂缝或接近竖向裂缝,在底层多数为斜裂缝。

2.3.1斜裂缝常见于房屋底部,通过门窗口,与地面成45°角,少数有可能向上延伸到二层。这类破坏可近似的按弯曲破坏进行分析,如建筑中部沉降大,而端部沉降小,使建筑物产生正弯矩,结构中下部受拉,端部受剪,墙体由于剪力形成的主拉应力破裂。

2.3.2竖向裂缝常见于底层窗下墙的中部,裂缝上端宽下端细。原因是窗下墙两端在窗间墙上部的集中荷载作用下,使窗下墙的两端受的压力大,地基压缩下降量大,而中部向上弯曲,产生弯曲裂缝。

2.3.3水平裂缝窗间墙上下沿灰缝常出现水平裂缝,沉降大的一端,在窗间墙的下面灰缝中产生水平裂缝,沉降小的一端水平裂缝在窗间墙的上面。究其原因,建筑物沉降单元上部受到阻力作用时,使窗间墙承受较大的剪应力,当剪应力大于砌体的抗剪强度时产生裂缝。

3裂缝的控制措施

大量工程实践表明,控制裂缝应该防患于未然,特别是在设计时就要考虑如何预防裂缝的产生。砖砌体由于本身的特点,对于不均匀沉降和温度应力都很敏感,一旦出现了裂缝就无法啮合,当危及到安全时还要采取加固措施,既影响美观又影响使用,有的即使进行了加固也不能恢复其本来面貌,因此对砖砌体的裂缝问题,应着眼于预防,把症害消除在发生之前。根据以上分析,提出以下几点预防措施:①为增强外纵墙及内纵墙的抗剪及抗拉能力,控制裂缝出现,外纵墙厚度宜采取370mm,内纵墙厚度宜采取240mm,增加墙的厚度后,圈梁和构造柱仍占一砖墙厚,使圈梁和构造柱不暴露在大气中,有利于控制温度应力引起的墙体裂缝。②在现浇屋盖部分及现浇挑檐,每隔15米左右设后浇缝一道,缝宽600~800mm,缝内混凝土断开,钢筋不断,待主体结构完成需做保温层前,再灌注混凝土,混凝土强度提高一级,并加膨胀剂。砖混结构顶层墙体裂缝早已引起人们关注,实践证明,采取和不采取预防措施截然不同,一般采取措施后不再出现裂缝,而且预防裂缝方法简单,施工方便,增加工程造价不多,效果显著。

4加固处理方法

采取砌体灰缝中嵌筋法:将裂缝墙体灰缝剔除,用空压机吹扫干净灰缝,用结构胶将φ6钢筋嵌入灰缝中,外抹水泥砂浆保护层,可有效抑制墙体裂缝达2倍以上强度。此方法施工简单且有效提高了砖砌体抗裂缝能力。砌体墙外贴钢筋网片,喷射细石混凝土,增加砖砌体整体刚度,抑制裂缝发展,但此方法施工工艺复杂,施工作业面大,施工周期长。综上所述,施工中应采取多种方法结合的措施减少温度缝的产生,产生裂缝后可根据现场情况进行加固补强。

5结语

通过对温度裂缝、地基不均匀沉降裂缝的分析,提出了一些控制措施,对具体工程,应该具体分析,结合实际,采用不同的控制方法,来达到较好的效果。

篇2:砌体结构裂缝浅析

干缩裂缝

1.一种裂缝多发生在抹灰层内,少数延伸到砌体内部;

2.另一种干缩裂缝发生呈不规则的龟裂或呈放射状裂缝,此类裂缝宽度较小,仅发生在抹灰层内,

地基下沉裂缝

1.通常,当地基下沉差异变形值超过砌体抗拉或抗剪极限变形值时,砌体将产生下沉裂缝。因地基下沉引起的裂缝比较复杂,形状各异,既有一般规律,又有特殊情况。

2.其一般规律为:下层重、上层轻;纵向重、横向轻;外墙重、内墙轻,且多为斜向裂缝。

温度裂缝

1.砌体结构在约束条件下,由于外界温度变化,屋盖、楼盖与砌体互相约束,造成相互间温度变形不协调,产生温度应力,当温度应力超过砌体抗拉或抗剪强度极限值时,砌体将产生温度裂缝。

2.裂缝特点和规律为:顶层重、下层轻;两端重、中间轻;向阳重、背阴轻等。

应力集中裂缝

1.此类裂缝多出现在砌体相对薄弱的部位,如门洞口上部,窗洞口上、下部,以及混凝土大梁下部的墙体上,

2.裂缝特点:裂缝多为斜向,少部分为竖向和水平方向。

荷载引起的裂缝

1.此类裂缝多出现在轴心或小偏心受压的砖梁或砖柱上,有时候也出现在截面较小的承重窗间墙上,

2.裂缝特点:多呈竖向裂缝,有时呈现枣核形,严重处砖块断裂,砌体出现剥落现象。

冻融(胀)裂缝

1.此类裂缝多发生在寒冷地区房屋的基础、檐口、女儿墙或经常受潮湿的厨房、卫生间等的外墙,有时室外踏步也发生此类裂缝。

2.裂缝特点:在裂缝附近砌体或混凝土酥松、剥落,且随时间推移有逐渐恶化的趋势。

两种结构体系变形不协调裂缝

1.此类裂缝多出现在两种结构体系收缩、温度变形不协调的薄弱部位或交界处。

2.例如:在砌体结构外侧贴建混凝土框架外楼梯的交接处。

沉降温度裂缝

此类裂缝特点是:在房屋上下层皆出现不同程度裂缝。

温度、应力集中裂缝

篇3:砌体结构裂缝的成因与防治浅析

砌体结构出现裂缝和产生变形对建筑物的危害主要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。

2 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、受力裂缝及干缩裂缝等几种类型。

2.1 温度裂缝

砌体结构温度裂缝因出现的部位不同, 其形状也有较大的差异, 在内纵墙和内横墙上, 如为“升温裂缝”, 其形状多呈正八字形, 如为“降温裂缝”, 其裂缝形状多呈倒八字形;在顶层山墙或伸缩缝处的墙体, 多数呈水平裂缝, 少数为斜向裂缝, 且多发生在圈梁下部;在纵墙上多在门窗洞口处, 形成斜向、水平裂缝。

(1) 砌体结构伸缩缝的最大间距超出了现行规范的规定, 导致局部温度应力超限。

(2) 砌体结构顶层屋盖 (特别是钢筋混凝土屋盖) 的保温隔热未达到现行建筑节能设计标准的要求, 导致屋盖出现较大的温度差。如在夏季阳光照射下, 屋面和墙体之间存在一定的温差。屋面最高温度可达40℃~50℃, 而顶层外墙平均最高温度约为30℃~35℃。屋面和顶层外墙存在10℃~15℃的温差, 两者的温差可能引起墙体开裂。

(3) 屋盖、楼盖与砌体相互间的约束较大, 使得砌体膨胀受阻, 造成砌体出现较大的附加温度应力。

(4) 两种线膨胀系数差异较大的承重结构体系之间, 未能适应温度变形差的缝隙。

(5) 墙体内外或上下之间出现过大的温度差, 导致温度应力或温度变形超限。预护措施:重要的是在高温下施工, 应经常浇水养护, 一来可减少温度产生的裂缝, 二来可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力, 有效地控制裂缝。

2.2 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。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, 这种情况一般外叶墙裂缝较内叶墙严重。

为了防止干缩裂缝的产生可采取以下预护措施: (1) 选用收缩量较小的水泥, 如采用中低热水泥和粉煤灰水泥。 (2) 控制水灰比, 掺适量减水剂。 (3) 施工中控制配合比, 用水量不得超过配合比中的用水量。 (4) 注重混凝土的养护。 (5) 设置合理的收缩缝。

2.3 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。

2.4 砌体结构开裂的预防措施及处理加固方法

结构开裂的预防措施。

砌体结构由于自身的特点, 一旦出现了裂缝, 处理起来比较困难的。有的即便进行了加固, 也不能完全恢复其本来面貌。因此砌体结构的裂缝问题, 应着眼于预防, 把症害消灭在发生之前。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。

结构开裂的加固方法: (1) 由于结构的侧向刚度较小, 砌体间位移不能满足规范要求, 应当在适当的位置增设抗侧力构件, 提高结构的侧向刚度, 减小位移。结构体系相对而言比较合理, 且满足了现行设计规范要求。 (2) 楼板应当全面凿除装修层, 减轻结构的恒载。 (3) 对于密肋结构处应当进行结构加固。密肋结构处的加固方法可采用加固密肋的方法, 在板肋正负弯矩区粘贴高强片材, 如钢板或碳纤维材料。 (4) 混凝土柱, 应首先凿除混凝土柱表面已经碳化、酥裂部分, 采用扩大截面法进行加固。为了保证框架柱的连续性, 柱钢筋应穿楼板至屋面, 并增设箍筋加密区。 (5) 对于板结构与混凝土柱之间的连接, 应增浇柱帽, 提高砌体的抗冲切能力。

3 结语

多年来砌体结构出现裂缝是一种较为普遍的现象。这些现象提醒我们必须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。而在工程中, 现浇砌体结构的裂缝现象也是不可避免, 要求我们在现场施工中要尽量做到科学合理, 采取有效的预防措施, 是能够减少裂缝现象产生的, 对于施工中已经产生的裂缝, 在分析其发生原因后, 进行科学的处理和加固补强措施, 使现浇砌体能够满足正常使用条件下的安全性和耐久性要求。

参考文献

[1]GB50003 2001.砌体结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

[2]唐岱新, 龚绍熙, 周炳章.砌体结构设计规范理解与应用[M].中国建筑工业出版社, 2002.

[3]郝晓东.浅析砌体裂缝[J].山西建筑, 2004 (20) .

篇4:砌体结构裂缝控制措施初探

1.裂缝的性质

引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格等。有统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。最为常见的裂缝有两大类,一是温度裂缝。二是干燥收缩裂缝,以及由温度和干缩共同产生的裂缝。

1.1温度裂缝

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。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。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之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随温度变化而略有变化。

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,且变形完成较快。一类砌体在潮湿情况会产生较大的湿胀,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℃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,以后逐渐变慢,几年后材料才能停止干缩。但干缩后的材料受潮后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其缩率有所减小。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。另外不同材料和枸件的差异变形也会导致墙体开裂。

1.3温度干缩及其它裂缝

对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝结合,或因具体条件不同呈现不同裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格,施工质量差、违反设计施工规程,砌体强度达不到设计要求,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。

2.砌体裂缝的控制

2.1裂缝的危害和防裂的迫切性

砌体属于干脆性材料,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信者在感觉上和心理上造成不良影响。特别是随着我国房改、住房商品化进展,人们对居住环境和建筑质量要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。因此,加强砌体结构,特别是新材料砌体结构的抗裂措施,巳成为工程量、国家行政主管部门、以及房屋开发商共同关注的课题。

2.2裂缝宽度的标准问题

建筑物的裂缝是不可避免的。此时提到的墙体裂缝宽度的标准是一个宏观标准。既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以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。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。

3.现有控制裂缝的措施

我国砌体结构裂缝仍然较严重,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,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,在强度方面作必要计算后,针对构造措施绝大部分引进国家标准或标准图集,很少单独提出有关防裂要求措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结.

3.2我国《砌体规范》抗裂措施的局限性

《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;硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。未考虑不同地区气候、温度湿度的差异和相同措施适应性。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,而与砌体种类、材料和收缩性能无直接关系。

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、块体小的粘土砌体结构的,而对于缩大、块体尺寸比粘土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。

关于在砌体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

4.1防止混凝土屋盖的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是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《砌体规范》GBJ3-88第5.3.2条规定外,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设置控制缝的位置

(1)在总后高度突然变化处设置竖向控制缝。

(2)在墻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)竖向竖向控制缝,对于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。

4.2.2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,控制缝至墙转角距离不大于4.5M。

4.3也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防度、基础结构布置式、建筑平面、外形等,综合采用上述抗裂措施

篇5:砌体结构裂缝产生原因及整改措施

裂缝的性质

引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。根据工程实践和统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。而最为常见的裂缝有两大类,一是温度裂缝,二是干燥收缩裂缝,简称干缩裂缝,以及由温度和干缩共同

产生的裂缝。温度裂缝

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。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。[KG-*2]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。[KG-*2]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。[KG-*2]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。〖KG-*2〗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,如砌块出窑后放臵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。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,这种情况一般外叶墙裂缝较内叶墙严重。

1.3 温度、干缩及其它裂缝

对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤 灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对砼砌块、灰砂砖等新型墙体材料,没有针对材料的特殊性,采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施,仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,必然造成墙体出现较严重的裂缝。

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

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,可采取设臵保温层或隔热层;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,应在墙体中设臵伸缩缝。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臵控制缝(变形缝),这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同,而是在单墙上设臵的缝。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,可通过设臵附加钢筋达到。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,配臵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。

关于在砌体内配臵抗裂钢筋的数量(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。

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 屋盖上设臵保温层或隔热层;

4.1.2 在屋盖的适当部位设臵控制缝,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,宜设臵分隔缝,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臵控制缝,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 设臵控制缝

4.2.1.1 控制缝的设臵位臵

(1)在墙的高度突然变化处设臵竖向控制缝;

(2)在墙的厚度突然变化处设臵竖向控制缝;(3)在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设

臵竖向控制缝;

(4)在门、窗洞口的一侧或两侧设臵竖向控制缝;(5)竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设臵;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1-2层和顶层

墙体的上述位臵设臵;

(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 设臵灰缝钢筋

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;

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;灰缝钢筋的间距不大于600mm;

灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小

于600mm;

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;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;

灰缝钢筋宜通长设臵,当不便通长设臵时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;

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;

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设臵灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。

4.2.3 在建筑物墙体中设臵配筋带

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臵,当不能通长设臵时,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臵;

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;

篇6:砌体结构裂缝浅析

关键词:砌体结构,裂缝;类型;机理;控制措施砌体结构裂缝的类型及成因

1.1 地震裂缝

地震对砌体结构的影响十分大,通常造成墙体出现水平裂缝、斜裂缝、“X”形裂缝,严重的出现歪斜甚至倒塌。水平裂缝是由于墙肢较窄,在地震作用下墙体受弯、受剪的缘故。在大开间的纵墙上。窗间墙的上下端会产生的。斜裂缝一般属于主拉应力超过砌体强度所引起的剪切破坏现象,墙体开裂后出现滑移、碎落等现象,直至局部倒塌、压塌。“X”形裂缝由于建筑物墙体受地震反复作用,由斜裂缝发展而来。

1.2 温度裂缝

由于砖砌块与混凝土楼板的温度线膨胀系数相差很大。当温度升高时,混凝土顶盖变形大。墙体变形相对较小。导致砖砌体和混凝土屋盖之间产生约束应力。屋盖受压、墙体受拉受剪开裂。当砌块材料为混凝土砌块时,由于混凝土砌块的强度比砖砌块少得多,更容易引起墙面开裂。裂缝形态有门窗洞边的“八”字斜裂缝、山墙上部的斜裂缝、平屋顶下或屋顶圈粱下沿砖(块)灰缝的水平裂缝以及水平包角裂缝。

1.3 收缩裂缝

干涨湿缩是自然界的普遍现象,组成砌体结构的各组成材料的含水率不同,受干涨湿缩影响也不协调,因此产生了各种收缩裂缝。收缩裂缝的形态有,在墙体中部出现的阶梯形裂缝,环块体周边灰缝的裂缝;在外墙的窗下墙出现竖向均匀裂缝,山墙等大墙面出现的竖向、水平向裂缝。

1.4 结构超载裂缝

随着结构使用功能的转变和砌体材料强度的降低,加之砂浆和砖这两种材料的弹性模量、横向变形和强度不相同。当外部荷载超过结构的极限状态而形成了受压、受拉和受剪裂缝等破坏形态。

1.5 地基不均匀沉降裂缝

一般情况下,地基受到上部传递的压力,引起地基的沉降变形呈凹形,从而导致地基反力在边缘区较高。这种沉降使建筑物形成中部沉降大、端部沉降小的弯曲,产生正弯距。结构中下部受拉,端部受剪,特别是由于端部地基反力梯度很大,端部的剪应力很大,墙体由于剪力形成的主拉应力破裂,裂缝呈正八字形。此外,当地基中部有回填砂、石,或中部地基坚硬而端部软弱,或由于荷载相差悬殊,建筑物端部沉降大干中部时,会形成负弯距。主拉应力将引起墙体的斜裂缝或倒八字裂缝。局部的沉降不均不仅可以引起斜裂缝,由于垂直沉降还可能引起砌体的水平裂缝。砌体结构裂缝控制的措施

裂缝导致砌体房屋承载能力和抗震性能大大降低,势必会影响了建筑物的使用功能和安全性。新建的砌体房屋必须考虑抗震防裂因素,已经产生裂缝的砌体房屋必须通过评估、加固措施进行裂缝控制,以免危及人们生命财产安全。

2.1 结构选型

合理选择砌体结构的受力体型对控制裂缝具有十分重要的意义,在地震裂缝的控制上尤为重要。砌体房屋概念应做到:房屋体型宜规整、简单;横纵墙布置要得当、刚度分布较均匀;设置必要的圈梁和钢笳混凝土构造柱或芯柱,楼梯间和大开间房屋的结构考虑抗扭因素。2.2 地震裂缝控制要点

建筑物要完全避免地震裂缝是完全做不到的。只能采取适当措施,做到小震不裂或少裂、大震不倒,建筑设计时,应根据本地区抗震等级合理进行抗震设计;施工时保证必要的构造要求和施工质量;合理设置抗震缝。

2.3 温度裂缝控制要点

温度裂缝的控制关键是设置伸缩缝。尽可能消除热胀冷缩源头,伸缩缝的设置需满足《砌体结构设计规范》。同时应通过提高砂浆强度、提高饱满度、空斗改实砌、加筋砌体、加设构造柱等方式增强砌体的承载能力。对于主体结构上设置好的伸缩缝,在后期的装饰工程、设备安装等环节不能掩埋、填塞伸缩缝。

2.4 收缩裂缝控制要点

物体的干涨湿缩现象不仅与周围环境相关,而且与物体本上的物理性质尤其是含水率等密切相关。为控制好砌体结构的收缩裂缝,首先要在材料性质上把好关,材料须符合规范要求;同时在墙的高度、厚度不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半突然变化处及门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;控制缝宜做成隐式,与砌体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料。

2.5 结构超载裂缝控制要点

砌体房屋的功能不能随意改变,不能在楼面上随意安放设备、施加动力荷载;不能随意改变砌体房屋的受力形式,尤其是不能破坏承重结构;对于房龄较长的砌体房屋,要适当减轻楼(屋)面荷载,以免房屋产生超载裂缝。

2.6 地基不均匀沉降裂缝控制要点

对于不均匀沉降导致的裂缝应以预防为主,把好设计和施工质量关。具体做法为;在建筑物平面转折处、建筑高度荷载突变处、结构类型不同处以及地基土软硬交界处设置沉降缝;适当减轻结构自重;通过设置封闭圈梁和构造柱,特别是增强顶层和底层圈梁、合理布置纵横墙、采用整体性好、刚度大的基础形式等增强建筑物的刚度和强度;减小或调整基底的附加应力改变基础地面尺寸使不同荷载的基础沉降量接近;荷载变化较大的房屋,应分期分阶段组织施工;施工时先建荷载大的高层,后建荷载较小的低层先建深基础,后建浅基础,避免增加新的附加应力;观测裂缝发展的速度、部位、程度,决定是表面处理还是上部加固或基础加固处理。结语

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