砌體結(jié)構(gòu)裂縫成因及有效控制研究工學(xué)論文
摘要：通過分析砌體結(jié)構(gòu)裂縫的類型和形成機(jī)理，從設(shè)計(jì)、選材、施工、監(jiān)控、加固等幾個(gè)方面探討了有效控制裂縫產(chǎn)生和發(fā)展的措施。
關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)，裂縫；類型；機(jī)理；控制措施
1 砌體結(jié)構(gòu)裂縫的類型及成因
1.1 地震裂縫
地震對(duì)砌體結(jié)構(gòu)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(yán)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(huì)產(chǎn)生的。斜裂縫一般屬于主拉應(yīng)力超過砌體強(qiáng)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(fù)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(dāng)溫度升高時(shí)，混凝土頂蓋變形大。墻體變形相對(duì)較小。導(dǎo)致磚砌體和混凝土屋蓋之間產(chǎn)生約束應(yīng)力。屋蓋受壓、墻體受拉受剪開裂。當(dāng)砌塊材料為混凝土砌塊時(shí)，由于混凝土砌塊的強(qiáng)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(jié)構(gòu)的各組成材料的含水率不同，受干漲濕縮影響也不協(xié)調(diào)，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(jié)構(gòu)超載裂縫
隨著結(jié)構(gòu)使用功能的轉(zhuǎn)變和砌體材料強(qiáng)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(qiáng)度不相同。當(dāng)外部荷載超過結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(jié)構(gòu)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(yīng)力很大，墻體由于剪力形成的主拉應(yīng)力破裂，裂縫呈正八字形。此外，當(dāng)?shù)鼗胁坑谢靥钌啊⑹蛑胁康鼗鶊?jiān)硬而端部軟弱，或由于荷載相差懸殊，建筑物端部沉降大干中部時(shí)，會(huì)形成負(fù)彎距。主拉應(yīng)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(jié)構(gòu)裂縫控制的措施
裂縫導(dǎo)致砌體房屋承載能力和抗震性能大大降低，勢(shì)必會(huì)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(píng)估、加固措施進(jìn)行裂縫控制，以免危及人們生命財(cái)產(chǎn)安全。
2.1 結(jié)構(gòu)選型
合理選擇砌體結(jié)構(gòu)的受力體型對(duì)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(yīng)做到：房屋體型宜規(guī)整、簡(jiǎn)單；橫縱墻布置要得當(dāng)、剛度分布較均勻；設(shè)置必要的圈梁和鋼笳混凝土構(gòu)造柱或芯柱，樓梯間和大開間房屋的結(jié)構(gòu)考慮抗扭因素。 2.2 地震裂縫控制要點(diǎn)
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(dāng)措施，做到小震不裂或少裂、大震不倒，建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)本地區(qū)抗震等級(jí)合理進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)；施工時(shí)保證必要的構(gòu)造要求和施工質(zhì)量；合理設(shè)置抗震縫。
2.3 溫度裂縫控制要點(diǎn)
溫度裂縫的控制關(guān)鍵是設(shè)置伸縮縫。盡可能消除熱脹冷縮源頭，伸縮縫的設(shè)置需滿足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》。同時(shí)應(yīng)通過提高砂漿強(qiáng)度、提高飽滿度、空斗改實(shí)砌、加筋砌體、加設(shè)構(gòu)造柱等方式增強(qiáng)砌體的承載能力。對(duì)于主體結(jié)構(gòu)上設(shè)置好的伸縮縫，在后期的裝飾工程、設(shè)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(diǎn)
物體的干漲濕縮現(xiàn)象不僅與周圍環(huán)境相關(guān)，而且與物體本上的物理性質(zhì)尤其是含水率等密切相關(guān)。為控制好砌體結(jié)構(gòu)的收縮裂縫，首先要在材料性質(zhì)上把好關(guān)，材料須符合規(guī)范要求；同時(shí)在墻的高度、厚度不大于離相交墻或轉(zhuǎn)角墻允許接縫距離之半突然變化處及門、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)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(nèi)應(yīng)用彈性密封材料。
2.5 結(jié)構(gòu)超載裂縫控制要點(diǎn)
砌體房屋的功能不能隨意改變，不能在樓面上隨意安放設(shè)備、施加動(dòng)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(jié)構(gòu)；對(duì)于房齡較長(zhǎng)的砌體房屋，要適當(dāng)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(diǎn)
對(duì)于不均勻沉降導(dǎo)致的裂縫應(yīng)以預(yù)防為主，把好設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量關(guān)。具體做法為；在建筑物平面轉(zhuǎn)折處、建筑高度荷載突變處、結(jié)構(gòu)類型不同處以及地基土軟硬交界處設(shè)置沉降縫；適當(dāng)減輕結(jié)構(gòu)自重；通過設(shè)置封閉圈梁和構(gòu)造柱，特別是增強(qiáng)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(chǔ)形式等增強(qiáng)建筑物的剛度和強(qiáng)度；減小或調(diào)整基底的附加應(yīng)力改變基礎(chǔ)地面尺寸使不同荷載的基礎(chǔ)沉降量接近；荷載變化較大的房屋，應(yīng)分期分階段組織施工；施工時(shí)先建荷載大的高層，后建荷載較小的低層先建深基礎(chǔ)，后建淺基礎(chǔ)，避免增加新的附加應(yīng)力；觀測(cè)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(chǔ)加固處理。
3 結(jié)語
砌體結(jié)構(gòu)具有抗壓性能好，保溫、耐火、耐久性能好。經(jīng)濟(jì)適用，取材和施工方便，便于管理維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)和民用建筑的承重結(jié)構(gòu)和維護(hù)結(jié)構(gòu)中仍具有十分廣闊的應(yīng)用前景。對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)的裂縫我們不能小視，應(yīng)能盡早發(fā)現(xiàn)盡早處理。
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