砌體結構裂縫問題的幾種原因

　　由于砌體結構造價較低，在我國廣大中小城市及農(nóng)村廣泛應用。但是砌石結構自身特點，不可避免的會存在裂縫，最常見的裂縫原因是溫度變形和地基不均勻沉降引起的，但也有因負荷載過大或截面過小導致的裂縫，則其危害性很嚴重。因從事設計工作多年，以工程實踐經(jīng)驗為基礎對三種裂縫進行分析，并對裂縫的防治提出自己的見解。

　　1 溫度變形轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　溫度變形是由于溫度變化使建筑物內(nèi)外產(chǎn)生溫差，同時混凝土板與砌體的線膨脹系數(shù)差別較大(混凝土為1×10-5/c，燒結黏土磚砌體為5×10-6/c)，混凝土板的變形燒到砌體的阻礙，從而在砌體墻中產(chǎn)生拉應力，使砌體墻產(chǎn)生裂縫。裂縫位置往往出現(xiàn)在房屋頂部附近，以兩端為最常見;裂縫在縱墻和橫墻上都可能出現(xiàn)，在寒冷地區(qū)越冬又未采暖的房屋有可能在下部出現(xiàn)冷縮裂縫。位于房屋長度中部附近的豎向裂縫也可能屬于此類裂縫。裂縫形態(tài)最常見的是斜裂縫，形狀有一端寬，另一端細和中間寬兩端細兩種;其次是水平裂縫，多數(shù)呈斷絮狀，中間寬兩端細，在廠房與生活間連接處的裂縫與屋面形狀有關，接近水平狀較多，裂縫一般是連續(xù)的，縫寬變化不大;第三是豎向裂縫，多因縱向收縮產(chǎn)生，縫寬變化不大，裂縫出現(xiàn)的時間大多數(shù)在經(jīng)過夏季或冬季后形成。裂縫的發(fā)展變化隨氣溫或環(huán)境溫度變化，在溫度最高或最低時，裂縫寬度，長度最大，數(shù)量最多，但不會無限制地擴展惡化。

　　為防止或減輕溫度裂縫的產(chǎn)生，在設計過程中應采取必要的措施。

　　(1)在墻體中設置伸縮縫，從而釋放混凝土土板變形產(chǎn)生的應力，減少裂縫的產(chǎn)生。伸縮縫的間距可根據(jù)規(guī)范采用。

　　(2)屋面設置保溫、隔熱層，使室內(nèi)外溫差減小。

　　(3)在屋面與墻體接觸部位設置滑動層。

　　(4)屋面下設置混凝土圈梁，并內(nèi)外墻拉通。

　　(5)采用剛度較小的輕型屋蓋。

　　(6)增加墻體的抗拉強度：

　　a.在墻體內(nèi)配置水平鋼筋;

　　b.頂層墻體加密構造柱;轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　c.加強墻體薄弱部位，如門窗洞口處設水平鋼筋。以上方法可根據(jù)工程情況采取相應措施。

　　2 地基不均勻沉降

　　地基不均勻沉降是由于上部建筑荷載及剛度的不均勻，以及地基承載力的不均勻分布產(chǎn)生。裂縫位置多數(shù)出現(xiàn)在房屋下部;少數(shù)可發(fā)展到2~3層;對等高的長條形房屋，裂縫大多出現(xiàn)在兩端附近;其他形狀的房屋，裂縫都在沉降變化劇烈處附近;一般都出現(xiàn)在縱墻上，橫墻上很少見。當?shù)鼗再|(zhì)突變時，也可能在房屋頂部出現(xiàn)裂縫，并向下延伸，嚴重時可貫穿房屋全高。裂縫形態(tài)特征較長見的是斜裂縫，通過門窗口的洞口處裂縫較寬;其次是豎向裂縫，不論是房屋上部，或窗臺下，或貫穿房屋全高的裂縫，其形狀一般是上寬下細;水平裂縫較少見，有的出現(xiàn)在窗角，靠窗口一端裂縫較寬;有的水平裂縫是地基局部坍塌而造成的，縫寬往往較大?？p寬出現(xiàn)的時間大多數(shù)在房屋建成后不久，也有少數(shù)工程在施工期間明顯開裂，嚴重的不能竣工。裂縫的發(fā)展變化隨地基變形和時間增長裂縫加大加多。一般在地基變形穩(wěn)定后裂縫不再變化，極個別的地基產(chǎn)生剪切破壞，裂縫發(fā)展導致建筑物倒塌。

　　為防止或減輕地基不均勻產(chǎn)生的裂縫可采取以下措施：

　　(1)增大基礎圈梁的剛度。轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　(2)底層墻體灰縫內(nèi)設置水平焊接鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片兩端可靠錨固。

　　(3)采用鋼筋混凝土窗臺板，板端嵌入墻體內(nèi)。

　　3 承載能力不足

　　由于結構斷面突變引起的應力集中，使墻體局部產(chǎn)生裂縫。裂縫位置多數(shù)出現(xiàn)在砌體應力較大部位，在多層建筑中，底層較多見，但其他各層也可能發(fā)生。軸心受壓柱的裂縫往往在柱下部1/3高度附近，出現(xiàn)在柱上下端的較少。梁或梁墊下砌體裂縫大多數(shù)是局部承壓強度不足造成的。裂縫形態(tài)特征是受壓構件裂縫方向與應力一致，裂縫中間寬兩端細;受拉裂縫與應力垂直，較常見的是沿灰縫開裂;受彎裂縫在構件的受拉區(qū)外邊緣較寬，受壓區(qū)不明顯，多數(shù)沿灰縫開展，磚砌平拱在彎矩和剪力共同作用下可能產(chǎn)生斜裂縫;受剪裂縫與剪力方向一致。裂縫出現(xiàn)的時間大多數(shù)發(fā)生在荷載突然增加，例如大梁拆除支撐;水池、筒倉啟用等。轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　根據(jù)此種裂縫產(chǎn)生的根源，在設計中應注意以下幾點：

　　(1)結構斷面的變化易緩，以免突變引起應力集中，對不可避免的突變部位，應采取加強措施。

　　(2)對承受集中力處，增設剛性墊塊，使應力擴散。

　　(3)對承受彎矩，拉力的砌體可考慮配筋磚砌體或組合磚砌體，充分發(fā)揮砌體的抗壓性能和鋼筋的抗拉性能。

　　砌體房屋的裂縫問題在現(xiàn)實中隨處可見，對我們的生活造成了一定影響，設計人員在設計過程中應針對砌體結構易產(chǎn)生裂縫的特點，采取一定措施，減少或防止裂縫產(chǎn)生。

　　由于砌體結構造價較低，在我國廣大中小城市及農(nóng)村廣泛應用。但是砌石結構自身特點，不可避免的會存在裂縫，最常見的裂縫原因是溫度變形和地基不均勻沉降引起的，但也有因負荷載過大或截面過小導致的裂縫，則其危害性很嚴重。因從事設計工作多年，以工程實踐經(jīng)驗為基礎對三種裂縫進行分析，并對裂縫的防治提出自己的見解。

　　1 溫度變形

　　溫度變形是由于溫度變化使建筑物內(nèi)外產(chǎn)生溫差，同時混凝土板與砌體的線膨脹系數(shù)差別較大(混凝土為1×10-5/c，燒結黏土磚砌體為5×10-6/c)，混凝土板的變形燒到砌體的阻礙，從而在砌體墻中產(chǎn)生拉應力，使砌體墻產(chǎn)生裂縫。裂縫位置往往出現(xiàn)在房屋頂部附近，以兩端為最常見;裂縫在縱墻和橫墻上都可能出現(xiàn)，在寒冷地區(qū)越冬又未采暖的房屋有可能在下部出現(xiàn)冷縮裂縫。位于房屋長度中部附近的豎向裂縫也可能屬于此類裂縫。裂縫形態(tài)最常見的是斜裂縫，形狀有一端寬，另一端細和中間寬兩端細兩種;其次是水平裂縫，多數(shù)呈斷絮狀，中間寬兩端細，在廠房與生活間連接處的裂縫與屋面形狀有關，接近水平狀較多，裂縫一般是連續(xù)的，縫寬變化不大;第三是豎向裂縫，多因縱向收縮產(chǎn)生，縫寬變化不大，裂縫出現(xiàn)的時間大多數(shù)在經(jīng)過夏季或冬季后形成。裂縫的發(fā)展變化隨氣溫或環(huán)境溫度變化，在溫度最高或最低時，裂縫寬度，長度最大，數(shù)量最多，但不會無限制地擴展惡化。

　　為防止或減輕溫度裂縫的產(chǎn)生，在設計過程中應采取必要的措施。

　　(1)在墻體中設置伸縮縫，從而釋放混凝土土板變形產(chǎn)生的應力，減少裂縫的產(chǎn)生。伸縮縫的間距可根據(jù)規(guī)范采用。

　　(2)屋面設置保溫、隔熱層，使室內(nèi)外溫差減小。

　　(3)在屋面與墻體接觸部位設置滑動層。

　　(4)屋面下設置混凝土圈梁，并內(nèi)外墻拉通。

　　(5)采用剛度較小的輕型屋蓋。

　　(6)增加墻體的抗拉強度：

　　a.在墻體內(nèi)配置水平鋼筋;

　　b.頂層墻體加密構造柱;

　　c.加強墻體薄弱部位，如門窗洞口處設水平鋼筋。以上方法可根據(jù)工程情況采取相應措施。

　　2 地基不均勻沉降

　　地基不均勻沉降是由于上部建筑荷載及剛度的不均勻，以及地基承載力的不均勻分布產(chǎn)生。裂縫位置多數(shù)出現(xiàn)在房屋下部;少數(shù)可發(fā)展到2~3層;對等高的長條形房屋，裂縫大多出現(xiàn)在兩端附近;其他形狀的房屋，裂縫都在沉降變化劇烈處附近;一般都出現(xiàn)在縱墻上，橫墻上很少見。當?shù)鼗再|(zhì)突變時，也可能在房屋頂部出現(xiàn)裂縫，并向下延伸，嚴重時可貫穿房屋全高。裂縫形態(tài)特征較長見的是斜裂縫，通過門窗口的洞口處裂縫較寬;其次是豎向裂縫，不論是房屋上部，或窗臺下，或貫穿房屋全高的裂縫，其形狀一般是上寬下細;水平裂縫較少見，有的出現(xiàn)在窗角，靠窗口一端裂縫較寬;有的水平裂縫是地基局部坍塌而造成的，縫寬往往較大?？p寬出現(xiàn)的時間大多數(shù)在房屋建成后不久，也有少數(shù)工程在施工期間明顯開裂，嚴重的不能竣工。裂縫的發(fā)展變化隨地基變形和時間增長裂縫加大加多。一般在地基變形穩(wěn)定后裂縫不再變化，極個別的地基產(chǎn)生剪切破壞，裂縫發(fā)展導致建筑物倒塌。

　　為防止或減輕地基不均勻產(chǎn)生的裂縫可采取以下措施：

　　(1)增大基礎圈梁的剛度。

　　(2)底層墻體灰縫內(nèi)設置水平焊接鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片兩端可靠錨固。

　　(3)采用鋼筋混凝土窗臺板，板端嵌入墻體內(nèi)。

　　3 承載能力不足

　　由于結構斷面突變引起的應力集中，使墻體局部產(chǎn)生裂縫。裂縫位置多數(shù)出現(xiàn)在砌體應力較大部位，在多層建筑中，底層較多見，但其他各層也可能發(fā)生。軸心受壓柱的裂縫往往在柱下部1/3高度附近，出現(xiàn)在柱上下端的較少。梁或梁墊下砌體裂縫大多數(shù)是局部承壓強度不足造成的。裂縫形態(tài)特征是受壓構件裂縫方向與應力一致，裂縫中間寬兩端細;受拉裂縫與應力垂直，較常見的是沿灰縫開裂;受彎裂縫在構件的受拉區(qū)外邊緣較寬，受壓區(qū)不明顯，多數(shù)沿灰縫開展，磚砌平拱在彎矩和剪力共同作用下可能產(chǎn)生斜裂縫;受剪裂縫與剪力方向一致。裂縫出現(xiàn)的時間大多數(shù)發(fā)生在荷載突然增加，例如大梁拆除支撐;水池、筒倉啟用等。

　　根據(jù)此種裂縫產(chǎn)生的根源，在設計中應注意以下幾點：

　　(1)結構斷面的變化易緩，以免突變引起應力集中，對不可避免的突變部位，應采取加強措施。

　　(2)對承受集中力處，增設剛性墊塊，使應力擴散。

　　(3)對承受彎矩，拉力的砌體可考慮配筋磚砌體或組合磚砌體，充分發(fā)揮砌體的抗壓性能和鋼筋的抗拉性能。

　　砌體房屋的裂縫問題在現(xiàn)實中隨處可見，對我們的生活造成了一定影響，設計人員在設計過程中應針對砌體結構易產(chǎn)生裂縫的特點，采取一定措施，減少或防止裂縫產(chǎn)生。

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2010年結構師考試9月18、19日

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