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墙体温度裂缝防治措施的研究
摘 要:砖混结构房屋在我国的建筑工程中占有很大比重,砖混结构房屋特别是住宅楼,项层端单元的内外纵墙门洞上口,与外纵墙交接的横墙端部的上端出现斜裂缝,有的内外墙与楼板交接处出现水平裂缝。。表现尤为突出的是砖混结构项层墙体普遍出现的温度裂缝问题,给用户带来了许多使用上的不便。本文阐述了裂缝产生的原因、种类,提出了当墙体温度裂缝产生后应采取的补救措施。
关键词:砖混结构;温度裂缝;综合控制;
0.引言
根据建筑结构设计及施工的发展趋势,混合结构房屋的屋盖将越来越多地采用整体式钢筋混凝土结构。由于混凝土与砖砌体的线膨胀系数不同,屋盖与砌体存在一定的温差,当温度变化时,屋盖与墙体的变形差异而产生温度应力,当温度应力产生的墙体剪应力或剪切变形量大于砌体抗剪强度或墙体容许剪切变形时,墙体将出现温度裂缝。温度裂缝在较长时间内处于不稳定状态且随气候变化。如果不采取有效措施,墙体的温度裂缝将更加严重。温度裂缝破坏了结构的完整性,降低了房屋的抗震能力和耐久性。本文针对整体式钢筋混凝土屋盖的砖砌体结构房屋,通过对温度应力“放”及“抗”的研究,分析墙体温度裂缝产生与发展机理,找出墙体温度裂缝与温差、温度伸缩缝间距等因素的关系,提出实用的控制墙体温度裂缝发展的构造措施。
1.温度裂缝产生的特征
在墙体施工完成后,常常会产生温度裂缝,一般会从墙顶部开始,往下扩展,呈现上部裂缝宽度宽,下部窄的形式,并且房屋长高比越大,这种温度裂缝越严重;对于一字型房屋,在中部单元房间的墙体温度裂缝较轻,两端墙面的裂缝相对较严重,但是从整体上来看,外部墙面对内部墙面较轻,同时受到环境气候的影响,夏季墙体裂缝出现的情况较轻,冬天由于室内室外温度差较大,裂缝出现的情况严重。
2.裂缝表现形式
产生温度裂缝的原因众多,但是主要是由于温度变化,导致墙体变形引起的裂缝,这是因为砖墙砌体的线膨胀系数和钢筋混凝土线膨胀系数不同,因此当温度发生变化时,二者产生的变形差较大。另外,在建筑物中多数结构都属于超静定结构,具有多个约束,当发生温度变化后,在构件内的变形将受到约束,将在墙体与混凝土之间产生很大的拉力和剪力,表现在墙体上就是裂缝的出现,温度裂缝、裂隙是造成前提早期开裂的主要原因,由于温度应力和变形而产生的裂隙具有顶层重,下层轻的特点,常见的裂缝类型可以分为以下5种:
(1)八字形裂缝
这种裂缝主要出现在横强与纵墙的两个端部,产生的主要原因是屋顶的钢筋混凝土的伸长量大大超过了砖墙砌体的伸长量,导致墙体与混凝土之间产生一种剪切力,当温度升高,这种剪切力超过其抵抗力,就会产生温度裂缝、裂隙。如果在设计和施工中有部分缺陷,会使屋面的保温层的热阻减少甚至失效,最终导致屋面板温度变形大于砌体温度变形,当产生一定的温度应力时,也会出现八字形裂缝。
(2)倒八字形裂缝
这种裂缝主要出现在纵横墙的两端洞口处,属于冷缩裂缝,尤其在顶层墙体端部出现严重,这是由于墙体在冷缩过程中附加应力在墙体的两端出现应力集中,当房屋的收缩变形大于墙体时,就会在门窗洞口处产生倒八字形裂缝,最终使门窗洞口的墙体开裂。
(3)水平裂缝
这种裂缝常常出现在横墙、纵墙、女儿墙以及山墙上,这是由于屋面上伸长量或缩短量比砖墙的伸长量或缩短量大得多,导致屋面对砖墙向外推或向内的剪应力引起裂缝。当屋面的保温隔热效果较差时,屋面板上受热膨胀,对墙体产生水平推力,会使纵墙与屋盖的接触面出现错动而出现裂缝。
(4)竖向裂缝
这种裂缝主要出现在窗台墙处、过梁端部以及楼层错层处,这种裂缝主要是由于温度变化,墙体受到楼板的拉应力作用,在门窗洞口处产生应力集中效应而拉裂,在与墙漆之间变形差异最大的钢筋混凝土梁端和楼板错层处,常常出现竖向裂缝。
对于女儿墙,是最容易出现竖向裂缝的地方,因为在女儿墙根部墙体的线膨胀系数只为混凝土线膨胀系数的一半,在墙体内产生拉应力会超过其抗拉强度,最终出现应力集中现象,出现裂缝。
3.墙体温度裂缝的综合防治的方法
3.1设计方面
设计者应该重视墙体的裂缝施工技术措施,因此长期以来,人们对裂缝习以为常了,但是这都是设计和施工方面没有做好的原因,如设计人员在设计过程中,很少单独提出有关防裂要求和措施,最终导致出现了裂缝,因此在设计当中应该做好各方面的控制:
(1)在建筑设计中的墙体设计中,应该采用“抗放兼施,以放为主”的原则进行,即在施工中,要减少约束释放大部分变形使其出现较低的约束应力,从而达到控制温度裂缝的目的,在设计中,做好“抗”的工作,就是根据结构材料的抗拉强度和极限强度使在越束应力下,不会出现裂缝。
(2)在设计过程中,做好温度裂缝的控制要从控制屋面与墙体之间的
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