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关于多层砖混结构住宅墙体裂缝原因与防治分析


关于多层砖混结构住宅墙体裂缝原因与防治分析 【摘 要】目前我国建筑结构大多采用砖混结构,因为其施工过 程简单、施工成本低,能够适应商品社会的需求,但是多层砖混结 构住宅容易发生墙体裂缝问题,在实际生活中给用户带来很多不 便,因此分析多层砖混结构住宅产生裂缝原因、提出有效的防治办 法是十分必要的。 【关键词】多层;砖混结构;裂缝;防治 1.前言 多层砖混结构的住宅是我国目前民用建筑采用的主要结构形式, 在民用建筑总量中占有相当大的比例,因其具有取材方便、施工简 单、成本低廉的明显优势,相信在今后一段时间内都具有普遍使用 的价值。伴随着工程建设日新月异的发展,结构形式趋于多样化、 复杂化,用户对住宅工程质量问题的要求越来越严格,在这个背景 下砖混结构墙体的裂缝问题就显得很突出,砖混结构产生裂缝的原 因是复杂的,涉及到材料、地基、环境变化、施工技法等多种因素 的影响,笔者对砖混结构墙体裂缝产生的原因进行了全面的分析, 并针对这些问题提出了防护治理的措施。 2.多层砖混结构住宅中墙体裂缝的原因 引起砖混结构墙体裂缝的原因主要有:地基不均匀沉降、温度变 化、施工材料、设计问题,下面针对这几点影响因素进行分析探究。 2 .1 因地基不均匀沉降而导致砖混住宅墙体裂缝 当地基上部荷载分布不均匀或地基受力层土的厚度不均匀,就会 引起地基的不均匀沉降,地震、泥石流滑坡等自然因素也会引起地 基的不均匀沉降,当地基发生变形就会引起上部住宅结构的受力变 化,按照力学范畴,在墙体上会产生不同的剪力和弯矩,拉应力超 过墙体受拉极限时,就产生了墙体的裂缝。根据墙体受力部位的不 同,裂缝的表现形式也不同。 2.1.1 砖混墙体斜裂缝 当地基不均匀沉降使砖混墙体承受过大的剪切应力时,主拉应力 被破坏墙体就会产生裂缝,通常,上部建筑的不均匀压力使地基沉 降变形,变形的形式有很多种,产生中间沉降量多而边上沉降量少 时,建筑结构即产生正弯矩,住宅的下部受拉,同时,结构的端部 受剪力作用,形成主拉应力被破坏而产生的纵墙端部斜裂缝。当地 基中间部位硬度不均匀或者上部建筑对地基的压力分布过于不均 匀引起沉降时,住宅的端部沉降量就会大于中部的沉降量,由此引 起突破拉应力极限产生局部的斜裂缝。 2.1.2 砖混墙体的水平裂缝 由于地基沉降部位集中,住宅窗体之间的墙受到垂直压力作用, 此时灰缝的沉降较大,又由于窗的上部墙体属于自由面,在窗户角 处产生应力集中现象,在大窗台附近会产生弯曲导致中间开裂,形 成因剪力破坏而造成的水平局部裂缝。 2.1.3 砖混墙体的竖向裂缝 竖向裂缝通常发生在门窗洞口部位,当地基因冻胀变形或者窗台 承受大荷载时,窗台特别是开口较大的门窗,由于压力作用向反方 向产生过大的变形导致开裂,不仅影响美观,严重时还会影响门窗 的使用功能。 2.2 温度变化引起砖混住宅墙体裂缝 建筑物墙体变形受温度影响,室内外温差或地基和地上的温差均 会引起墙体变形,这是因为温差使墙体内部产生了温度应力。当砖 混结构墙体材料的抵抗力不足以抵消温度应力时就会引起墙体内 部应力破坏。砖混结构中,钢筋、砖、混凝土的线膨胀系数不同, 当温度发生变化时墙体与屋盖的温度变形程度有较大的差距,由于 他们都是刚性结构,较大的变形会因彼此的束缚而在两者之中产生 很大的温度应力。砖混墙体的抗拉、抗剪强度小于温度应力产生的 强度时,就会导致应力破坏,造成墙体裂缝,严重时屋盖也会被破 坏。 2.3 施工质量差引起住宅墙体裂缝 基础施工质量差,在施工过程中没有按照规范进行,使用的材料 质量差,工序混乱,这种原因引起的墙体裂缝分布不规则,常见问 题有砌筑砂浆不够饱满,堆砌施工等,砂浆铺砌不匀,局部砖块受 剪或受弯,这些施工问题会造成基础不稳定,在使用一段时间后因 竖向或水平的荷载作用,导致基础块石移动,从而产生基础不均匀 沉降,出现裂缝。 2.4 设计问题引起的墙体裂缝 高寒地区设计基础时,忽略地基的冰冻线要求,设计基础埋深小 于冰冻线规定,这样会导致地基土受冻膨胀对上部建筑有向上的作 用力,大于墙体的拉应力时墙体会开裂产生裂缝,每年循环受冻裂 缝情况会更严重。 3.砖混结构住宅墙体裂缝的防治措施 3.1 从设计角度进行多层砖混墙体裂缝防治 经验证明,大多数的砖混墙体裂缝都是基于其他因素的间接作用 产生的,事实上,到目前为止,建筑行业防治间接影响的可用设计 规范寥寥无几,只有抗震设计规范,因此急需制定一本关于由地基 不均匀沉降、材料线性膨胀、温度变化等间接影响结构应力变化的 规范,这些类型的应力计算需要统一的计算方法,现在施工设计中 基本忽略了这些应力的计算,有关单位应该快速编制一部相关方面 的规范书籍,设计人员要掌握应用所需的设计计算方法,如有限元 等,依据实际情况对砖混结构在附加应力作用下进行强度验算,以 保证在一定范围内不会出现裂缝 3.2 避免温度应力引起裂缝的设计防治措施 设计多种措施结合使用防治裂缝,建筑物墙体内部剪力与温度呈 线性关系,与水平阻力系数、建筑物的长度、建筑材料的弹性模量 呈非线性关系,温度引起砖混结构墙体开裂的原因很多,只靠伸缩 缝来防止裂缝产生是不合理的;限制砖混结构住宅的长度,有的住 宅长度过长,多个单元总长度超过了温度变形的允许范围,按照规 范,总长度超过 60m 时就要设置伸缩缝,有的住宅长度超过规定, 却没有设置伸缩缝,也没有其他预防措施; 设置构造柱,构造柱能够增强住宅的整体性,是抵抗地震作用的 重要构件,在设计中不仅要考虑构造柱的抗震需求,还要考虑到温 度变化引起的温度应力,因此,多层砖混结构设计时要隔间布置构 造柱,住宅端部加密布置,裂缝高发区重点布置;通常大部分砖混 住宅设计喜欢采用大挑檐,材料为钢筋混凝土,有时在室内也要进 行一部分屋盖板的浇筑,屋盖板和挑檐靠外墙圈梁连结,圈梁一般 和墙的宽度一样,当三者共同作用的部分遇到温度变化时膨胀程度 不同,会导致墙体开裂,设计时要注意这几部分的连结处的处理; 设计时还要考虑到材料温差

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