砌體結構裂縫成因及有效控制研究工學論文
摘要：通過分析砌體結構裂縫的類型和形成機理，從設計、選材、施工、監(jiān)控、加固等幾個方面探討了有效控制裂縫產(chǎn)生和發(fā)展的措施。
關鍵詞：砌體結構，裂縫；類型；機理；控制措施
1 砌體結構裂縫的類型及成因
1.1 地震裂縫
地震對砌體結構的影響十分大，通常造成墻體出現(xiàn)水平裂縫、斜裂縫、“X”形裂縫，嚴重的出現(xiàn)歪斜甚至倒塌。水平裂縫是由于墻肢較窄，在地震作用下墻體受彎、受剪的緣故。在大開間的縱墻上。窗間墻的上下端會產(chǎn)生的。斜裂縫一般屬于主拉應力超過砌體強度所引起的剪切破壞現(xiàn)象，墻體開裂后出現(xiàn)滑移、碎落等現(xiàn)象，直至局部倒塌、壓塌。“X”形裂縫由于建筑物墻體受地震反復作用，由斜裂縫發(fā)展而來。
1.2 溫度裂縫
由于磚砌塊與混凝土樓板的溫度線膨脹系數(shù)相差很大。當溫度升高時，混凝土頂蓋變形大。墻體變形相對較小。導致磚砌體和混凝土屋蓋之間產(chǎn)生約束應力。屋蓋受壓、墻體受拉受剪開裂。當砌塊材料為混凝土砌塊時，由于混凝土砌塊的強度比磚砌塊少得多，更容易引起墻面開裂。裂縫形態(tài)有門窗洞邊的“八”字斜裂縫、山墻上部的斜裂縫、平屋頂下或屋頂圈粱下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫以及水平包角裂縫。
1.3 收縮裂縫
干漲濕縮是自然界的普遍現(xiàn)象，組成砌體結構的各組成材料的含水率不同，受干漲濕縮影響也不協(xié)調，因此產(chǎn)生了各種收縮裂縫。收縮裂縫的形態(tài)有，在墻體中部出現(xiàn)的階梯形裂縫，環(huán)塊體周邊灰縫的裂縫；在外墻的窗下墻出現(xiàn)豎向均勻裂縫，山墻等大墻面出現(xiàn)的豎向、水平向裂縫。
1.4 結構超載裂縫
隨著結構使用功能的轉變和砌體材料強度的降低，加之砂漿和磚這兩種材料的彈性模量、橫向變形和強度不相同。當外部荷載超過結構的極限狀態(tài)而形成了受壓、受拉和受剪裂縫等破壞形態(tài)。
1.5 地基不均勻沉降裂縫
一般情況下，地基受到上部傳遞的壓力，引起地基的沉降變形呈凹形，從而導致地基反力在邊緣區(qū)較高。這種沉降使建筑物形成中部沉降大、端部沉降小的`彎曲，產(chǎn)生正彎距。結構中下部受拉，端部受剪，特別是由于端部地基反力梯度很大，端部的剪應力很大，墻體由于剪力形成的主拉應力破裂，裂縫呈正八字形。此外，當?shù)鼗胁坑谢靥钌啊⑹蛑胁康鼗鶊杂捕瞬寇浫酰蛴捎诤奢d相差懸殊，建筑物端部沉降大干中部時，會形成負彎距。主拉應力將引起墻體的斜裂縫或倒八字裂縫。局部的沉降不均不僅可以引起斜裂縫，由于垂直沉降還可能引起砌體的水平裂縫。
2 砌體結構裂縫控制的措施
裂縫導致砌體房屋承載能力和抗震性能大大降低，勢必會影響了建筑物的使用功能和安全性。新建的砌體房屋必須考慮抗震防裂因素，已經(jīng)產(chǎn)生裂縫的砌體房屋必須通過評估、加固措施進行裂縫控制，以免危及人們生命財產(chǎn)安全。
2.1 結構選型
合理選擇砌體結構的受力體型對控制裂縫具有十分重要的意義，在地震裂縫的控制上尤為重要。砌體房屋概念應做到：房屋體型宜規(guī)整、簡單；橫縱墻布置要得當、剛度分布較均勻；設置必要的圈梁和鋼笳混凝土構造柱或芯柱，樓梯間和大開間房屋的結構考慮抗扭因素。 2.2 地震裂縫控制要點
建筑物要完全避免地震裂縫是完全做不到的。只能采取適當措施，做到小震不裂或少裂、大震不倒，建筑設計時，應根據(jù)本地區(qū)抗震等級合理進行抗震設計；施工時保證必要的構造要求和施工質量；合理設置抗震縫。
2.3 溫度裂縫控制要點
溫度裂縫的控制關鍵是設置伸縮縫。盡可能消除熱脹冷縮源頭，伸縮縫的設置需滿足《砌體結構設計規(guī)范》。同時應通過提高砂漿強度、提高飽滿度、空斗改實砌、加筋砌體、加設構造柱等方式增強砌體的承載能力。對于主體結構上設置好的伸縮縫，在后期的裝飾工程、設備安裝等環(huán)節(jié)不能掩埋、填塞伸縮縫。
2.4 收縮裂縫控制要點
物體的干漲濕縮現(xiàn)象不僅與周圍環(huán)境相關，而且與物體本上的物理性質尤其是含水率等密切相關。為控制好砌體結構的收縮裂縫，首先要在材料性質上把好關，材料須符合規(guī)范要求；同時在墻的高度、厚度不大于離相交墻或轉角墻允許接縫距離之半突然變化處及門、窗洞口的一側或兩側設置豎向控制縫；控制縫宜做成隱式，與砌體的灰縫相一致，控制縫的寬度不大于12mm，控制縫內應用彈性密封材料。
2.5 結構超載裂縫控制要點
砌體房屋的功能不能隨意改變，不能在樓面上隨意安放設備、施加動力荷載；不能隨意改變砌體房屋的受力形式，尤其是不能破壞承重結構；對于房齡較長的砌體房屋，要適當減輕樓(屋)面荷載，以免房屋產(chǎn)生超載裂縫。
2.6 地基不均勻沉降裂縫控制要點
對于不均勻沉降導致的裂縫應以預防為主，把好設計和施工質量關。具體做法為；在建筑物平面轉折處、建筑高度荷載突變處、結構類型不同處以及地基土軟硬交界處設置沉降縫；適當減輕結構自重；通過設置封閉圈梁和構造柱，特別是增強頂層和底層圈梁、合理布置縱橫墻、采用整體性好、剛度大的基礎形式等增強建筑物的剛度和強度；減小或調整基底的附加應力改變基礎地面尺寸使不同荷載的基礎沉降量接近；荷載變化較大的房屋，應分期分階段組織施工；施工時先建荷載大的高層，后建荷載較小的低層先建深基礎，后建淺基礎，避免增加新的附加應力；觀測裂縫發(fā)展的速度、部位、程度，決定是表面處理還是上部加固或基礎加固處理。
3 結語
砌體結構具有抗壓性能好，保溫、耐火、耐久性能好。經(jīng)濟適用，取材和施工方便，便于管理維護等優(yōu)點，在工業(yè)和民用建筑的承重結構和維護結構中仍具有十分廣闊的應用前景。對于砌體結構的裂縫我們不能小視，應能盡早發(fā)現(xiàn)盡早處理。
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