砌體工程中因溫差變形裂縫的防治措施

2021-08-22 05:34:20 字數 1863 閱讀 5164

作者:範靜

**:《現代裝飾·理論》2023年第06期

建築有裂縫,就會削弱其承載能力和抗剪、抗拉強度,直接影響了建築結構的安全和縮短使用年限。造成砌體裂縫的原因是多方面的,90%的裂縫是溫度變形和地基變形造成的,這一施工「頑疾」使得許多建築的砌體危在旦夕,因此本文主要針對砌體工程中因溫差引起的裂縫問題進行詳細的論述與分析。

對於建築砌體的裂縫應採取綜合治理,預防為主的原則;當裂縫出現後再處理,就比較困難了,甚至有些工程處理後也不能完全恢復本來的面目,並帶來一定的經濟損失。在磚混建築的屋面中,常發現有形狀各異的裂縫:有斜的如正「八」字形(圖1),倒「八」字形(圖2)及少量「x」形,有水平的,有垂直的。

當外牆有裂縫時,就會有滲漏,使用者反應強烈,也直接影響到建沒、設計,施工等單位的聲譽,本文著重分析斜裂縫出現的原因,在此基礎上再提出行之有效的處理方法和控制裂縫的措施。

1.斜裂縫出現的原因分析

斜裂縫包括正「八」字形裂縫、倒「八」字形裂縫和「x」形裂縫,如圖1、2所示:

斜裂縫多數發生在建築頂層兩端內外牆門窗洞的上下角上,對稱產生,向下一層的斜裂縫比頂層裂縫少,部分建築的向下二層和三層的窗洞口上也有少量微裂縫,圖1所示的為正「八」字形斜裂縫,圖2所示的為倒「八」宇形斜裂縫、裂縫的一般規律是:縱牆上的門窗洞越大,則斜裂縫也相對比較大;縱牆的厚度大於240mm(即黏土磚牆大於一磚厚),則裂縫相對要少,建築物的長度或伸縮縫間距超過了相關技術指標的要求時,則斜裂縫要比長度小的建築嚴重得多。一般平屋面上沒有做保溫層的牆體裂縫,要比有保溫層的平屋向嚴重;屋面採用黑色防水面層的,要比淺色或白色防水面層的牆體的裂縫要嚴重得多;雙層屋面或有保溫層的屋面,上人的屋面,其牆體裂縫相對比較少,縫寬比較細;斜坡瓦屋面的牆體裂縫更輕微。

出現這樣的裂縫問題主要原因如下:

(1)由鋼筋混凝土樓板、屋蓋和磚砌體組成盒形空間結構的整體房屋,各構件的材料性質不同,處的部位不同,如同一建築物的同一構件,有的向南,有的朝北,有的在室外,有的在室內,則乾濕度不一樣,溫差也不一樣。另外,各構件的線膨脹係數不同,如鋼筋混凝土構件的ac=10×106/℃,磚砌體的af=5×10~6/℃。當自然溫度變化或構件乾縮變形時,則房屋中的各構件將產生不同的變形。

由於「膠粘」摩擦力的存在,使各種變形相互約束而產生應力(斜拉力、剪下力、角壓力),其中混凝土和磚砌體都是抗拉強度比較弱的非勻質脆彈塑性材料,當構件中產生的拉應力σo﹥[f t](抗拉強度設計值)後,不同形式的裂縫就會出現。

氣溫變化引起的裂縫常發生在表面。這些裂縫常常周期性地張開和閉合、有的在冬季裂縫張開,夏季則閉合。當單元發生剪下變形後,對角線bd由於壓縮而縮短,ac由於受拉而伸長,當拉伸變形超過砌體變形極限時,就發生斜裂縫。

當拉應力σ1﹥[f t] (抗拉強度)時,就會在與σ1垂直的方向發生裂縫。在窗洞口容易引起應力集中,在孔洞轉角部位應力跡線呈斜向、「力流」繞過孔洞集中到兩側,在孔角外應力值最大;孔角應力差不多為孔邊應力的2倍多,所以,大多數裂縫從視窗的兩對角線向外擴充套件,靠近視窗處裂縫寬度最大。

(2)頂層牆體在牆頂剪力作用下,由於建築物的中間應力小,則以45°的斜向壓縮,在水平和垂直方向需要抵抗沿頂邊的剪應力。由於建築端部抵抗水平力的截面積小,且砌體的抗拉能力又差,加上屋面變形引起帥剪應力集中在端部,剪下破壞將沿牆體某一點開始:其水平剪應力與有效的剪下強度之比,是從最弱的磚縫開始,所以,裂縫常發生在窗洞上下的對角處,如圖3所示:

(3)鋼筋混凝土屋蓋受陽光照射的時間相對較長,輻射熱高,變形也會大。我們對某建築工程實測溫度:屋面的平均溫廈是50.

6℃;,而牆體的溫度是29.5℃,兩者相差21.1℃,則屋蓋會產生比牆體大一倍的溫度膨帳變形(冬季會產生冷縮變形),使屋蓋與牆頂交介面上有「咬粘」摩擦力產生的剪力,且又受屋蓋荷載的壓力,構成了牆體受二向應力的作用j應力的分布是非均勻的,大致如圖3中7顯示的,即建築物的中間小,兩端大;當建築的構造不當,端部磚砌體的斷面比較小(抗拉能力也小),且小於主拉應力時,就會出現正「八」字形的斜裂縫。

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