砌体结构中温度裂缝的成因和控制措施

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摘要：多年来，砌体结构水平温度裂缝这一质量通病经常出现在建筑物上，影响建筑物的外观，同时也影响建筑物的使用寿命及使用功能。文章拟就裂缝出现的成因及防治方法作以阐述。

  关键词：砌体结构；弹性模量；温度裂缝   1.前言   目前，裂缝是砌体结构质量中最主要也是最难处理的问题之一，当温度变化幅度较大时，温差将产生应力和变形，当应力和变一。据有关资料统计，几乎80％以上的裂缝是由于温度应力造形超过砌体的正常使用极限时，砌体便会产生裂缝。温度裂缝一成的。由于砌体结构采用材料的抗拉强度和抵抗变形的能力较般情况下不会直接引起建筑物的破坏，但会影响建筑物的正常使用，例如：墙体风化腐蚀、渗漏、抹灰层脱落和耐久性能的降低等，从而导致建筑物承载能力的降低、整体刚度的减小、抗震性能的降低等。因此，研究砌体结构温度应力下裂缝产生的原因及对温度应力实施预防是非常必要的。   2.温度裂缝的种类和成因   （1）内外纵墙和根墙的“八”字形裂缝。这种裂缝多出现在每片墙体的端部，而且集中出现在门窗洞口的角部，呈“八”字形。当温度升高时，屋面板伸长比相应砖墙伸长大，使顶层墙体因屋面板的推力作用受拉和受剪。拉应力和剪应力的分布情况大体是：房屋平面中间为零，两端最大，因此墙体的两端部位大多出现“八”字形裂缝，屋面保温隔热层的质量越差，屋面板和墙体的相对位移越大，裂缝越明显。   （2）窗台出现水平裂缝、斜裂缝。当房屋的长高比较大，而且室内空间比较宽敞高大的房屋，顶层外墙常在窗台部位出现水平裂缝，窗口出现对角斜裂缝。当温度升高后屋面板伸长对墙产生水平推力，使窗台部位的墙体内侧向外扩展，外墙在水平推力作用下发生侧向弯曲而导致开裂。   （3）屋面板下面的外墙水平裂缝和外墙阳角的包角裂缝。这种裂缝出现在屋面板底部，顶层QL底部墙体，门过梁上部墙体，裂缝有时贯通墙厚。当升温时，屋面板对顶层QL及墙体产生推力，降温时，屋面板对墙体产生拉力，墙体抗拉强度不能抵抗水平剪力而导致墙体开裂。   （4）女儿墙裂缝。不少房屋女儿墙建成后发生侧向弯曲，女儿墙的根部和平屋顶面交接处墙体外凸或女儿墙外倾，造成女儿墙开裂，房屋的短边裂缝比长边明显。形成这种现象的主要原因是：钢筋砼屋盖和屋面的水泥砂浆面层，在气温升高后的伸长比砖墙大，砖墙相对阻止屋盖结构和水泥砂浆面层伸长，因此屋盖结构和砂浆面层对墙体产生推力导致女儿墙开裂。温差越大房屋越长，面层砂浆越密越厚，这种推力越大，墙体开裂越严重。   通常情况下，温度裂缝危害并不大，但对房屋的整体性、耐久性和外观影响较大，给住户产生一种不安全感，特别是对商品房销售影响较大，如遇到地震或水平荷载作用下有可能导致房屋破坏。因此，在设计中，应采取有效措施，防止温度裂缝产生。   3.砌体温度裂缝的特征   （1）根据砌体材料的特征和砌体结构的特点，墙体裂缝是不可避免的，但是可以在材料、设计、施工等方面采取综合措施，有效地加以控制。   （2）温度裂缝大多分布在顶层，一般楼层分布不多，出现的方式有：墙体水平缝、墙体斜缝和窗角缝。   （3）温度裂缝的发展特征。大多数工程在主体竣工时即已出现温度裂缝，但由于未作粉刷与装修，一般不易被发现，大多数在工程竣工2～6个月内被发现，特别是经过夏、冬较大温差之后，但一个冬夏后又逐渐稳定。   （4）温度裂缝对结构的安全耐久性的影响。一般不影响安全，但裂缝引起的建筑物渗漏，可能导致钢筋锈蚀，结构承载能力下降，缩短结构的合理使用年限，使其耐久性降低。   4.温度裂缝控制措施   我国工程技术人员在实践中，总结出了“防、抗、防”的设计理念以防止结构裂缝，有的体现在现行的各种规范之中。如《砌体规范）GB5003—2001的抗裂措施主要有二条：一是第6.3.1条，即防止房屋在正常使用条件下，由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝；二是第6.3.2条，即为了防止或减轻房屋顶层墙体的裂缝，可采取设置保温层或隔热层；采用有檩屋盖或瓦材屋盖；增加构造措施等方法。《砌体规范》的其他抗裂措施，如在相关墙体及部位增加钢筋，采用粘结性好的砂浆，不仅针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的，而且对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的混凝土砌块和硅酸盐砌体房屋，也是适用的。   但这些措施未考虑我国辐员广大，不同地区的气候温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。对于温度裂缝的防治措施，国外已有比较成熟的经验值得借鉴。一是在较长的墙上设置控制缝（变形缝），这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同，而是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形，又能通风隔声和防风雨，当需要承受平面外水平力时，可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多，如英国规范对粘土砖为l0～15m，对混凝土砌块及硅酸盐砖一般不应大于6m；美国混凝土协会（AC1）规定，无筋砌体的最大控制缝间距为l2～18m，配筋砌体控制缝间距不超过30m.二是在砌体中根据材料的干缩性能，配置一定数量的抗裂钢筋，其配筋率各国不尽相同，从0.03％～0.2％，或将砌体设计成配筋砌体，如美国配筋砌体的最小含钢率为0.7％，该配筋率既可抗裂，又能保证砌体具有一定的延性。   结合国内的实际情况，在设计、施工、材料等方面采取综合措施控制墙体温度裂缝，并提出如下建议：   （1）建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》GB5003—2001第6.3.1条的规定外，宜在建筑物顶层墙体的适当部位设置控制缝，控制缝的间距宜控制在l0～15m.   （2）屋盖上设置保温层或隔热层；以减少钢筋混凝土屋盖的温度，达到减少屋盖温度变形总量，减轻板（梁）、墙交接面变形裂缝灾害的目的。目前较多的做法是将屋面由平顶改成坡顶，并从建筑功能考虑，充分利用坡顶层，提高使用率，减少建设单位或开发商成本。   （3）改进施工工艺与施工技术，组砌按规范接槎，砌筑砂浆必须饱满，加强墙体的整体性。顶层砌体及女儿墙砌筑砂浆强度等级不低于M5.   （4）顶层砌体门、窗洞口加小构造柱、小圈梁，与建筑物构造柱、圈梁连接为整体，以改善应力集中现象，以强度、变形性能优于砌体的钢筋混凝土构件抵抗温度应力，减轻顶层端部门窗洞口开裂现象。   5.温度裂缝的治理措施   （1）对温度裂缝，不要忙于及早治理，等观察一个热胀冷缩周期，裂缝不再产生新的变化时再采取治理措施。鉴定裂缝是否稳定方法：可在裂缝内嵌抹水泥浆或玻璃纸。形态完整无损，说明裂缝已基于稳定，不再有较大发展可能性。   （2）当细小裂缝不影响使用时可不修补，当裂缝造成墙面渗水，可采用嵌补密封胶或水泥浆处理。   （3）对于裂缝较多且穿墙，影响美观和正常使用给用户造成不安全感时。可在裂缝墙体两侧用4Ф6@200或Ф6@500钢筋网片，两侧网片用铁丝固定后，用水泥砂浆外部抹面处理。   6.结束语   砌体结构中墙体的温度裂缝是建筑工程质量中的多发病，虽然通常不会影响结构的安全，但影响建筑的美观、结构的耐久性。并且容易诱发商品房的纠纷。只要我们在设计和施工中重视这一现象，温度裂缝是可以控制的。   参考文献：   [1]王铁擎。建筑枷的裂缝控制，上海：上海科学技术出版社，1993.   [2]谢征勋。混结构温度应力实用计算方法，建筑结构，1987.2.