所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2010-11-18 08:27 熱度:
摘要:在磚混結構中,由于其自身結構特點,施工中質量不易得到控制,各地區地形條件的限制,容易出現大量裂縫,尤其以地基不均勻沉降及溫度裂縫的產生為主。本文對此在建筑施工中所采取的方法做出分析。
關鍵詞:房屋,裂縫,原因分析,控制
1基礎不均勻沉降而引發的裂縫
某單位房建設備均分布在二級及二級以上的階地,常會在軟土、填土、山坡、舊河道以及各種不均勻的地基上建造建筑物,地基的不均勻會引發裂縫,或者所處地基雖然均勻,但同一類建筑物本身的差異也會造成荷載差別過大,也有可能因基礎不均勻沉降而發生裂縫。
磚混結構房屋建筑物地基基礎的不均勻沉降,使墻體內產生附加應力。當墻體內應力超過砌體的極限強度時,首先會在墻體的薄弱處出現沉降裂縫,并將隨不均勻沉降量的增大而不斷擴大。在設計和施工中如果不注意這一特點,往往使建筑物產生裂縫。
1.1裂縫產生的特征和類型
由于多層房屋的剛度較大、荷載也較大,當地基土中的內力變化小于上部結構傳遞給它的壓力時,地基的膨脹力得不到發揮,因而,由于基礎的不均勻沉降引發的裂縫很少在4層及以上的房屋中出現,一般在房屋剛度較小的3層及3層以下的房屋中產生。
1.2裂縫產生原因分析
由于場地工程地質條件復雜,土層常常與坡向一致成層。建房時往往要挖填方,造成地基土的不均勻,自然地貌和植被條件遭到破壞,地基土中含水量差異增大,因而造成建筑物的地基承載力差異過大,臨坡面墻體變形比坡后墻體變形大,房屋的變形除了豎向下沉變形外,還有水平向外的位移。
斜裂縫的產生多是由于不均勻的土質承載力造成墻體受到較大剪應力,加上房屋的整體剛度不夠,致使砌體受主拉應力而破壞。
墻體的豎向裂縫是由于墻的2端沉降量較大,如圖1所示,基底中部的土壓力大于2端土壓力。中間沉降量較小,因而產生負彎矩,結構中上部受拉,端部受剪,反向的彎曲使墻端形成受拉而破壞。
1.3控制裂縫的方案
要防止因基礎不均勻沉降而產生的裂縫,應在下列幾種情況下考慮沉降縫的設置:①基土中土質
圖1墻體豎向裂縫原因分析
壓縮性有明顯的差異,應在分界處設置沉降縫;②當建筑物的高低差別較大,或由于其他原因,地基所承受的荷載差別較大時,應在荷載變化處設置沉降縫;③同一建筑物的地基處理方案不同時,在地基處理方法不同的部位設置沉降縫。
2溫度變化造成的裂縫
2.1裂縫產生的特征和類型
由于磚砌體的線膨脹系數和混凝土的線膨脹系數不同,諸多房屋或多或少地出現了斜裂縫或水平縫,特別在頂層2端處容易發生,有的造成剛性屋面開裂通縫,有的使外墻面開裂,導致雨水滲在頂層2端處,使內墻面或呈濕痕,或顯霉斑、泛黃,有的造成電源線路的腐蝕,老化加重,給防火安全留下隱患。
圖2磚砌體產生斜裂縫受力分析
當墻體頂部的水平抗剪強度小于剪應力和主控應力時,則會產生水平裂縫,如某工程,由于屋面上未做隔熱處理,使屋面板溫度升高較大,熱量傳遞給板下大梁,大梁在高溫狀態下產生橫向水平推力,使承受其重量的縱墻上端受到水平推力,因此,引起屋面與墻體連接處出現水平裂縫(見圖3)。
圖3屋面與墻體連接處水平裂縫示意(單位mm)
裂縫一般分布在頂層縱墻2端的1~2個開間內,有時可能發展至房屋長度的1/3左右,裂縫由2端向中間逐漸升高,成對稱形。
2.2裂縫原因分析
據分析,磚混結構建筑物頂層產生裂縫的主要原因有1)溫度變化的影響:此類房屋主要采用鋼筋混凝土梁、預制板屋頂和剛性防水層作屋面處理,而墻體則采用磚砌體。因屋面受太陽照射時間長,屋面接受輻射熱比墻體多。鋼筋混凝土的膨脹系數為lO×1O一6,磚的膨脹系數為5×1O一6,可見在相同溫度下,鋼筋混凝土的變形值是磚砌體的2倍。因此,在相同溫差下,二者的膨脹伸縮不一,且屋面比墻體的溫差變化要大,由于伸縮量的不一致,加上磚墻頂面與混凝土結合部受砌筑砂漿粘結力的制約,使墻體受剪拉力,產生剪應力和拉應力。當磚墻的拉應力小于混凝土因溫度變形所產生的拉應力時,磚砌體產生斜裂縫(正“八”字或倒“八”字)(見圖2)。
磚墻上的正“八”字形裂縫,是張力作用造成的,當墻體上下邊沿所受拉力q1與q2不等時,墻頂部受偏心拉力,形成偏心彎矩,產生豎向應力,當與組合而成的主控拉應力超過允許強度時,就形成正“八”字形,倒“八”字形是冷縮作用造成的,因與,x成相反,因而形成的裂縫成倒“八”字形。
2)建筑材料和施工質量的影響。在頂層磚砌體中往往采用MU75號機制磚和M5砌筑砂漿,本身強度就不高,而有些施工單位往往在頂層磚墻砌筑時,隨意降低磚和砂漿的標號,不按規范接搓,加上砌筑質量得不到保證,更加速了墻體裂縫的擴展。
2.3控制裂縫的方案
從以上分析得知,產生溫度裂縫的原因是多方面的,因此控制裂縫要從設計、施工和材質等方面進行。
1)鋼筋混凝土屋面加設通風隔熱層,是減少和穩定砌體溫度裂縫的較好措施之一。在發現水平裂縫后,找出致裂的主要原因,并加設隔熱層,第二年檢查,裂縫未有擴展,已趨于穩定狀態。
2)頂層墻體均設置鋼筋混凝土圈梁,以增加結構的整體性。
3)屋面設置柔性分格縫,縫內嵌填柔性防水材料,使板的兩端自由伸縮,減少頂板與墻體間的約束作用。
4)增強局部抗裂性,可在易裂部位提高砌塊和砂漿的標號,或加設部分補強鋼筋。
5)保證施工質量,施工人員要嚴格執行施工規范和操作規程,砌材在砌筑前要充分潤濕,做好內外墻接搓,不留直搓,提高砌體砂漿的飽滿度,保證磚和砂漿達到設計標號。
6)溫度裂縫一般屬于穩定性裂縫,一旦出現,能量得到釋放,殘留變形不大,對結構的穩定和安全影響不大,經過一年就會穩定,適當作些修補便可正常使用。
3結束語
為此,有必要在設計及施工中加強對磚混結構房屋建筑的裂縫控制,避免出現建設工程質量缺陷及建設成本。
文章標題:對房屋建筑裂縫的成因與控制的探討
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