砌体结构裂缝浅析

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【论文关键词】砌体结构；受力裂缝；非受力裂缝；裂缝控制措施【论文摘要】总结分析了受力裂缝及非受力裂缝的不同状态及产生原因，结合工程经验提出控制裂缝的措施。

    1简介     砖石材料是房屋建筑中采用较广泛而经济的地方材料，因宁夏当地的地质环境及条件，砌体结构在宁夏的建筑工程中使用的很多。砖石材料具有良好的耐火性，材料便宜，方便取得，施工工艺简单，工期短等优点。但砌体结构也存在一定的缺点，裂缝就是其中较为严重的问题，砖砌体出现裂缝，轻者影响外形美观和使用功能，损害结构整体性，降低工程寿命，重者使建筑失去使用价值，甚至倒塌。       2裂缝的类型及成因       产生砌体结构裂缝的原因很多，如不均匀沉降、温度变化导致的热胀冷缩、干缩变形等，或是各种因素的综合作用结果。按裂缝的成因，墙体裂缝可分为受力裂缝和非受力裂缝两大类。各种直接荷载作用下，墙体产生的裂缝称为受力裂缝，而砌体因收缩、温度、湿度变化、地基沉陷不均匀等引起的裂缝是非受力裂缝，又称为变形裂缝。   2.1受力裂缝受力裂缝的产生主要是砌体结构设计中墙体在外荷载作用下的承载力没达到规范所要求的强度，墙体由于外荷载产生的内应力超过了墙体自身可承受的极限而开裂。受力裂缝破坏基本上分为受压、受拉、受弯和受剪破坏：①受拉破坏时裂缝成竖向平行分布。②受拉破坏时可分为沿齿缝开裂和沿墙面垂直开裂。当砖块的强度等级较高而砂浆的强度较低时，砖体的抗拉强度大于该切向的粘结强度，砌体沿着与砂浆的交接面处处形成齿状裂缝，墙体开裂破坏。反之，砖体的抗拉强度小于交接面处的粘结强度，易形成自上而下贯穿墙体的垂直裂缝，墙体开裂。③受弯裂缝破坏与受拉相似。④砌体局部受压是常见的一种受力状态，如基础顶面的墙、柱的支撑处，梁或屋架端部的支撑处。   2.2非受力裂缝非受力裂缝又分为温度裂缝及基础不均匀沉降裂缝等。   2.2.1温度裂缝温度裂缝产生机理:对于砖砌体结构，混凝土由于温度改变而引起的变化是砌体的两倍。当外界温度升高时,混凝土顶盖变形大，墙体变形相对较小，导致砖砌体和混凝土屋盖之间产生约束应力。使屋盖受压,墙体受拉、受剪。当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。   2.2.2斜裂缝常见于建筑物顶层两端内外纵墙门窗洞的上下角上，对称产生，呈八字形，向下一层的斜裂缝比顶层裂缝小。这主要是由于屋面变形受到墙体的约束，屋面板对墙体顶端产生水平推力，使墙体与屋盖的接触面受剪。而剪力与屋盖挑檐或女儿墙的垂直压力构成了墙体双向应力，当主拉应力大于墙体的抗拉强度时，墙体便开裂。沿墙体分布的剪力大致为两端大，中间小，由于端部正应力小，其主拉应力接近于剪应力，使横墙及内外纵墙端部出现八字形裂缝。   2.2.3竖向裂缝常见于门窗间墙上，情况严重的还会延至以下几层，甚至出现贯通房屋全高的竖向裂缝。这是因为从屋盖传给墙体的主拉应力，在门窗洞口处约为平均应力的两倍，窗间墙一般比较薄弱，当窗过梁搁置在窗间墙的两端，搁置处受过梁传来的局部压力较大，过梁在热胀冷缩的作用下，引起窗间墙受拉、受剪的动力较大，易产生垂直竖向裂缝。   2.2.4水平裂缝常发生在顶屋圈梁下的水平砖缝中，有的在建筑四角形成包角裂缝，即会在两端间四周墙上有一圈水平裂缝。当纵墙门窗洞口多时，水平裂缝常发生在门窗洞口上的砖缝中。以上两种裂缝是由于屋盖的热胀冷缩作用，墙体内产生水平轴压力和偏心弯矩，当应力大于砌体的拉力时，在薄弱的水平砖缝中就会产生水平裂缝。   2.3地基不均匀沉降裂缝地基不均匀沉降的裂缝的形态是多种多样的，有的裂缝尚随时间长期变化，裂缝较宽。沉降大处地基会产生局部凹陷，此时其上部荷载只能由砖砌体承担，则砖砌体上产生了附加拉力和剪力，当该应力大于砖砌体的承载能力时会出现裂缝。这类裂缝大多会发生在底层，在顶层大量的竖向裂缝或接近竖向裂缝，在底层多数为斜裂缝。   2.3.1斜裂缝常见于房屋底部,通过门窗口，与地面成45°角，少数有可能向上延伸到二层。这类破坏可近似的按弯曲破坏进行分析，如建筑中部沉降大，而端部沉降小,使建筑物产生正弯矩，结构中下部受拉，端部受剪，墙体由于剪力形成的主拉应力破裂。   2.3.2竖向裂缝常见于底层窗下墙的中部，裂缝上端宽下端细。原因是窗下墙两端在窗间墙上部的集中荷载作用下，使窗下墙的两端受的压力大，地基压缩下降量大，而中部向上弯曲，产生弯曲裂缝。   2.3.3水平裂缝窗间墙上下沿灰缝常出现水平裂缝，沉降大的一端，在窗间墙的下面灰缝中产生水平裂缝，沉降小的一端水平裂缝在窗间墙的上面。究其原因，建筑物沉降单元上部受到阻力作用时，使窗间墙承受较大的剪应力，当剪应力大于砌体的抗剪强度时产生裂缝。       3裂缝的控制措施       大量工程实践表明,控制裂缝应该防患于未然，特别是在设计时就要考虑如何预防裂缝的产生。砖砌体由于本身的特点，对于不均匀沉降和温度应力都很敏感，一旦出现了裂缝就无法啮合，当危及到安全时还要采取加固措施，既影响美观又影响使用，有的即使进行了加固也不能恢复其本来面貌，因此对砖砌体的裂缝问题，应着眼于预防，把症害消除在发生之前。根据以上分析，提出以下几点预防措施：①为增强外纵墙及内纵墙的抗剪及抗拉能力，控制裂缝出现，外纵墙厚度宜采取370mm，内纵墙厚度宜采取240mm，增加墙的厚度后，圈梁和构造柱仍占一砖墙厚，使圈梁和构造柱不暴露在大气中，有利于控制温度应力引起的墙体裂缝。②在现浇屋盖部分及现浇挑檐，每隔15米左右设后浇缝一道，缝宽600～800mm，缝内混凝土断开，钢筋不断，待主体结构完成需做保温层前，再灌注混凝土，混凝土强度提高一级，并加膨胀剂。砖混结构顶层墙体裂缝早已引起人们关注，实践证明，采取和不采取预防措施截然不同，一般采取措施后不再出现裂缝，而且预防裂缝方法简单，施工方便，增加工程造价不多，效果显著。       4加固处理方法     采取砌体灰缝中嵌筋法：将裂缝墙体灰缝剔除，用空压机吹扫干净灰缝，用结构胶将φ6钢筋嵌入灰缝中，外抹水泥砂浆保护层，可有效抑制墙体裂缝达2倍以上强度。此方法施工简单且有效提高了砖砌体抗裂缝能力。砌体墙外贴钢筋网片，喷射细石混凝土，增加砖砌体整体刚度，抑制裂缝发展，但此方法施工工艺复杂，施工作业面大，施工周期长。综上所述，施工中应采取多种方法结合的措施减少温度缝的产生，产生裂缝后可根据现场情况进行加固补强。   5结语       通过对温度裂缝、地基不均匀沉降裂缝的分析，提出了一些控制措施，对具体工程，应该具体分析，结合实际，采用不同的控制方法，来达到较好的效果。