1、哈尔滨广播电视大学毕 业 论 文题目：论砌体结构裂缝的成因与控制系 别： 建筑工程系学生姓名： 班 级： 2012 春学 号： 1223101400965指导教师： 完成时间： 2013 年 12 月 10 日哈尔滨广播电视大学毕业论文1目录目录 .1摘要 .2关键词 .21 绪论 .41.1 砌体结构的 特点 .41.2 裂缝对砌体结构建筑物的危害 .41.3 本论文研究的主 要内容 .52 砌体的力学性能 .52.1 砌体的受压性能 .52.2 砌体的受拉 、受弯和受剪性能 .63 砌体结构常见裂缝 形成的原因 .73.1 地基不均匀沉降引起的裂缝 .73.2 温度变化引 起的裂缝 .83
2、.3 材料收缩引起的裂缝 .93.4 设计错误以及施工不当引起的裂缝 .94 砌体裂缝的 控制措施 .104.1 设计上进行控制 .104.2 施工构造 中进行控制 .114.3 出现裂缝后的处理措施 .135 结束语 .136 参考文献 .157 附录 .167.1 声明 .167.2 致谢 .17哈尔滨广播电视大学毕业论文2论砌体结构裂缝的成因与控制建筑工程技术专业学生： 指导教师： 摘要砌体结构是指由块材和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物的主要受力构件的结构。住宅、办 公 楼 等民用建筑中广泛采用砌体承重结构，而砌体结构容易产生裂缝是其致命的硬伤，砌体裂缝的出现，不仅影响建筑物美观，也影响
3、建筑物的使用，甚至危及建筑物的安全。目前，砌体结构房屋出现各式的裂缝，非常常见。其裂缝程度轻重不一，差别很大。轻则影响房屋的正常使用和美观，严重的将形成结构安全隐患，甚至发生工程事故。结构的破坏往往从裂缝开始，裂缝的出现具有一定原因和客观规律性，通过对砌体结构裂缝的分析，可以做出有针对性的控制。关键词：砌体结构；裂缝；原因；控制哈尔滨广播电视大学毕业论文31 绪论1.1 砌体结构的特点砌体结构有着悠久的历史，早在原始时代，人们就用天然石建造藏身之所。人们生产和使用烧砖也有三千年以上的历史。自 20 世纪 60 年代以来，砌体结构在我国取得了迅速的发展。其主要表现在：应用广泛；新材料、新技术和新
4、结构不断被采用；计算理论和计算方法逐步完善。砌体结构在我国获得广泛的应用，是与这种建筑材料所具有的下列主要优点分不开的。 砌体结构来源广泛，易于就地取材。我国各种天然石材分布较广，易于开采和加工。煤矸石、粉煤灰、页岩等工业废料，用来生产砌块不仅可以降低造价，还有利于保护坏境。 砌体结构具有良好的耐火性和较好的耐久性，并兼有承重与围护功能。 砌体砌筑时，不需要模板和特殊的施工设备，可以节约木材。新砌筑的砌体上可以可承受一定荷载，可以连续施工。 采用大型砌块或板材作墙体时，可以加快施工进度。砌体结构的缺点是： 与钢材和混凝土相比，其强度较低，因而构件的截面尺寸较大，材料用量多，自重大。 砌体砌筑基
5、本上是手工方式，施工劳动量大。 砌体的抗拉强度和抗剪强度都很低，抗震性能差，使用上受限制；砌块哈尔滨广播电视大学毕业论文4的抗压强度不能充分发挥。砌体结构在我国应用十分广泛，然而砌体结构在使用中容易产生裂缝，砌体轻微细小裂缝影响外观和使用功能，严重的裂缝影响砌体的承载力，甚至引起倒塌事故。1.2 裂缝对砌体结构建筑物的危害砌体结构出现裂缝和产生变形对建筑物的危害表现在结构安全性和房屋的使用功能两个方面，受力构件出现裂缝预示着结构承载力可能不足，结构变形的出现对砌体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能和抗震性能。外墙、楼板和屋面结构裂缝会影响结构的防水功能，造成屋面的渗
6、漏。较大的变形或明显的结构裂缝会影响建筑物的美观。1.3 本论文研究的主要内容本论文研究砌体结构裂缝的成因以及具体的控制措施。首先分析砌体结构的力学性能，了解它破坏的形式；其次分析常见的裂缝及其形成的原因；接着结合实际情况提出具体的控制措施；最后通过对问题的解决进行归纳总结，为以后实际工作中遇到的问题提供行之有效的解决方案。2 砌体的力学性能2.1 砌体的受压性能砌体的抗压强度高，而抗拉、抗弯、抗剪强度很低。为了充分发挥材料的作用，砌体通常被用作受压构件。1.砌体受压应力状态哈尔滨广播电视大学毕业论文5砌体在受压时不但单块砖过早开裂，而且砌体的抗压强度远低于它所用砖的抗压强度。这一现象可用砌体
7、内的单块砖所受的复杂应力作用加以说明。1）由于单块砖的外形不是十分规整，所铺砂浆的厚度和成分也不是非常均匀，水平灰缝饱满度不足，使得单块砖在砌体内不能均匀受压，而是处于压、拉、弯、剪、扭和局部受压等复合应力状态。砖是脆性材料，还未充分发挥自身的性能就因拉、弯、剪的作用开裂，最终使砌体的强度远低于砖体自身的强度。2）砌体中砖与砂浆的交互作用使砖承受拉力。由于砖与砂浆的弹性模量以及横向变形系数不同，砖的横向变形小于砂浆变形。但由于砖与砂浆之间的粘结力和摩擦力的作用，使两者之间的横向变形协调。砖与砂浆的相互制约使砖内产生横向拉应力，砂浆内产生横向压应力，从而加快了砖内裂缝的出现，使砌体强度降低。3）
8、竖向灰缝上得应力集中。砌体的竖向灰缝未能很好的填满，同时竖向灰缝内的砂浆也不能保证砌体的整体性。因此，在竖向灰缝上的砖内将产生拉应力和剪应力的集中，从而也加快砖的开裂，引起砌体强度降低。2影响砖砌体抗压强度的主要因素1）块体和砂浆的强度指标是确定砌体强度最主要的因素。块体和砂浆的强度高低是与砌体抗压强度成正比的。2）块体的尺寸、外观形状及表面平整程度对砌体的抗压强度也有较大的影响。块体厚度大，外形平整规则，则在砌体中所受的拉、弯、剪应力较小，有利于推迟块体裂缝的出现，从而延缓了砌体的破坏，提高了抗压强度。3）砂浆具有较明显的弹塑性质，在砌体内采用变形率大的砂浆，单块砖内受到的弯、剪应力和横向拉
9、应力增大，对砌体抗压强度产生不利影响。砂浆的流动性大，砌筑时能使灰缝均匀密实，可以改善块体内的应力状态，使砌体强度提高。但砂浆的流动性也不能太大，否则，硬化后变形率增大，砌体强度反而有所下降。4）砌体砌筑时水平灰缝的饱满度、厚度以及砖的含水率等关系着砌体质量的好坏。水平灰缝越厚，砂浆的横向变形就越大，砌体内复杂应力状态随之加剧，砌体的抗压强度降低。干砖会过多的吸收灰缝中砂浆的水分，使砂浆失水哈尔滨广播电视大学毕业论文6而达不到硬化后应有的强度。因此，一般控制砖的含水率为 10%15%。此外，块体的外形规整程度、试件的龄期、竖向灰缝的饱满度、砂浆和块体的粘结力以及搭接形式等都会对砌体的抗压强度有
10、影响。2.2 砌体的受拉、受弯和受剪性能1.砌体的轴心受拉性能砌体在轴心拉力作用下有三种破坏形式：当沿着齿缝截面破坏时，承载能力取决于砂浆与块材之间的粘结力；当沿着块材和竖向灰缝发生破坏时，砌体抗拉承载力取决于块材本身的抗拉强度，当块材抗拉强度低于水平灰缝中砂浆与块材之间的剪切力时，才会发生这种破坏；当轴向拉力与砌体的水平灰缝垂直时，砌体发生沿着水平通缝截面破坏，这时对抗拉承载力起决定作用的因素是法向粘结力。因法向粘结力不可靠，所以工程中不允许采用垂直于通缝受拉的轴心受拉构件。2.砌体的受弯性能砌体结构在弯曲受拉时也可分为三种破坏形式，沿块体与竖向灰缝截面破坏、沿齿缝截面破坏、沿通缝截面破坏。
11、3.砌体的受剪性能砌体结构在剪力作用下可能发生三种形式的破坏：沿齿缝破坏、沿水平灰缝破坏及沿阶梯型截面破坏。其中沿阶梯型截面破坏时在地震中墙体最常见的破坏形式。3 砌体结构常见裂缝形成的原因砌体结构中出现裂缝的原因大部分是由于内部应力的传递不当引起的,其具体表现如下。3.1 地基不均匀沉降引起的裂缝一般情况下，地基受到上部传递的压力，引起地基的沉降变形呈“凹”形。这是由于中部压力相互影响高于边缘处的相互影响，以及边缘处非受荷载区地哈尔滨广播电视大学毕业论文7基对受荷载区下沉有剪切阻力的共同作用结果，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，产生正弯矩。结构中下
12、部受拉，端部受剪，特别是端部地基反力梯度大，端部的剪应力很大，墙体由于剪应力形成的主拉应力破裂，裂缝呈正八字形。由于地基沉降差异引起的裂缝多为斜裂缝，这类裂缝通常裂而不鼓，往往贯通到基础。特别是对于软土地基和湿陷性黄土地基，当地基处理不当时，很容易在底层墙体产生斜向裂缝和窗下墙体竖向裂缝。在房屋纵横墙地基不均匀沉降的情况下，将使墙体承受较大的剪切力，当结构刚度差、施工质量和材料强度不能满足要求时，将会导致墙体开裂。当房屋层数较多却没有设置沉降缝时，容易在交接部位产生竖向裂缝，这类裂缝常常伴有较大的地基不均匀沉降。砌体结构房屋墙体开裂的另一个主要原因是建筑工程基础不均匀沉降引起建筑物横向不规则变
13、形，当建筑物的主体刚度较差，基础不足以调整因沉降差而产生应力时，便会使砖砌体的薄弱部位产生不同程度的拉应力和剪应力。当砌体的抗拉、抗剪强度不足以抵抗变形应力时，墙体便会产生裂逢。基础不均匀沉降引起的裂缝一般在建筑物下部，由下往上发展，呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。当长条形建筑物中部沉降过大，则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝，且首先在窗对角突破。反之，当两端沉降过大，则形成的两端由下往上的倒“八”字缝，也首先在窗对角突破，还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝。当某一端下沉过大时，则因沉降差而产生竖向裂缝。当纵横墙交点处沉降过大，则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝，有时还形成沿窗台下角的
14、水平缝。当外纵墙呈凹凸形时，由于一侧的不均匀沉降，还可导致在此处产生水平推力而组成力偶，从而导致此交接处的竖缝。引起基础不均匀沉降的原因主要有如下几点: 1.房屋建在土质差别大的地基上。 2.建筑物基础深度有很大差别。 3.房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度差别较大及基础处理不当造成不均匀沉降。 4.建于软弱土质上，如在淤泥、淤泥质土、杂填土上，即使上部结构均匀，哈尔滨广播电视大学毕业论文8但由于压缩模量较小、强度较低、变形较大，因荷载差异也会引起不均匀沉降。5.建筑物平面形状复杂，立面变化过大，长度过大等，也会产生不均匀沉降。3.2 温度变化引起的裂缝温度的变化会引起砌体材料的热胀冷缩，在一
15、定条件下胀缩变形引起的温度应力足够大时，墙体就会产生温度裂缝。温度裂缝可能出现在建筑物的多个部位上，如在山墙、女儿墙或伸缩处的圈梁下部多呈水平裂缝或水平包角裂缝。其成因是混凝土结构与砌体结构的线膨胀系数不同，因日照及气温变化造成屋盖与砖墙变形不一致而产生。在内纵墙、内横墙顶层两端多呈八字斜裂缝，其成因是屋面结构温度变形挤压墙体，在墙体内产生较大的剪应力或弯曲拉应力所致。在外纵墙上多在窗口处形成斜缝或水平缝，顶层窗口处的裂缝是温差引起的升温裂缝或降温裂缝，底层窗台以下的裂缝则是砖墙温度变形受地基约束所致。这种裂缝有明显的规律性：即房屋两端重、中间轻;顶层重、往下轻;向阳面重、背阳面轻。温度裂缝是
16、造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个寒暑交替后逐渐趋于稳定，裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。当外界温度升高时，屋盖受压，墙体受拉、受剪。当约束条件下作用于构件的温度应力足够大时，超过砌体的抗拉或抗剪强度时就产生了裂缝，这就是温度裂缝产生的直接原因。3.3 材料收缩引起的裂缝粘土砌体和混凝土砌体对含水率变化的反应不同。粘土砌块随含水率的增加而膨胀。在含水率降低时砖不会收缩。即这种膨胀不会因为在大气温度中变干而收缩。砖中的含水量取决于原材料的种类和烧制温度范围。当砖从窑中取出时尺寸最小，然后随着含水率的增加而膨胀。当砖暴露在潮湿的空气中它开始膨胀，在开始的几个星期内膨胀最大，膨胀会以
17、很低的速率持续几年，砖的长期湿膨胀在 0.0002 和 0.0009 之间。混凝土砌块是混凝土拌合物经浇注、振捣、养护而成。混凝土在硬化过程哈尔滨广播电视大学毕业论文9中逐渐失水而干缩，砌干缩量因材料和成型质量而异，并随时间增长而逐渐减小。在自然条件下，成型 28 天后，混凝土砌块收缩趋于稳定。其干缩率为0.030.035，含水量在 5060左右。砌成砌体后，在正常使用条件下，含水量继续下降，可达 10左右，其干缩率为 0.0180.07。对于干缩已趋稳定的混凝土砌块，如再次被浸湿后，会再次发生干缩，通常称为第二干缩。混凝土砌块在含水饱和后的第二干缩，稳定时间比成型硬化过程的第一干缩时间要短，
18、一般为 15 天左右。第二干缩的收缩率约为第一干缩的 80左右。当混凝土砌块的收缩受到约束并且收缩引起的拉应力超过了块材的抗拉强度或块材与砂浆之间的抗弯强度，会出现收缩裂缝。收缩裂缝不是结构裂缝，但它们破坏了墙体外观。3.4 设计错误以及施工不当引起的裂缝一、设计错误：1.基础刚度和强度不足，甚至内纵墙基础未拉通，从而造成房屋整体刚度较差，导致整体弯曲变形过大。 2.建筑物体型过长，内纵墙过少，在垂直荷载作用下，整体弯曲变形过大，产生墙体开裂。3.门窗洞口过宽，房屋整体刚度和强度下降，洞口部位应力集中加剧。4.管线暗埋在墙内，处理不当，造成局部墙体强度减弱。 5.支承梁跨度过大，墙体局部承载能力不足，或砌体对梁端的约束变形不协调造成墙体水平开裂。 6.外墙设置暖气炉窑，墙体局部变薄，保温措施不满足热工要求，该处室内外温差梯度较大，墙体易开裂。二、施工不当：1.砂浆未充分搅拌，和易性差，操作时，饱满度不够，水平灰缝饱满度未达标，造成砌体强度下降。 2.砂浆强度不符合要求，如砂子含泥量较大，颗粒不均匀，不严格计量，配合比不准，也会造成墙体开裂。 3.砖砌体未洒水湿润，砂浆中的水分被砖吸收，减少了砂浆的流动性，水
