砖混结构住宅顶层温度裂缝的防治

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大部分多层砖混住宅顶层砌体，或多或少都存在着裂缝。这种主要由温度引起的裂缝对结构的耐久性、整体性会有很大影响，同时裂缝引起的墙面渗水还会影响建筑的美观和居民的正常使用。因此应引起各方的重视，特别是设计人员的重视。本文对温度裂缝的成因及控制发表一点个人的看法。
    一、温度裂缝的特征和类型
    住宅房屋温度裂缝主要产生于房屋顶层端部的两个开间，比较严重的次顶层上也会产生一定的裂缝。
    从墙体上看，纵墙体因长度较长，裂缝要比横墙的多；墙上所开洞口的面积越大，墙体产生的裂缝也越严重；从结构体形来看，主体长度越长，顶层墙体的开裂也越严重；结构主动体的刚度越小，顶层墙体开裂也越大。
    在顶层端部开间的裂缝主要成八字，如果屋面采用预制多孔板时，在圈梁顶、预制板下往往会产生水平裂缝，而如果是现浇屋面，则在圈梁与砌体之间产生水平裂缝。在门窗洞口四角也会产生一些斜缝和垂直裂缝。情况严重的，甚至在混凝土构造成柱顶部，也会产生水平裂缝和斜裂缝。
    二、温度裂缝的原因分析
    砖混凝土结构住宅屋面主要采用现浇混凝土楼板，由于建筑户型及屋面结构体形的需要，如大开间户型、斜屋顶等其它原因，现浇混凝土屋顶应用也越来越广泛，但同时屋顶产生裂缝的情况也越来越普遍，钢筋混凝土现浇屋面和砖砌体的线膨胀系数分别为a1=10×10-6/℃和a2=5×10-6/℃。因而，即使在相同温度下，也会产生混凝土屋面相对于砖砌体的位移。由于砖砌体对混凝土现浇板梁位移的约束，在砌体内部产生了剪应力和拉应力，因结构端部的相对位移最大，故端部产生的剪应力与拉应力也最大，当该剪应力与拉应力大于砌体材料的抗剪强度和抗拉强度时，就产生了上述的温度裂缝，这是砖混结构顶层端部容易产生温度裂缝的根本原因。
    当膨胀产生的应力大于砌体的抗拉强度τmax>ftk时，墙体就产生八字裂缝。当温度应力超过墙体的抗剪强度τmax>fv时，墙体就产生水平裂缝。由于应力集中的原因，在门窗洞口四角就产生垂直及斜向裂缝。
    三、温度裂缝的控制和预防
    ⑴由于现代生活习惯的改变，大厅、大开间住宅越来越被居民所接受，这也给住宅设计时，控制温度裂缝带来了一定的困难，因为能够承担温度应力的墙体，其有效面积越来越小(对大开间住宅显得尤为明显)，因此加密设置混凝土构造柱以及加大混凝土构造柱的截面，就不失为一种可行的防止顶层温度裂缝的有效方法。
在设计中，一般将建筑顶层端部二开间构造柱加强，即把截面加大为350毫米×250毫米，内配4Ф14，Ф6@100(每一纵墙加强3根柱)，虽数幢建筑的总长度均超过规定设缝要求，但经过数年的使用，并未出现常有的墙体裂缝。当然并不排除还有其它措施在起作用，但决定性的应该是由加大的构造柱承担了温度变形所产生的应力，从而防止了裂缝的产生。
    ⑵在设计中，尽可能缩短建筑物的设缝长度，顶层墙体材料的选择也不能按常规设计(如顶层墙体一般采用MU7.5砖砌体和M5混合砂浆砌筑)。实际设计时，笔者认为在端部应采用MU10砖砌体和M10混合砂浆砌筑，以提高砌体的抗剪、抗拉强度。对于结构长度较长，顶层墙体开洞较大等其它不利因素较多时，还可在墙体内每高500毫米设置Фb4@60×60的钢筋网片。
    ⑶在屋顶隔热层设计中，应适当加大隔热层厚度，选择隔热性能好的隔热材料，对于标准较高的住宅，还可采用双层隔热。对于外挑钢筋混凝土檐沟应缩小设缝距离，尽可能使檐沟梁成为内藏式檐沟梁。
    ⑷屋面现浇混凝土的施工应尽量避开严寒和高温季节，并应严格按照施工规范进行，防止砖混结构圈梁和构造柱混凝土强度等级普遍偏低的通病。调查表明，建筑完工后，不住人与住人的住宅相比，不住人建筑更加容易产生裂缝。因此施工完成后，如不是马上交付使用的话，最好在顶层每一户型内开一扇窗子通风，以减小温度裂缝的产生。
    ⑸加强房屋的整体刚度，防止因房屋不均匀沉降引起结构内部拉应力剪应力产生，从而降低结构抵抗温度应力的能力。
    实践证明，只要在设计施工上，对温度裂缝保持足够的重视，一般性的顶层温度裂缝可以得到有效地避免。