1、砖混结构墙体温度裂缝浅析胡锦秀 曹霞 金凌志(防灾减灾及防护工程专业 研究方向:预应力混凝土研究)摘要:通过一工程实例引出对砖混结构墙体温度裂缝的原因分析,并分析墙体温度裂缝的种类及成因,提出在设计和施工中采取的预防与改进措施,及对已有裂缝的处理方法。关键词:砖混结构;温度应力;裂缝;预防措施Analysis of Crack Due to Temperature in Brick-Filling StructureHu Jinxiu Cao Xia Jin LingzhiSummary: Through an engineering instance, the reasons of crac
2、k due to temperature on the wall of brick-filling structure are analyzed, the species and causes for crack due to temperature are also figured out. The author enumerates the preventive and improved measures, besides these, disposal for the cracks are presented.Key words:brick-filling structure; temp
3、erature stress; crack; preventive measure 一、 工程概况某花园一期工程 3#、11#住宅楼系底层框架、上部砖混结构带坡顶阁楼住宅楼,该工程于 2001 年 6 月竣工。交房后发现阁楼大老虎窗拱顶下部墙体有水平裂缝,裂缝最大宽度为0.8mm,大多为老虎窗拱顶卧梁下沿砖与梁交接处附近的水平缝,裂缝均为抹灰层开裂,凿开抹灰层查看,裂缝未贯通至砖砌体及灰缝,结构无损坏现象,裂缝处抹灰层有空鼓及与墙体粘结较好两种情况。对以上的裂缝情况,我们着手研究这些裂缝及同类裂缝产生的原因及形成机理,并给出相应的防范和处理措施。二、温度裂缝产生的原因分析首先考虑该工程的构造措
4、施:1、采用现浇楼面;2、凡建筑物总长度超过 55m 以上按规定设置温度伸缩缝。3、建筑物的圈梁隔层设置,构造柱于房屋四角、楼梯间四角及各户住宅阳台伸出处设置。砖墙与构造柱设拉结,在柱内预埋 26 钢 筋,砌入 砖墙灰缝内500mm,墙高每 8 皮砖 (500mm) 设置。承重外墙转角及纵横墙交接处,当未设构造柱时沿墙高每 500mm 在灰缝内配置 26 钢筋,砌入砖墙灰缝内 500mm。填充墙与承重墙或柱交接处,沿墙高 1m 设置 26 钢筋,砌入砖墙灰缝内 500mm。结合工程构造措施,根据裂缝形态以及裂缝出现部位可判断:裂缝主要由温度的变化引起。钢筋混凝土屋盖受到太阳光辐射的面积比砖砌体
5、大得多,接受太阳光照射的时间比其它任何部位都长,而钢筋混凝土屋盖的阻热能力比砖砌体差得多;这样,屋面板顶面温度比底面温度变化更剧烈,即室外温度场变化较快,室内温度场较稳定,变化也较均匀。屋面板与墙的相对温差在顶板内引起压应力,接触面上产生剪应力,墙体产生水平拉应力,该拉应力数量较小,不致引起竖向裂缝,但可加重剪应力引起的斜裂缝。当屋面板与墙顶的自由差异变形较大时,通过摩擦阻力使墙内主拉应力达到一定数量(抗拉强度)之后,便引起主拉应力斜裂缝或剪应力水平裂缝。另外,混凝土的线胀系数(1010 -6)远大于墙体的线胀系数(5 10-6),致使屋面比砖砌体伸缩变化相差过大。因纵横墙不能自由伸缩,其始终
6、受屋面板的反作用而处于受剪及受拉状态,当主拉应力大于砖砌体的抗剪强度时,必然在墙体薄弱的灰缝处产生了水平或八字形的裂缝。因此,从本例中裂缝原因分析得知:当气温升高后屋面板伸长对外墙产生水平推力,使窗台部位的墙体内侧向外扩展,外墙在水平推力作用下发生侧向弯曲而导致开裂。三、温度裂缝的种类及成因由此推演开来,温度裂缝的种类及成因并非只有上述例子中提到的一种情况,还包括以下几种情况:1、内外纵墙和横墙上的“八”字形裂缝这种裂缝多出现在每片墙体的端部,而且集中出现在门窗洞口的角部,呈“八”字形。当温度升高时,屋面板伸长比相应砖墙伸长大,使顶层墙体因屋面板的推力作用受拉和受剪。拉应力和剪应力的房屋平面中
7、间为零,两端最大的分布情况决定了“八”字形裂缝多出现在墙体的两端部位。屋面保温隔热层的质量越差,屋面板和墙体之间的相对变形就越大,裂缝越明显;内纵墙和横墙在室内,与屋面板之间的温差比相应的外纵墙和山墙与屋面板之间的温差大,所以屋内墙体裂缝比外墙重。2、屋面板下面外墙的水平裂缝和外墙阳角的包角裂缝这种裂缝出现在屋面板底部。顶层圈梁底部墙体、门过梁上部墙体,裂缝有时贯通墙厚。升温时屋面板对顶层圈梁及墙体产生推力,降温时,屋面板对墙体产生拉力,墙体因抗拉强度不能抵抗水平剪力而导致开裂。3、女儿墙裂缝女儿墙建成后容易发生侧向弯曲,女儿墙的根部和平屋顶面层交接处墙体外凸或女儿墙外倾,造成女儿墙开裂。形成
8、这种现象的主要原因是:钢筋混凝土屋盖和屋面水泥砂浆面层在气温升高后的伸长比砖墙大,砖墙相对阻止屋盖结构和水泥砂浆面层伸长,因此屋盖结构和砂浆面层伸长,对墙体产生推力,导致女儿墙墙体开裂。温差越大,房屋越长,面层砂浆越厚,这种推力越大,墙体开裂就越严重。四、温度裂缝的防治及预防措施通常情况下,温度裂缝的危害并不大,但对房屋的整体性、耐久性和外观影响较大,给住户造成一种不安全感,特别是对商品房销售影响较大,如遇到地震或在水平荷载作用下,有可能导致房屋破坏。因此在设计施工中,应采取有效措施,防止温度裂缝产生。考虑到建筑物是从设计到施工阶段性地形成的,在这里,我们从这两个方面入手,提出有效的防范措施,
9、有针对性地规范施工,一定会取得较好的效果。1、设计措施根据砌体结构设计规范 (GB50003-2001 )第 6.3.1 条规定,砖砌体当为整体式或装配整体式钢筋混凝土结构的、有保温层或隔热层时,屋面伸缩缝最大间距为 50m,设计时伸缩缝设置间距尽量不要达到上限。顶层及女儿墙砂浆强度不低于 M5。顶层屋面板下设置钢筋混凝土圈梁,并沿内外墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置水平钢筋。女儿墙应设构造柱,构造柱间距不应大于 4m,构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起。在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面设置水平滑动层,滑动层可采用滑石粉、橡胶片、沥青油毡、白铁皮等。圈梁设于滑动层
10、下,能控制圈梁与顶板之间的可能微动但不大动。设置隔热保温层,防水层做在保温层下或两层保温层之间。防水层通常的做法是设置在顶面,易老化,黑色的防水层受光照射后,温度可上升到 70以上。不仅造成屋面板与顶层墙体温差加大,而且引起防水层下的找平层剧烈伸缩而拉裂。当房屋长高比较大,房屋空间较宽敞、窗口宽度大于 1500mm 时,应在窗台下二皮砖处设 26 钢筋砖砌体,可防止窗台下“八”字形温度变形缝和水平裂缝;在房屋两端单元 1-2 个开间的内外纵墙,窗台下二皮砖处设 26 钢筋砖砌体,并在窗户两边缘设置构造立柱,立柱上下两端与楼层、屋顶层圈梁连接,将窗户形成混凝土构件封闭箍,防止窗口斜裂缝、对角裂缝
11、、竖向裂缝产生。在门窗洞口两边的墙体的水平灰缝中,设置长度不小于 900mm,竖向间距为400mm 的 24 焊接钢筋网片。2、施工措施提高顶层墙体的砌筑砂浆强度等级,以增强砌体刚度和抗剪能力;保证砂浆质量,使水平灰缝和竖缝的砂浆饱满度符合规范要求,以增强墙体的抗剪能力。冬季施工时,应按常温下提高一级混合砂浆标号,提高砖砌体强度。保证隔热保温层的施工质量。隔热层效果不佳的结构中,墙体经常出现八字形裂缝和水平裂缝。选择合适的屋面板施工季节。屋面施工完毕后应立即施工保温层隔热层。前后时间不能太长,特别是间隔夏、冬季后会产生很大的温差,因此,要做到合理的安排施工。屋面施工尽量避开高温季节,防止前后温
12、差变化过大带来不利影响。设置后浇带。当现浇钢筋混凝土屋面超过一定长度时,可在适当位置设置后浇带,或分断间隔浇注混凝土,以减小混凝土收缩变形引起的内力。五、温度裂缝治理措施温度裂缝一般要经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度也随着温度的变化面略有变化。鉴定裂缝是否稳定的方法:可在裂缝内嵌抹水泥浆或贴玻璃纸,经一段时间观察,如果嵌抹水泥浆或玻璃纸形态完整无损,说明裂缝已趋于稳定,不会再有发展。裂缝稳定以后,根据裂缝情况作相应处理。当细小裂缝不影响使用时可不处理,当裂缝造成墙面渗水,可采用嵌补密封胶或水泥浆处理。当裂缝较多且贯穿墙厚,影响美观和正常使用,给用户造成不安全感时,可在裂缝墙体两侧用 4200 或 6200 钢筋网片,两侧网片用拉结钢筋固定后,用 1:1 水泥砂浆进行外部抹面处理。参考文献1砌体结构设计规范 (GB50003-2001).中国建筑工业出版社,20012 王铁梦.工程结构裂缝控制.中国建筑工业出版社.19973 徐凡.砖混结构墙体温度裂缝的原因分析与防治措施.安徽建筑,1999,5 4 刘力辉.砖混住宅温度裂缝的成因及预防措施. 鞍钢技术,1999,95 徐洪勇.从一工程实例谈砖混结构层墙体裂缝分析与防治措施.安徽建筑, 1999,6