房屋建筑结构裂缝分析
第一篇:房屋建筑结构裂缝分析
房屋墙体裂缝分析的论文
【摘要】
墙体裂缝是常见的房屋质量问题之一,经常出现的墙体裂缝包括斜向裂缝、垂直裂缝、水平裂缝、女儿墙裂缝和混合裂缝等。这些裂缝主要由于温差变形、地基沉降不均匀、地基土冻胀和屋面女儿墙漏水冻胀和房屋结构等原因引起的,应根据各种具体情形对这些裂缝采取相应的应对措施。
【关键词】
房屋;墙体;裂缝;工程质量
1.经常出现的墙体裂缝种类
1.1斜向裂缝。目前绝大多数的新建房屋多为平顶建筑,这类建筑中的墙体裂缝大部分集中在建筑物顶层纵墙的两端(一般在1~2开间的范围内),严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,且沿建筑物两端大、中间小。特别是在建筑物较长而未设置伸缩缝时,顶层端跨内纵墙会出现斜向裂缝。
1.2垂直裂缝。垂直裂缝又叫竖向裂缝,主要有底层窗下墙的垂直上下方向的裂缝、过梁端部的垂直裂缝,建筑剖面上有错层的墙体裂缝等几种类型。
1.3水平裂缝。在建筑设计时,如果对温度变化对墙体的影响考虑不足,屋面不在同一高度或错层时,常会出现这种裂缝。这种裂缝最常见的是出现在女儿墙的根部,有时发生在屋面板与女儿墙交接处,有时出现在顶层圈梁下2皮砖的灰缝处,圈梁施工采用硬架支撑时易出现这种裂缝。
1.4女儿墙裂缝。采用砖砌女儿墙时,不论女儿墙长短,在转角处均会出现裂缝。若女儿墙较长时,还会在其它地方出现裂缝,女儿墙裂缝的出现会导致防水层的破坏,影响建筑物的使用。
1.5混合裂缝。有时斜向裂缝和水平裂缝会同时出现,形成一种混合裂缝;也可能出现两个斜向裂缝交叉出现形成“X”形裂缝,不过这种裂缝出现的概率相对较小。
2.墙体出现裂缝的原因
2.1温差变形引起的墙体裂缝。这是最常见的一种墙体裂缝。一般材料均有热胀冷缩性质,房屋结构由于周围温度变化引起热胀冷缩变形。钢筋混凝土屋面板和墙体材料是两种性能不同的材料,钢筋混凝土的线膨胀系数约为10×10-6,而砌体墙的线膨胀系数约为5×10-6。由温度应力引起结构的伸缩值可由下式计算:ΔL=Δt×α×L
式中:ΔL——相应材料的伸缩值;Δt——温差;α——材料线膨胀系数;L——结构长度。在夏季的几个月里,屋面板温度可高达60~70℃,而在其下的墙体一般仅为30~35℃,温差可达30~40℃,加之在相同温差下,钢筋混凝土结构的伸长值要比砖砌体墙大一倍左右。所以在混合结构中,当温度变化时,钢筋混凝土屋盖、楼盖、圈梁与邻接的砖墙伸缩不一,存在着较大的温度变形差,这种变形差的分布是中部小、两端大,由于变形差必然彼此相互牵制而生产温度应力,使房屋结构开裂破坏。
2.2地基沉降不均匀引起的裂缝。房屋的地基在平整过程中,一般都经过高挖低填的工序,因此在房屋建成后都会出现程度不同的地基沉降。如果地基沉降不均匀,沉降大的部位与沉降小的部位,发生相对位移,在墙体中产生剪力和拉力,当这种附加内力超过墙体本身的抗拉抗剪强度时,就会产生裂缝,且这些裂缝会随着地基的不均匀沉降的增大而增大,一般成斜向裂缝,裂缝的方向一般向着凹陷处。这种裂缝一般出现在建筑物下部,由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝等。当长条形的建筑物中部沉降过大,则在房屋两端由下往上形成正“八”字型裂缝,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”字型裂缝,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,则在某端形成沉降端高的斜裂缝;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,有时还有沿窗台下角的水平缝;当外纵墙凹凸设计时,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。
2.3地基土冻胀和屋面女儿墙漏水冻胀引起的墙体裂缝。当气温降到0℃以下时,地层表面所含水分就开始结冰;而当地基土上层温度降到0℃以下时,冻胀性土中的水就开始结冻,下部土中的水分在毛细管的作用下,不断涌进上部,上部土不断结冻形成冰晶体而膨胀隆起,由于地下水位的高低不同,结冰的厚度不同,随着气温的降低,地基隆起的程度就不同。一般情况下,地下水位越高,气温越低,隆起的程度越高。冻胀应力很大,可高达2×106MPa,建筑物很难抵抗如此大的应力,所以建筑物的某一部位就会被顶起。由于地基的含水量不同,各基础所处的环境也不同,所出现冻胀的情况也不一样,就好像地基的不均匀沉降引起的墙体裂缝。屋面排水不利、渗漏、女儿墙压顶开裂出现渗漏等也同样引起墙体裂缝。
2.4因房屋结构引起的裂缝。因房屋结构的原因引起的裂缝主要见之于这些情形:(1)结构设计有差错。由于计算结构荷载时有遗漏、构造不合理,造成结构本身不合理从而引起墙体裂缝。(2)砌体施工质量低劣。墙体砌筑时灰缝不饱满、厚度不均匀、组砌方式不符合要求等,砌筑砖墙时,未对砖块湿水,采用干砖上墙等违规作业都会降低砌体承载能力,使墙体日后出现裂缝。(3)墙体整体性被削弱。在实际生活中经常因为在房屋建成后,埋设各种管线穿过墙体,破坏墙体整体性,减少了墙体截面面积,削弱了墙体承载力,从而引起墙体出现裂缝。(4)改变房屋用途,加大使用荷载和增加振动力,也会使墙体受到破坏,引起墙体裂缝。
2.5引起墙体裂缝的其它原因。除了上述几种主要的墙体裂缝原因之外,还存在因施工质量不合格、使用灰砂砖、粉煤灰砖、加气混凝土砌块或其他非烧结砖等特殊砌体材料、地震、爆炸或其他外力作用等引起的墙体裂缝等,由于这些情形在实际生活在发生的比例要低得多,因此我们在这里不加以过多的分析。
3.墙体裂缝的应对措施针对墙体裂缝产生原因的不同,我们应分别情况采取不同的应对措施。
3.1温差裂缝的应对措施
3.1.1设置温度伸缩缝。这是防止墙体竖向裂缝的主要措施,因为各伸缩单元中的温度应力和收缩应力要小得多。按照有关规定,建筑物总长大于50m时,应设伸缩缝。伸缩缝应设置于因温度变化和材料干缩可能引起应力集中且墙体开裂可能性大的地方。对于现浇钢筋混凝土屋盖,每隔15~18m左右就应设混凝土后浇带一道。
3.1.2屋面现浇混凝土轴板可分段浇灌,先浇灌两边,留好施工带,过一段时间后再浇灌中间,这样可避免混凝土收缩及两种材料的温度系数不同而引起的裂缝
3.1.3屋面上设置隔热层或保温层,并且在做屋面保温层时最好避开高温季节。一般屋面板受阳光辐射吸收热量较多,增设空气隔热层或选用导热系数小、保温性能优良的材料作保温层,能有效控制屋面板的升温。通常采用内隔热和外隔热两种方式相结合,可减少温差10℃以上,屋面板温度降低后,它与墙体的温差可大大减小,能有效防止顶层墙体产生裂缝。
3.1.4采用装配式有檩瓦屋盖。有檩瓦屋盖在温度变化时的水平位移小,墙体中的主拉应力也小。该方法可减小屋面的水平刚度和温度变形,对防治外墙的裂缝较为有效,同时可以改善顶层的居住环境,可以达到实用美观双重目的。
3.1.5改进挑檐设计。设计中应优先选用内天沟排水,在钢筋混凝土挑檐表面设置保温、隔热层,现浇挑檐每隔10m左右设一道伸缩缝,或者将现浇挑檐应改为预制挑檐。
3.1.6另外一点也是很关键的,就是要严格执行砌体施工规范,确保砌体施工质量。
3.2沉降裂缝的应对措施。这类裂缝的产生原因大多是与设计的缺陷或者施工质量不合格有关。因此工程设计应加强地基土持力层的详细勘探工作,了解有关土层的性质及其对建筑物的影响,保证基础有足够的埋置深度。具体来说包括以下措施:
3.2.1防患于未然,在设计阶段就消除裂缝隐患。一般在设计中选取土质均匀的场地建造房屋;当地基土壤严重不均匀时,应采用处理地基或改变基础埋深的方法,消除不均匀影响;当基底持力层为遇水膨胀或湿陷性土壤时,应在房屋周围采取排水及隔水措施;从而使基础的局部倾斜控制在允许的范围内。
3.2.2新老或相邻两建筑物之间应保持一定距离,避免对地基产生新的附加应力和应力叠加,引起不均匀地基沉降。
3.2.3合理设置沉降缝。在房屋体形复杂,特别是高度相差较大的部位应设沉降缝,沉降缝应从基础分开,缝宽不得少于10cm,最好是三缝合一。
3.2.4利用肋梁基础或加大地圈梁,都可在一定程度上减少不均匀地基沉降,也可以减少此类裂缝的出现。
3.2.5要严把施工质量关,施工时要严格按规范施工,每道工序都必须经监理部门验收后方可进行下道工序。
3.2.6沉降裂缝发生后,沉降发展较为缓慢且有减弱趋势时,应在裂缝稳定后,对墙体修复;沉降发展较快且有加速趋势时,应立即采取临时支护措施,减小基础荷载,加固基础后修复墙体。基础加固常用的有加大基底面积法、桩基础托换法以及注浆法等改变土壤特性的方法;墙体裂缝一般采用水泥砂浆、树脂砂浆填缝或水泥灌浆封闭保护的方法处理。
3.3冻胀裂缝的主要应对措施
3.3.1建筑物的基础埋深一定要设计在冰冻线以下。
3.3.2基础下的垫层最好选用3:7灰土垫层,因为3:7灰土的密度大,含水量小,而且弹性也较好,不容易引起冻胀。
3.3.3用单独基础,基础梁承担墙体重量时,基础梁下应留一定空隙,防止因土冻胀而顶裂基础梁和墙体。
3.3.4一定要防止水泡基础,尽量减少基础地基的含水率。
3.3.5屋面防水、女儿墙压顶,要严格按照国家现行施工规范进行施工。3.4结构裂缝的应对措施
3.4.1在设计阶段要做到正确结构计算和设计,这是应对结构裂缝最基础性的工作。设计资料要仔细审查,当荷载较大而构件截面尺寸受到限制时,应提高块体和砂浆强度等级,或采用配筋砌体。
3.4.2通过卸载方法减轻墙体荷载。对由于荷载过大、砌体强度低,已经产生裂缝的墙体,可采用减轻上层结构自重与使用荷载的方法,或在其顶部砌体内增设钢筋混凝土梁,承担上部荷载。
3.4.3结构加固补强。对由于荷载较大、砌体截面尺寸较小、承载力不足并已产生裂缝的墙体,可在不损害主体立面的情况下适当加大截面尺寸,以提高其承载能力。这种方法也可以在一定程度上起到相应的效果。
4.结束语
墙体裂缝是在生活现实中难以避免的一种建设工程质量问题,只是有些小的裂缝我们看不见而已。因此,对于已经出现的墙体裂缝,我们也不必慌张,首先要仔细观察,找出裂缝的特点与基本规律,确定裂缝发生的具体原因。对于温差裂缝等一般不影响房屋使用安全的墙体裂缝,用砂浆堵抹即可;对于地基沉降裂缝等可能危及房屋结构安全,对人身造成威胁的墙体裂缝则应作即时适当的加固处理。
第二篇:毕业设计论文:砌体结构房屋产生裂缝的处理措施
毕业设计(论文)
论文(设计)题目:砌体结构房屋产生裂缝的处理措施
班 级: 建筑工程技术1班
摘
要
所谓的砌体结构是指墙、柱由块体和砂浆砌筑而成,这些墙、柱是建筑物主要去承受力的载荷的构件的结构。砌体结构房屋出现裂缝之后危害不言而喻,具体的主要是对房屋的结构的安全性以及使用功能造成影响。外墙、楼板和屋面结构裂缝会导致漏水,裂纹不但降低了美观性,还降低了房屋的整体稳定性和砌体结构房屋的抗震性能。砌体裂缝的产生导致墙体渗漏,有的危及结构安全,从外观上影响建筑物的美观,可见预防砌体裂缝的产生及正确处理修补裂缝是一个亟待解决的问题,必须引起业内人士的高度重视。所以当裂纹出现采取一定的处理措施是必要的。
关键词:砌体结构;裂缝;处理措施;
目 录
一、前言 ...................................................................................................................... 3 1.1砌体结构概述 .......................................................... 3 1.2砌体结构发展现状 ...................................................... 3
二、裂缝对砌体结构的危害 .......................................................................................... 4 2.1对结构安全性的危害 .................................................... 5 2.2对房屋使用功能的影响 .................................................. 6
三、砌体结构产生裂缝的原因....................................................................................... 7 3.1温度裂缝 .............................................................. 7 3.2地基沉降差异裂缝 ...................................................... 8 3.3受力裂缝 .............................................................. 9 3.4干缩裂缝 ............................................................. 12
四、砌体结构裂缝的处理办法..................................................................................... 12 4.1预防措施 ............................................................. 12 4.2出现裂缝后的处理措施 ................................................. 13 4.3防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝 ................................... 15
五、总结 .................................................................................................................... 18 致谢 .......................................................................................................................... 18 参考文献 .................................................................................................................... 19
II
第1章 前 言
1.1砌体结构概述
砌体结构是指由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。特点是整体性较差,抗拉和抗剪强度较低,比较容易产生裂缝。但砌体结构裂缝有一定原因和客观规律。通过对砌体结构裂缝和变形的分析,可以提出有针对性的预防和处理措施。
目前,裂缝是砌体结构质量中最主要也是最难处理的问题之一,当温度变化幅度较大时,温差将产生应力和变形,当应力和变一。据有关资料统计,几乎80%以上的裂缝是由于温度应力造形超过砌体的正常使用极限时,砌体便会产生裂缝。由于砌体结构采用材料的抗拉强度和抵抗变形的能力较般情况下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:墙体风化腐蚀、渗漏、抹灰层脱落和耐久性能的降低等,从而导致建筑物承载能力的降低、整体刚度的减小、抗震性能的降低等。因此,研究砌体结构温度应力下裂缝产生的原因及对温度应力实施预防是非常必要的。
1.2砌体结构的发展现状
几十年来砌体结构在新中国的发展建设中起到了不可替代的作用。多层砌体房屋由于组成的基本材料和连接方式决定了其脆性性质,变形能力小,经常出现裂缝,裂缝出现的时间因不同的建筑物而异,有的出现早,有的出现晚,但多发生在新建房屋的1年至3年内,缝宽不等,严重者形成贯穿性裂缝。砌体结构裂缝问题已经是一个普遍性的问题,砌体裂缝不仅种类繁多。形态各异而且较普遍,轻微者影响建筑物美观,造成渗漏水,严重者降低建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。因此,需要正确分析砌体结构裂缝产生的原因,采取有效措施减少砌体结构裂缝的产生。因此如何防治砌体结构裂缝已是工程技术人员不可忽视的重要课题。1错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。
第2章 裂缝对砌体结构的危害
砌体结构出现裂缝和产生变形对建筑物的危害主意表现在结构安全性和房屋使用功能两个方面。
2.1对砌体结构安全性的危害
砌体结构受力裂缝的出现预示着结构承载力可能不足,结构变形的出现虽然对砌体抗压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和抗震性能。
2.2对砌体结构使用功能的影响
外墙、楼板和屋面结构裂缝会影响结构防水,造成房屋渗漏,明显的结构裂缝或较大的变形会影响建筑物的美观。
砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多,建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构,特别是新材料砌体结构的抗裂措施,已成为工程量、国家行政主管部门,以及房屋开发商共同关注的课题。因为这涉及到新型墙体材料的顺利推广问题。2
第3章 砌体结构产生裂缝的原因
砌体结构的房屋的裂缝一般是单因素典型裂缝,而这种裂缝的形态与产生的原因有较强的对应关系。大致分为温度收缩裂缝、地基沉降差异裂缝、受力裂缝及干缩裂缝等类型。
3.1温度裂缝
砌体结构的房屋的裂缝一般多产生于房屋的顶层,特别是房屋两端的纵横墙体,裂缝沿屋顶圈梁与墙体交接面水平分布及墙体外角斜向分布,其次是门窗洞口45度斜向分布。这类裂缝的产生主要是结构温度收缩变形不协调所致。
(1)内外纵墙和根墙的“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。拉应力和剪应力的分布情况大体是:房屋平面中间为零,两端最大,因此墙体的两端部位大多出现“八”字形裂缝,屋面保温隔热层的质量越差,屋面板和墙体的相对位移越大,裂缝越明显。
(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)屋面板下面的外墙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QL底部墙体,门过梁上部墙体,裂缝有时贯通墙厚。当升温时,屋面板对顶层QL及墙体产生推力,降温时,屋面板对墙体产生拉力,墙体抗拉强度不能抵抗水平剪力而导致墙体开裂。
3错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。 (4)女儿墙裂缝。不少房屋女儿墙建成后发生侧向弯曲,女儿墙的根部和平屋顶面交接处墙体外凸或女儿墙外倾,造成女儿墙开裂,房屋的短边裂缝比长边明显。形成这种现象的主要原因是:钢筋砼屋盖和屋面的水泥砂浆面层,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对墙体产生推力导致女儿墙开裂。温差越大房屋越长,面层砂浆越密越厚,这种推力越大,墙体开裂就会越严重。
通常情况下,温度裂缝危害并不大,但对房屋的整体性、耐久性和外观影响较大,给住户产生一种不安全感,特别是对商品房销售影响较大,如遇到地震或水平荷载作用下有可能导致房屋破坏。因此,在设计中,应采取有效措施,防止温度裂缝产生。
温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝,以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。导致平屋顶温度裂缝的原因,是顶板的温度比其下的墙体高得多,而砼顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。
3.2地基沉降差异裂缝
地基沉降差异是引起砌体结构建筑物裂缝的一个主要的因素。由于地基沉降差异引起的裂缝多为斜裂缝,此类裂缝一般情况下裂而不鼓,往往贯通到基础。尤其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,当结构刚度稍差、施工质量和材料强度不能满足要求时,会导致墙体开裂。另外,当房屋层数相差较多而没有设置沉降缝时,容易在交接部位产生竖向裂缝,这类裂缝常伴有较大的地基不均匀下沉。裂缝位置多数出现在房屋下部,少数可发展到2-3层;对等高的长条形房屋,裂缝大多出现在两端附近;其他形状的房屋,裂缝都在沉降变4 化剧烈处附近;一般都出现在纵墙上,横墙上较少见。当地基性质突变时,也可能在房屋顶部出现裂缝,并向下延伸,严重时可贯穿房屋全高。裂缝形态特征较长见的是斜裂缝,通过门窗口的洞口处裂缝较宽;其次是竖向裂缝,不论是房屋上部,或窗台下,或贯穿房屋全高的裂缝,其形状一般是上宽下细;水平裂缝较少见,有的出现在窗角,靠窗口一端裂缝较宽;有的水平裂缝是地基局部塌陷而造成的,缝宽往往较大。裂缝出现的时间大多数在房屋建成后不久,也有少数工程在施工期间明显开裂,严重的不能竣工。裂缝的发展变化随地基变形和时间增长增长裂缝加大加多。一般在地基变形稳定后裂缝不再变化,极个别的地基产生剪切破坏,裂缝发展导致建筑物倒塌。建筑物特征往往是房屋长而不高,且地基变形量大;房屋刚度差;房屋高度或荷载差异大,又不设沉降缝;地基浸水或软土地基中地下水位降低;在房屋周围开挖土方或大量堆载;在已有建筑物附近新建高大建筑物。建筑物的变形用精确的测量手段测出沉降曲线,在该曲线曲率较大处出现的裂缝,可能是沉降裂缝。
3.3受力裂缝
受力裂缝多出现在抗震设防区的建筑物上,虽然有圈梁构造柱、钢筋混凝土现浇板等整体连接,但这也不能完全保证不出现裂缝。比如发生在房屋底层窗台处的竖向裂缝,多数是由于纵墙开窗较大,地基受荷载后变形不均匀,窗台墙起到反梁的作用而引起的。在钢筋混凝土条形基础中,基础内一般均未设置基础梁,仅靠圈梁、构造柱等来加强建筑物的整体刚度,当地基受荷载较大时,窗台墙因反向变形过大而开裂。
有些受力裂缝是由于地基沉降不均匀和温度的双重因素形成应力而产生的,我们把这种情形也归为受力裂缝。比如钢筋混凝土现浇板跨中裂缝,如果地基不均匀沉降,将使钢筋混凝土现浇板单边下沉而其他边又受到支座的约束,这样会导致在混凝土现浇板内部产生拉应力,而且,跨中多是施工缝的留置处,按照规范的要求:施工缝的位置宜留在结构受剪力较小且便于施工的部位。所以,板在其他支座的约束下,由于混凝土内部的拉应力的作用,加上混凝土现浇板受温差作用的影响,混凝土内部产生的拉应力在周围支座的约束下,要求在现浇板的最薄弱位置释放能量,于是在板跨中产生裂缝。裂缝位置多数出现在砌体应力较大部位,在多层建筑中,底层较多见,但5错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。 其它各层也可能发生。轴心受压柱的裂缝往往在柱下部1/3高度附近,出现在柱上下端的较少。梁或梁垫下砌体裂缝大多数是局部承压强度不足而造成的。裂缝形态特征是受压构件裂缝方向与应力一致,裂缝中间宽两端细;受拉裂缝与应力垂直,较长见的是沿灰缝开裂;受弯裂缝在构件的受拉区外边缘较宽,受压区不明显,多数沿灰缝开展,砖砌平拱在弯矩和剪力共同作用下可能产生斜裂缝;受剪裂缝与剪力方向一致。裂缝出现的时间大多数发生在荷载突然增加,例如大梁拆除支撑;水池、筒仓启用等。裂缝的发展变化受压构件开始出现断续的细裂缝,随荷载或作用时间的增加,裂缝贯通,宽度加大而导致破坏。其它荷载裂缝可随荷载增减而变化。此类裂缝往往出现在结构构件受力较大或截面严重削弱的部位;超载或产生附加内力的部位,如受压构件中产生附加弯矩等。建筑物的变形往往与横向或竖向变形无明显关系。
3.4干缩裂缝
砌体结构中的混凝土相对于其他结构更容易产生干缩裂缝。因为在砌体结构当中,混凝土在空气中硬化时,其中的水分更容易逐渐蒸发,使毛细孔中形成负压,随着空气湿度的降低,负压逐渐增大,产生收缩力,当收缩受限制产生的拉应力超过其本身的抗拉强度时混凝土就会开裂而产生干缩裂缝。此类裂缝,无方向性,裂缝较细为0.1mm~0.3mm。平常我们看到的有些面层空鼓的斜裂缝,往往也是由于墙体面层空鼓、水泥干缩引起的。阳台栏板与砖砌体接槎处裂缝多由于混凝土二次浇筑引起。施工时未能在构造柱上留出钢筋进行搭接和焊接,导致钢筋混凝土栏板由于温度变化而使混凝土产生收缩,形成裂缝。
烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。如砼砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。6 但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%左右。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝;空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙体裂缝,这种情况一般外墙裂缝较内墙严重。当然裂缝的产生还与材料、施工、环境及荷载等因素有关,例如施工时,钢筋的是否调直就是现浇板产生裂缝的一个重要原因。钢筋未调直就意味着钢筋受力后达不到屈服强度,随着混凝土内部拉应力的增大,应变的增长速度超过了应力的增长速度而在板中产生微裂缝,微裂缝随荷载的增加而发展,混凝土塑性变形也逐渐增加,最后形成比较明显的裂缝。7错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。
第4章 砌体结构裂缝的处理方法
4.1预防措施
(1)首先要作好地基处理,严格控制地基不均匀沉降,尤其对松软土、填土及湿陷性黄土地基进行必要的夯实和加固处理,避免地基浸水引起不均匀沉降。
(2)严格按规范规定在适当的位置设置沉降缝,尽量减小地基的不均匀沉降差,在抗震区适当设置基础梁,合理设置伸缩缝,最大间距不超过50米。
(3)砌体结构现浇混凝土构件浇筑后,在其上覆盖塑料薄膜和草包或油布,以加强混凝土的保湿、保温养护。
(4)合理组织施工,在混凝土制作的过程中在下料、搅拌、浇注、振捣等环节严格进行过程控制。改善水泥性能,合理减少水泥用量,降低水灰比, 要严格控制混凝土单位用水量在170kg/m3以下,水灰比在0.6以下,选用良好的粗、细骨料和合适的坍落度。
(5)屋盖上设置保温层或隔热层;以减少钢筋混凝土屋盖的温度,达到减少屋盖温度变形总量,减轻板(梁)、墙交接面变形裂缝灾害的目的。目前较多的做法是将屋面由平顶改成坡顶,并从建筑功能考虑,充分利用坡顶层,提高使用率,减少建设单位或开发商成本。
(6)改进施工工艺与施工技术,组砌按规范接槎,砌筑砂浆必须饱满,加强墙体的整体性。顶层砌体及女儿墙砌筑砂浆强度等级不低于M5. (7)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。
4.2出现裂缝后的处理措施
8 (1)嵌缝填补法。将裂缝两侧抹灰凿掉,并清理干净,采用M10聚合水泥砂浆,(掺入107胶),用勾缝刀、抹子、刮刀等工具将砂浆填入缝内,然后重新抹灰,经过一段时间后,填严的裂缝还会开裂,但一般要比原来小许多,可用白胶泥填补,最终可以从外观上消除裂缝。此法对微型小裂缝最适宜。
(2)在墙体单侧或两侧加钢筋网加固法。先将墙体的抹灰铲去,刷洗干净,用U形钢筋按一定的间距钉入砖缝,以固定钢筋网,再用M10水泥砂浆分层抹平。这种方法通常用于对裂缝大于1mm的贯通裂缝的处理。
(3)剔缝埋入钢筋法。在裂缝处每隔5皮砖剔开一道砖缝,每边长50cm,深5cm,各埋入1φ6钢筋,钢筋端部加直钩,钩子深入砖墙裂缝中,用M10水泥砂浆灌缝。采用此法应注意不要在墙体的两侧剔同一条缝,且必须在加固好一面、砂浆达到一定强度后再处理另一面,防止因扰动而降低砂浆强度,另应注意浇水养护。
(4)钢筋混凝土联结法。在裂缝处,每隔8~10皮砖,抽砖嵌入预制钢筋混凝土块,四周要清扫干净,润水以M10水泥砂浆砌筑,保证四周密实且按原砖墙砌法及裂缝走向而定,混凝土标号C15,内配φ4钢筋,其他部位以M10水泥砂浆填补密实。
(5)加设拉条法。沿裂缝每隔5皮砖钻孔4个,分别埋入φ10螺栓和φ6 S形钢筋拉杆将裂缝两侧螺栓焊接,然后以M10水泥砂浆将砖洞及裂缝补抹。
(6)拆砖重砌法。裂缝处拆除50~100cm长砖墙,用比原设计标号高一级且不低于M5的砂浆重新按原砌体走向进行砌筑,新老砌体结合密实。处理时要注意拆除一处修补一处并注意安全。
(7)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。形态完整无损,说明裂缝已基于稳定,不再有较大发展可能性。
(8)当细小裂缝不影响使用时可不修补,当裂缝造成墙面渗水,可采用嵌补密封胶或水泥浆处理。
(9)对于裂缝较多且穿墙,影响美观和正常使用给用户造成不安全感时。可在裂缝墙9错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。 体两侧用4Ф6@200或Ф6@500钢筋网片,两侧网
片用铁丝固定后,用水泥砂浆外部抹面处理。
(10)为减少温差产生的温度应力对上部墙体的不利影响,除设计中在顶层采用红砖墙体外,建议加强上部墙体砌筑,用砂浆不得低于M5.为减少砌块材料自身变形对墙体的不利影响,根据工程具体情况,在设计中应适当缩短间距;在施工中应特别注意伸缩处有质量控制,及时清理建筑垃圾,改进施工工艺,保证伸缩缝的空隙满足设计要求,伸缩缝在立面和屋面处时必须自由伸缩。
(11)为防止下部墙体窗台开裂,在设计中对门窗洞口的开设大小应作适当控制或采取相应措施,对窗洞较大的建筑,建议在窗台处设现浇钢砼板带;基础设计时应按规范要求设置钢筋地圈梁。为减少因变形而导致应力集中对建筑物的不利影响,设计中应考虑对门窗口的两侧的砌块全部灌实一孔与门窗上的过梁或圈梁以及洞底窗台板组成砼套框。在平面布置时应力求建筑物刚度均匀、体型简洁。
(12)严格控制原材料质量,除目前加强对砼心砌块主规格进行检测外,还应对辅助规格的砌块进行检测。施工中注意砌筑砂浆的配合比,不得用水泥砂浆代替混合砂浆。保证粉刷砂浆强度,防止粉刷层空裂和到补强墙体的目的。砌块砌筑时应对孔错缝砌筑,其搭接长度不得少于90MM,达不到此要求者,应在灰缝中设置拉结筋。
(13)合理组织施工,避免盲目压工期,抢工期,过早上荷载,预防墙体早期破坏。对已出现的墙体裂缝,可根据裂缝形状、部位、大小、区别对待。可采用灌浆,双面巾钢丝网用高强度砂浆刷,及压力灌浆补缝隙法等到各种措施进行处理。
4.3防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝
4.3.1设置控制缝
4.3.1.1 控制缝的设置位置
(1) 在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝; (2) 在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;
(3) 在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝; (4) 在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;
(5) 竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的10 房屋,可仅在建筑物1-2层和顶层墙体的上述位置设置;
(6) 控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜作成假缝,以控制可预料的裂缝;
(7) 控制缝作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填缝。
4.3.1.2控制缝的间距
(1)对有规则洞口外墙不大于6mm; (2)对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;
(3)在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m;
4.3.2 设置灰缝钢筋
(1) 在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;
(2) 在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位; (3) 灰缝钢筋的间距不大于600mm;
(4) 灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;
(5) 灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25,横筋间距不宜大于200mm;
(6) 对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、顶层窗洞上下不小于38;
(7) 灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;
(8) 灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm; (9) 灰缝钢筋应埋入砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;
(10)当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm;
(11)不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m;
11错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。 (12)设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。
4.3.3 在建筑物墙体中设置配筋带
(1) 在楼盖处和屋盖处; (2) 墙体的顶部; (3) 窗台的下部;
(4) 配筋带的间距不应大于2400mm,也不小于800mm;
(5) 配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2ф12,对250~300mm厚墙不应小于2ф16,当配筋带作为过梁时,其配筋应按计算确定;
(6) 配筋带钢筋宜通长设置,当不能通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于45d和600mm;
(7) 配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固,锚固长度不应小于35d和400mm; (8) 当配筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面作成虚缝,以控制可预料的裂缝位置;
(9) 对地震设防裂度≥7度的地区,配筋带的截面不应小于190mm×200mm,配筋不应小于410;
(10) 设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m;
也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防裂度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等,综合采用上述抗裂措施。
12
总
结
砌体结构出现裂缝是一种较为普遍的现象。这些现象提醒我们应从设计和施工阶段提早采取措施来加以预防。如果遇到建筑物出现裂缝,首先要查明并分析裂缝和变形产生的原因,评估其对结构的危害程度,确定有效的补强加固措施。砌体结构中墙体的温度裂缝是建筑工程质量中的多发病,虽然通常不会影响结构的安全,但影响建筑的美观、结构的耐久性。并且容易诱发商品房的纠纷。只要我们在设计和施工中重视这一现象,温度裂缝是可以控制的。13错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。错误!未指定书签。
参考文献
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致
谢
本论文从课题的选择到最终的完成,闫晶晶老师始终都给予我细心的指导和不懈的支持。这段时间闫老师不仅在课题论文上给我以精心的指导,同时还在思想上、生活上给我以无微不至的关怀。他严谨的治学态度,精益求精的工作作风,深深的感染和激励着我。在此谨向闫老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
在论文即将完成之际,我的心情不能平静,在此我要感谢我的老师和我的兄弟姐妹们,谢谢你们这三年来对我的关心和照顾,祝你们在以后的日子里一切顺利!
第三篇:空心砌块房屋建筑变形裂缝的成因与防治措施
摘要:针对我省所处高寒地区特性及节能要求,小型空心砌块墙体建筑增多,结合笔者多年建筑工程施工实践,论述一下小型空心砌块房屋建筑容易产生裂缝的原因,并对砌块房屋的温度变形和收缩变形产生的原因进行了具体分析阐述;对砌块房屋的温度变形和收缩变形的计算方法及砌块房屋变形裂缝具体的防治措施进行了深入探讨和总结。
关键词:空心砌块建筑变形裂缝
0引言
混凝土小型空心砌块是一种新型的建筑材料,它的出现给古老的砌体结构注入了新的生命力。由于它的诸多优点,已经成为替代传统的黏土砖最有竞争力的墙体材料。
在竖向孔洞配筋,灌注细石混凝土形成配筋的组合墙体,可以大大改善砌体原有的脆性和不均匀性,从而使之具有良好的抗弯、抗剪能力。适当布置的配筋芯柱,可提高砌块墙体的抗震性能,而且配筋灵活,可以根据受力和构造需要灵
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活变化以适应不同层数、不同抗震设防烈度、不同部位构造的要求。但是,根据调查发现,小型砌块房屋的裂缝比砖砌体房屋多而且更为普遍,引起了工程界的重视。
1砌块房屋的温度变形分析
混凝土小型砌块砌体的线胀系数为10×10-6/℃,比砖砌体的大一倍,因此,小型砌块砌体对温度的敏感性比砖砌体高,更容易因温度变形引起裂缝。由于温度变形引起的墙体裂缝的形状和部位砌块房屋和砖砌体房屋是相类似的,只是带有砌块的特点而已。
多层砌块房屋的顶层墙体和砖砌体房屋一样是最容易出现温度裂缝的。尽管混凝土砌体墙体的线胀系数与顶盖混凝土板的线胀系数没有差别,但在夏季阳光照射下两者之间还是存在一定的温差。夏季在阳光照射下,屋面上表面最高温度可达40℃~50℃,而顶层外墙平均最高温度约为30℃~35℃。屋顶和顶层外墙存在10℃~15℃的温差。在寒冷地区,屋盖结构层上面依次设有隔气层、保温层、找平层和防水层。顶盖结构有保温层的保护,它与外墙的温差按理应有所减少。但是,可能保温层不够厚,或防水层渗漏,保温层浸水,降低了保温隔热效果,这时两者温差还是有可能引起墙体的开
2
裂。
这种温度裂缝是有明显的规律性:两端重中间轻,顶层重底下轻,阳面重阴面轻。由于顶盖的温度伸缩也会引起与外纵墙相连的顶层横墙的开裂,一般位于天棚下靠近外墙处出现斜向裂缝。顶层墙体开裂裂缝形态与圈梁设置方法有明显的关系,但仅靠圈梁的设置并不能阻止墙体裂缝的产生。顶层圈梁上直接铺设屋面板时,当屋面板坐浆与圈梁结合较好时,圈梁下仍可能出现斜裂缝。如果结合较差,有可能产生水平裂缝。
2砌块房屋的收缩变形分析
黏土砖是烧结而成的,成品干缩性极小,所以砖砌体房屋的收缩问题一般可不予考虑。
小型空心砌块则是混凝土拌合物经浇筑、振捣养生而成的。混凝土在硬化过程中逐渐失水而干缩,其干缩量因材料和成型质量而异,并随时间增长而逐渐减小。以普通混凝土砌块为例,在自然养护条件下,成型28d后,收缩趋于稳定,其干缩率为0.03%~0.035%,含水率在50%~60%左右,砌成砌体后,在正常使用条件下,含水率继续下降,可达10%左右,
3
其干缩率为0.018%~0.07%左右,干缩率的大小与砌块上墙时含水率有关,也与温度有关。
对于干缩已趋稳定的普通混凝土砌块砌体,如再次被浸湿后,会再次发生干缩,通常称为第二干缩。普通混凝土砌块在含水饱和后的第二干缩,其稳定时间比成型硬化过程的第一干缩时间要短,一般为15d左右。第二干缩的收缩率给为第一干缩的80%左右。
砌块上墙后的干缩,引起砌体干缩,而在砌体内部产生一定的收缩应力,当砌体的抗拉、抗剪强度不足以抵抗收缩应力时,就会产生裂缝。
因砌块干缩而引起墙体裂缝,这在小型砌块房屋是比较普遍的。在内外墙、在房屋各层均可能出现。干缩裂缝形态一般有几种,其一是在墙体中部出现的阶梯形裂缝,其二是环块材周边灰缝的裂缝,其三在外墙多反映在窗下墙,出现竖向均匀裂缝,其四在山墙等大墙面由于收缩还会出现竖向、有的是水平向裂缝。收缩裂缝一般多表现在下部几层,这是由于墙面的收缩变形受基础及横墙的约束所致。有的砌块房屋山墙大墙面中间部位,出现了由底层一直伸到
3、4层的竖向裂缝。
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砌块的含湿量是影响干缩裂缝的主要因素,所以国外对砌块的含湿率(指与最大总吸水量的百分比)有较严格的规定。日本要求各种砌块的含水率均不超过40%。美国和加拿大等国,则根据使用砌块地区的温度环境和砌块线收缩系数≤0.03%时,对于高温环境允许的砌块含水率为45%,中湿为40%,干燥环境时要求含水率不大于35%。
3砌块房屋温度、收缩应力计算
3.1温度应力计算
砌体结构温度应力按弹性理论分析比较复杂,应用方便,文献提出一种近似计算方法。根据结构物相互约束的假定,砌体剪应力与相对位移有以下关系:
τ=Cx·U(1)
式中:——Cx水平阻力系数,混凝土板与砌块墙体=0.3MPa/mm~0.6MPa/mm。
在房屋顶层分割出与相应外纵墙共同工作的顶板宽度b,
5
顶板厚度为h,墙体厚度为t。把墙体视为半限弹性体,在上端有厚为h宽为b的钢筋混凝土板条,由于顶板与墙体的温差,产生温度变形不协调,使顶板受压,接触面上产生剪应力。当顶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值之后,便引起主拉应力斜裂缝或剪应力水平裂缝。
混凝土小型空心砌块砌筑的混合结构房屋虽然墙体的线胀系数与顶板混凝土一样,均为10×10-6/℃,但前已述及,砌块砌体的抗拉、抗剪强度要比砖砌体低很多,所以温度裂缝更是不可忽视。
以外纵墙的温度应力计算不例,假定屋面板与砌块墙体的温差为10℃,则T=10×10-6×10=10×10-5。墙厚t=190mm,顶板宽度取b=2.55m(进深5.1m)。
砌块砌体如使用M5砂浆砌筑,其抗拉强度仅有0.07MPa,抗剪强度仅有0.06MPa,所以它比砖砌体更容易开裂。
3.2砌块房屋墙体收缩引起的应力计算
砌体结构收缩引起的应力尚无较好的近似计算方法,本
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文用Super91有限元程序对砌体墙片的收缩应力进行了弹性范围内的计算。由于基础的约束比较强,故收缩应力在底层比较大,本文所取的算例都取底下两层为计算模型。底边假设为固接,其余三边设为自由边。因是平面墙片,所以用二维平面应力元进行计算。收缩变形在有限元计算中不能直接作为荷载加在结构上,但可根据收缩应变与温度应变相等,把收缩变形换算成温度变形:
房屋山墙长度取房屋宽度L=9.2m,与横墙共同工作的C20混凝土板宽度取开间尺寸的一半b=1.65m,墙厚t=190mm,砌块强度为MU10,砂浆为M5,为考虑纵墙对横墙的约束作用,把纵墙取为横墙的翼缘,尺寸取为6倍墙厚。得到的主拉应力等应力线。可见最大主拉应力出现在墙的下边缘边,而由于纵墙和混凝土楼板的约束作用,每个墙片的中心处为高应力区。σmax=0.913MPa,已远远地超出了砌体的抗拉强度,所以山墙中部易出现竖向的干缩裂缝。
外纵墙取一个单元进行计算,L=31.8m,t=0.19m,b=2.4m(进深为4.8m),为简化计算这里没有考虑横墙的影响。得到的σmax=1.569MPa,出现在一层门洞口的下角处,且每个门窗洞口的角上都是高应力区,这就说明了为什么窗角处易出现裂缝。
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综上所述,砌块房屋裂缝问题涉及因素很多,比较复杂,需要开展更深入的试验研究,研究裂缝产生的机理,影响因素,探索具体薄弱部位,采取更为有效而又经济的防治措施以及对已出现裂缝的修复方案等等。
第四篇:建筑工程外墙抹灰裂缝分析及防治办法
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建筑工程外墙抹灰裂缝分析及防治办法
建筑装饰是为保护建筑物的主体结构,完善建筑物的使用功能和美化建筑物。以前建筑物外墙装饰采用镶贴马赛克、釉面砖等建筑装饰材料,已被逐渐淘汰。现在建筑物外墙装饰普遍采用水泥砂浆细拉毛抹灰,外刷各种高级涂料,真正做到适用、经济、美观、大方。但是建筑物外墙装饰抹灰容易出现大量的裂缝,既影响建筑工程的装饰效果,又对建筑物的耐久性有一定的影响。现结合教学研究及实践经验,对建筑物外墙装饰抹灰裂缝进行分析,探讨防治的措施。
一、建筑物外墙装饰抹灰裂缝产生的原因分析。
建筑装饰抹灰出现裂缝是建筑物的通病,常见的裂缝按产生的原因有:收缩裂缝、温度裂缝、空鼓裂缝、结构裂缝。
按裂缝的深浅有:表面裂缝、深进裂缝、贯穿裂缝。
1、收缩裂缝是抹灰砂浆中水泥水化硬化时,体积逐渐减少等原因而引起的抹灰面的干缩或收缩,砂浆中水泥的安定性差,水泥在硬化后产生不均匀的体积变化,由此产生大量的收缩裂缝,而在实际施工中收缩裂缝大多较浅,是一些表面性的裂缝,对装饰及结构没有太多影响。
2、温度裂缝是由于温差较大或结构降温较大时,受到外界约束等原因引起的裂缝,温度裂缝大多也是表面性裂缝。
3、结构裂缝是由墙体结构变形,而引起与结构牢固粘结在一起的抹灰层的裂缝,这种裂缝比较明显,长度大、裂缝宽度宽,属于贯穿性裂缝,危害比较大,容易造成墙体的渗漏现象,是防治的重点。
4、空鼓裂缝是底层灰浆与墙面粘结不牢固,施工前墙面淋水不够,抹灰后水份被墙面很快吸收,影响粘结力,形成空鼓而产生裂缝。另外墙面清扫不干净,留有浮土及松散渣块等,各层之间灰浆施工间隔时间过长或过短,墙体含水率不一致,中间层灰浆标号高于底层标号,凝结时产生收缩应力,造成底层与中间层墙面空鼓,这些都可能使墙体抹灰产生裂缝。
二、建筑物外墙装饰抹灰裂缝产生的部位。
通过对数个工程的研究,建筑物外墙装饰抹灰裂缝产生大多集中在以下几个部位:
1、墙体的大面:特别是没有分格缝的大墙面出现裂缝现象较重,因为砂浆的收缩比较大。我对十几个工程研究、分析,发现墙体大面出现裂缝的现象非常普遍,而且大多数墙体抹灰没有分格缝,或者分格缝设置的少,或者不和理。
2、施工缝、冲筋处:外墙装饰抹灰施工中不可避免出现冲筋、施工缝,由于冲筋、施工缝处的砂浆,先施工的和后施工的收缩不同容易出现收缩裂缝,加上对这些部位处理达不到要求,导致裂缝现象的发生。
3、门窗洞口的四个边角处:特别是上面的两处,此处裂缝回访的十几个工程都出现这种现象。主要原因是结构材料收缩、结构变形、墙体的沉降及温度变化引起。裂缝形状有呈水平状的、斜向45°。这种裂缝较宽并且较深,属于贯通缝,主要出现在工程完工后的1年至2年中,这些裂缝的出现造成了外墙渗漏,窗洞口下边两处出现渗漏的现象比较多,有的渗漏较重。
4、女儿墙与屋面板交接处:此处外墙抹灰裂缝多为水平贯穿性裂缝,如果不及时处理,就很容易造成墙体的渗漏现象,女儿墙与屋面板交接处的裂缝是由于屋面板温度变化对墙体产生水平推力,另一个原因是施工中女儿墙处的构造柱没按规范要求设置或者间距太大。
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5、突出外墙的结构边角处装饰线:这些部位产生温度裂缝和干缩裂缝,这种裂缝较细,不容易看出来,对建筑的结构和建筑物的美观没有什么大的影响。
6、建筑墙体所用材料不同处:不同材料产生的变形不同,建筑工程中砖墙与预制混凝土柱子、砖墙与预制混凝土过梁、砖墙与预制混凝土联系梁之间。在工程中都出现过抹灰裂缝现象,一般抹灰结束后不久就会出现。
三、建筑物外墙装饰抹灰裂缝的防治。
建筑物外墙装饰抹灰裂缝许多是可以防治的,有的裂缝对结构没有大的影响,是允许的。但有的裂缝对结构影响较大,是不允许出现,这就要求专业技术人员从设计、施工养护等方面综合考虑提前预防。
(一)设计方面:严格按国家设计规范进行合理的设计,设计人员应对设计的工程进行回访,总结经验,发现工程中存在的不足和问题,对以后的设计有很大的帮助,在以后的设计中对容易出现裂缝的部位进行结构加强,不同材料的部位加强拉结筋,提高砌筑砂浆的标号,洞口上设置现浇过梁,窗下设置窗下现浇板带,加强结构的整体性。
(二)施工方面主要从以下几个方面防治:
1、材料方面:选择干缩性小的水泥品种,在施工中作好水泥的检验,不合格的水泥坚决不用。砂子的含泥量及杂质严格控制在规范规定之内,砂子的粗细符合要求。砂浆配比符合设计要求,砂浆搅拌要均匀,具有良好的和易性,施工中长时间没有用的砂浆、搅拌后超过3个小时的砂浆、出现泌水现象的砂浆,应重新搅拌后才能使用。
2、墙体施工:砌筑砌体施工时应做到表面平整,上下搭接,左右错缝,搭接尺寸要符合施工要求,绝不允许出现通缝。还要注意墙体的拉结筋要按要求预埋。墙体预留的临时洞口、脚手眼等在抹灰前应封堵严密、结实。有些工程由于脚手眼堵的不结实,堵砖时没有将缝隙塞满砂浆,有的一点砂浆没塞进去,这样墙体抹灰干了之后在脚手眼处容易出现裂缝,下雨时将导致墙体出现渗水,且不易被发现。所以应从墙体施工方面入手,先保证结构强度,以致结构不出现变形。
3、抹灰施工:抹灰之前对基层认真清理,墙面的浮土及松散渣块应清理干净。提前洒水润墙,根据经验来看最好提前一天进行,洒水的程度是墙体基本湿透。第二天再根据干湿情况适当洒水湿润。洒水过少,砂浆中的水很快被墙体吸收,砂浆收缩过快会产生裂缝。洒水过多,抹灰时容易出现流坠现象,也会导致裂缝出现。而且洒水要均匀,应避免出现一部分润湿少,一部分润湿多的现象。抹灰时应分层分遍进行,以便粘结牢固,并能起到找平和保证质量的作用,如果一次模灰太厚,由于内外收水快慢不同,容易产生收缩裂缝。根据设计要求和墙面的整体情况,适当增加一些分格线条,既可以起到增加立体感,又可以减少抹灰层裂缝的出现。抹灰时将接槎尽量留在分格缝处或者不容易出现裂缝的地方,抹灰的接槎要处理严密,接槎平顺,以减少裂缝的出现。
4、加强养护:外墙抹灰应根据天气情况进行养护,在工地上有些施工员认为墙体抹灰不需要养护,这是不对的,外墙抹灰根据天气情况进行必要的养护,可以防止一些裂缝的出现,如果抹灰时是阴天,可以在抹灰三天后洒水养护一次,到第七天再洒一次水就可以。如果是夏天第二天应洒水养护。
原文来源http:///sites/xxtl.html
第五篇:建筑助理工程师论文:建筑工程混凝土裂缝成因分析
浅谈建筑工程混凝土裂缝成因分析
摘 要:
一直以来,混凝土裂缝是困扰建筑业多年的质量通病,如裂缝较多、较深,将直接影响结构安全。阐述了混凝土裂缝的类型,分析了裂缝形成的主要原因,在此上提出了预防措施。
关键词:
混凝土;裂缝;成因分析
混凝土裂缝是由于混凝土结构由于内外因素的作用而产生的物理结构变化,而裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。近些年,随着我国经济的快速发展,无论城市设施建设还是工业与民用建筑的建设,用的商品混凝土也越来越多,尤其是的,但施工中的混凝土温度裂缝问题日显突出,并成为具有相当普遍性的问题,给带来了严重的安全隐患。因此,对混凝土裂缝的成因进行分析,并在材料、施工等方面提出了相对应的裂缝控制方法有很重大的实际工程意义。
1 混凝土裂缝原因分析 1·1 塑性收缩裂缝
塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现,塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在千热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态,较短的裂缝一般长20~30cm,较长的裂缝可达2~3m,宽1~5mm。塑性裂缝产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间,环境温度、风速、相对湿度等等。
1·2 沉降收缩裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致,或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致,特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,裂缝呈梭形,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30~45度角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度宽度0.3~0.4mm,受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
1·3 温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,(当水泥用量在350-550kg/m3,每立方米混凝土将释放出17500-27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝士的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝士表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错。梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边,深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一。受温度变化影啊较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显,此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化。降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
混凝土结构成型后,没有及时覆盖,表面水分散失快,体积收缩大,而混凝土内部湿度变化小,收缩也小,因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面的收缩。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错,梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边。深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
1·4 施工方面的因素
违章施工、不当施工造成混凝土裂缝,夏季施工时由于运输车交通不畅耽搁时间,在泵车出料时混凝上的经时坍损较大,混凝土的和易性和流动性较差,现场工人人为加水,造成混凝土强度的降低,加水部分的混凝土水灰比和强度与原配合比的混凝土不同造成不同配比混凝土的凝缩裂缝和干缩裂缝。另外,振捣方式不当引起裂缝不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂,或造成混凝土砂浆大量向低处流淌致使混凝土产生不均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。另外,现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。目前,许多施工现场在浇筑混凝土时都不能做到及时覆盖保温养护,一般总要等到最后一遍抹光结束后才覆盖,还有很多工地根本就不予覆盖,结果混凝上表面开裂。
2 混凝土温度裂缝控制要点 2·1 重视材料的选用
使用低热水泥如矿渣水泥和大坝水泥等,能明显降低混凝土的绝热温升,降低混凝土的最高温度。伴随减小混凝土内表温差,起到减小温度应力的作用。从而减少产生裂缝的充分条件。水泥水化热测定按现行国家标准《水泥水化热实验方法(直接法)》测定,要求配制混凝土所用水泥7 d的水化热不大于25 kJ/kg。为降低水化绝热温升、减小体积变形,混凝土一般不宜使用水化热高水泥,应使用水化热较低的中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥:更不宜使用早强型水泥。因此,在满足混凝土设计要求的前提下,尽量采用低水化热水泥。其次是优化混凝土的配合比,以便在保证混凝土强度及流动度条件下,尽量节省水泥、降低混凝土绝热温升。按照基于绝热温升控制的绿色高性能混凝土配合比优化设计四功能准则对配合比进行优化。最后,掺用混合材料以减少用水量、节约水泥,降低混凝土的绝热温升,提高混凝土的抗裂能力。
2·2 施工阶段的裂缝控制措施
(1)控制浇灌温度。要降低混凝土的最高温度和温差,比较直接的措施是降低浇筑温度,但其实施必须拥有一定的条件才能实现,在特大型工程中可能才用得到。为了降低混凝土从搅拌机出料到卸料,泵送和浇灌振捣后的温度,减少结构的内外温差,一般按季节采取措施,如夏季施工时,则应以减少冷量损失、着手在整个长度的水平输送管道上覆盖草包并经常喷洒冷水、在浇灌混凝土时,采用一个坡度、薄层浇灌、循序推进、一次到顶等措施来缩小混凝土暴露面积以及加快浇灌速度,缩短浇灌时间。在冬季施工时,对结构厚度在1. 0 m以上的混凝土可继续施工,但应保证保温浇灌、保温养护,一般可利用混凝土本身散发的水化热养护自己,并要求在混凝土没有达到允许临界强度以前防止冻害。根据试验资料证明,混凝土的早期强度达到临界强度后,在零下温度作用下不会遭到冻害,小于该“临界”强度时则会遭到冻害。
(2)合理安排施工进度。对混凝土浇筑,应遵循“同时浇捣,分层堆累,一次到顶,循序渐进”的成熟工艺。在每次浇筑中,又分几层,其层间的间隔时间应尽量缩短,必须在上层混凝土初凝之前,开始浇筑下层混凝土。层间最长的时间间隔不大于混凝土的初凝时间。当层间间隔时间超过混凝上的初凝时间。层面应按施工缝处理:①消除浇筑表面的浮浆、软弱混凝上层及松动的石子,并均匀露出粗骨料;②在上层混凝土浇筑前,应用压力水冲洗混凝土表面的污物,充分湿润,但不得有水;③对非泵送及低流动度混凝土,在浇筑上层混凝土时,应采取接浆措施。 (3)改进搅拌工艺和振捣工艺。在搅拌的混凝土时,改变以往的投料程序,采取先把水、水泥和砂拌和后,再投放石子进行搅拌的新方法。这种搅拌工艺被为“裹砂法”,也可称为二次投料法。这种搅拌工艺的主要优点是无泌水现象,混凝土上下层强度差减少,可有效地防止水分向石子与水泥砂浆面的集中,从而使硬化后的界面过渡层的结构致密、粘结加强。
2·3 混凝土的养护
为了保证混凝土有适宜的硬化条件,混凝土终凝后,筏板边缘、剪力墙中间等不易被塑料薄膜完全覆盖部位,可采用浇水保湿。混凝土升温阶段如果因表面未能完全覆盖而出现局部干燥时,可浇热水(40~50℃)湿润表面,防止出现干燥裂缝。降温阶段可浇自来水养护,保温保湿养护时间为14 d。施工前还应再准备好一层养护用塑料薄膜和一层再生棉毡,以便根据环境气温变化情况对保温保湿质量作以调整。如果养护阶段混凝土表面温度过低,导致温差过大,可在混凝土表面采取加热措施,如碘钨灯照射。浇筑后的一段时间内对混凝土内部及表面温度进行跟踪监测,并根据温度的变化情况及时采取适当的保温、保湿养护措施。
近几年,随着我国经济的发展,工程规模的扩大,施工中混凝土出现逐步增多的趋势。混凝土刚度较大,裂缝的存在将严重影响其正常使用,本文对混凝土裂缝的成因及控制问题进行了探讨,在工程实践中不断发现问题,总结经验教训,确保工程质量。
李骏
2014年8月10日