1.前言
目前裂缝是建筑结构质量中最主要也是最难处理的问题之一,温度变化幅度大时,温差会产生应力和变形,应力和变形。据相关资料统计,约80%以上的裂缝是温度应力造型超过砌体的正常使用极限时,砌体产生裂缝。温度的裂缝是0%。结构采用材料的抗拉强度和抗变形能力一般不会直接引起建筑物的破坏,但会影响建筑物的正常使用。例如,墙壁风化腐蚀、泄漏、灰层脱落、耐久性能下降等,建筑物承载能力下降、整体刚性下降、抗震性能下降等。因此,研究结构温度应力下裂纹的原因和预防温度应力是必要的。
2.温度裂缝的种类和原因
(1)内外纵墙和根墙的八字形裂缝。这种裂缝多出现在各墙的端部,而且集中在门窗开口的角部,呈八字形。温度上升时,屋顶板的伸长比相应的砖墙大,屋顶墙因屋顶板的推力而被拉伸和剪切。拉伸应力和剪切应力的分布状况大致为住宅平面中间为零,两端最大,因此墙壁两端部分多出现八字形裂缝,屋顶保温隔热层质量差,屋顶板和墙壁相对位移大,裂缝明显。
(2)窗台出现水平裂缝、斜裂缝。当房屋的长高比较大,而且室内空间比较宽敞高大的房屋,顶层外墙常在窗台部位出现水平裂缝,窗口出现对角斜裂缝。当温度升高后屋面板伸长对墙产生水平推力,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。
(3)屋顶板下外墙水平裂缝和外墙阳角包角裂缝。这种裂缝出现在屋面板底部,顶层QL底部的墙壁,门通过梁上部的墙壁,裂缝有时通过墙壁的厚度。升温时,屋顶板对屋顶QL和墙壁产生推力,降温时,屋顶板对墙壁产生拉伸力,墙壁的拉伸强度无法抵抗水平剪辑力,墙壁破裂。
(4)女儿墙壁裂缝。许多家庭女儿的墙壁建成后,侧向弯曲,女儿的墙壁根部和平屋顶面的交接处墙壁凸起或女儿的墙壁倾斜,女儿的墙壁破裂,家里的短裂缝比长裂缝明显。这种现象的主要原因是钢筋混凝土屋顶和屋顶的水泥砂浆表面层,气温上升后的伸长比砖墙大,砖墙相对阻止屋顶结构和水泥砂浆表面层的伸长,因此屋顶结构和砂浆表面层对墙壁产生推力,女儿的墙壁破裂。温差越大房子越长,表层砂浆越密,这种推力越大,墙壁裂缝越严重。
通常温度裂缝的危害不大,但对房屋的整体性、耐久性和外观的影响很大,给居民带来不安全感,特别是对商社的销售影响很大,在地震和水平负荷的作用下有可能破坏房屋。因此,在设计中,应采取有效措施,防止温度开裂。
3.砌体温度开裂的特点
(1)根据砌体材料的特点和砌体结构的特点,墙体开裂是不可避免的,但在材料、设计、施工等方面可以采取综合措施,有效控制。
(2)温度裂缝大多分布在顶层,一般楼层分布不多,出现的方式有:墙体水平缝、墙体斜缝和窗角缝。
(3)温度裂缝的发展特征。大多数工程在主体竣工时即已出现温度裂缝,但由于未作粉刷与装修,一般不易被发现,大多数在工程竣工2~6个月内被发现,特别是经过夏、冬较大温差之后,但一个冬夏后又逐渐稳定。
(4)温度裂缝对结构安全耐久性的影响。一般不影响安全,但因裂缝造成的建筑物渗漏,可能导致钢筋生锈,结构承载能力下降,缩短结构的合理使用年限,降低耐久性。
4.温度开裂控制措施
中国工程技术人员在实践中,总结了防、防、防的设计理念,防止结构开裂,体现在现行的各种规范中。例如,砌体规范GB5003-2001的抗裂措施主要有两条:第一条是第6.3.1条,即防止住宅在正常使用条件下,温差和墙壁干燥引起的墙壁垂直裂缝,在墙壁上设置伸缩缝第二条是第6.3.2条,为了防止住宅顶层墙壁的裂缝或减轻砌体规范的其他抗裂措施,如在相关墙壁和部位增加钢筋,采用粘结性好的砂浆,不仅适用于干燥收缩、块状小的粘土砖砌体结构,还适用于干燥收缩大、块状尺寸比粘土砖大得多的混凝土砌体和硅酸盐砌体房屋。
但这些措施不考虑我国辐射员的广泛性,不同地区气候温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。对于温度开裂的防治措施,国外已经有比较成熟的经验值得借鉴。一个是在长墙上设置控制缝(变形缝),这个控制缝和我国的双壁伸缩缝不同,是在单壁上设置的缝。该缝的结构可以使建筑物墙体的伸缩变形,也可以通风隔音和防风雨,在需要承受平面外的水平力时,可以通过设置附加钢筋来实现。这个控制缝的间隔比我国规范的伸缩缝的区域小得多。例如,英国规范对粘土砖为l0~15m,混凝土砌块和硅酸盐砖一般不得超过6m的美国混凝土协会(AC1)规定,无筋砌块的最大控制缝的间隔为l2~18m,混凝土砌块的控制缝的间隔为30m以下。第二,根据砌体中材料的干缩性能,配置一定数量的抗裂钢筋,其构造率各国不同,从0.03%~0.2%开始,或者将构造设计为构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造构造
结合国内实际情况,在设计、施工、材料等方面采取综合措施控制墙壁温度的裂缝,
(1)建筑物温度伸缩缝的间隔除了满足结构设计规范GB5003-2001第6.3.1条的规定外,建筑物顶壁的适当部位设置控制缝,控制缝的间隔应控制在l0~15m.
(2)屋顶设置保温层或隔热层的钢筋混凝土屋顶的温度现在很多方法是把屋顶从平顶变成坡顶,从建筑功能来看,充分利用坡顶,提高使用率,降低建设部门和开发人员的成本。(3)改善施工技术和施工技术,按规范接管,建筑砂浆要充实,加强墙壁整体性。顶层砌体及女儿墙砌筑砂浆强度等级不低于M5.
(4)顶层砌体门、窗洞口加小构造柱、小圈梁,与建筑物构造柱、圈梁连接为整体,以改善应力集中现象,以强度、变形性能优于砌体的钢筋混凝土构件抵抗温度应力,减轻顶层端部门窗洞口开裂现象。
5.温度裂缝的治理措施
(1)对温度裂缝,不要忙于及早治理,等观察一个热胀冷缩周期,裂缝不再产生新的变化时再采取治理措施。鉴定裂缝是否稳定方法:可在裂缝内嵌抹水泥浆或玻璃纸。形态完全没有损伤,说明裂缝是以稳定为基础的,发展可能性。
(2)小裂缝不影响使用时不予修补,裂缝引起墙面浸水时,可采用嵌入密封剂或水泥处理。
(3)裂缝多,穿墙,影响美观和正常使用给用户带来不安全感时。
6.终结语
砌体结构中墙体温度裂缝是建筑工程质量中的高发病,通常不影响结构安全,但影响建筑美观、结构耐久性。容易引起商社的纠纷。只要我们在设计和施工中注重这一现象,温度裂缝是可以控制的。
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