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來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:土木工程時(shí)間:瀏覽:次
摘要:本文對房屋建筑溫度裂縫的防控進(jìn)行了簡單的闡述。
關(guān)鍵詞:房屋建筑;溫度裂縫
前言:我國當(dāng)前住宅基本都是磚混結(jié)構(gòu)的建筑,近年來出于對建 筑物主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的考慮。建筑物基礎(chǔ)普遍采用人工混凝土灌注樁或機(jī)械成孔混凝土灌注樁,豎向承重體系采用由構(gòu)造柱及圈梁加強(qiáng)了的磚砌體結(jié)構(gòu),水平承重構(gòu)件要采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。由于樁基的承栽力高且穩(wěn)定性好,所以避免了以往部分采用大開挖基礎(chǔ)所帶來的磚混結(jié)構(gòu)房屋由于地基下沉所引起的墻體開裂裂縫,同時(shí)采用大面積現(xiàn)澆樓板也大大增強(qiáng)了主體結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和抗震性能。但是,由于其他因素的影響,局部磚砌體仍會出現(xiàn)溫差裂縫,不僅影響了建筑物的外觀,在一定程度上也削弱了作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的磚砌體的強(qiáng)度, 并可能造成房屋外墻面發(fā)生雨水滲漏,影響住戶使用。
一、溫度裂縫的形成機(jī)理
外界溫度變化使組成房屋建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生脹縮變形,當(dāng)這種變形受到其他構(gòu)件的約束時(shí),就會在構(gòu)件內(nèi)部或相互約束的不同材料構(gòu)件之間產(chǎn)生應(yīng)力(主要為拉應(yīng)力和剪應(yīng)力),當(dāng)應(yīng)力超過構(gòu)件材料的強(qiáng)度極限時(shí),就產(chǎn)生了溫度裂縫。
在使用兩種不同材料的屋面板與墻體之間,線膨脹系數(shù)a差異較大,通常混凝土屋面板的線膨脹系數(shù)a1=10×10-6,砌體的線膨脹系數(shù)a2=5×10-6。當(dāng)兩者以相同的溫差升降時(shí),由于線脹系數(shù)不同,在接觸面上將產(chǎn)生相對位移,而這位移受到限制,則產(chǎn)生剪應(yīng)力。由于屋面受到陽光的直射,通常屋面板的溫度總是高于墻體的溫度變化,使得這種剪應(yīng)力更大。當(dāng)膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力大于砌體的抗拉強(qiáng)度tmax>ftk時(shí)墻體就產(chǎn)生斜向溫度裂縫。當(dāng)溫度應(yīng)力超過墻體的抗剪強(qiáng)度tmax>fv時(shí)墻體就產(chǎn)生水平溫度裂縫。由于應(yīng)力集中的原因,就在門窗洞口四角產(chǎn)生豎向及斜向裂縫。而樓板的斜裂縫主要由于縱橫雙向框架梁受熱膨脹產(chǎn)生推力作用于端角樓板上,超過混凝土的抗拉能力,產(chǎn)生了斜裂縫。
二、溫度裂縫的特征
溫度裂縫成因比較特殊,因此溫度裂縫往往是頂部較嚴(yán)重(陽光直射,日照時(shí)間長,晝夜溫差大),越往下層裂縫程度越輕;房屋長高比越大,裂縫越嚴(yán)重;條式房屋的中間單元裂縫輕,兩端部單元裂縫較嚴(yán)重。整體上看,房屋向陽面墻體比背陰面墻體裂縫嚴(yán)重;房屋內(nèi)部則內(nèi)橫墻體裂縫輕,內(nèi)縱墻體裂縫重。從施工的季節(jié)角度看,在南方春秋季施工的房屋裂縫輕,冬季施工裂縫重。
三、溫度裂縫的種類和成因
(一)內(nèi)外縱墻和根墻的“八”字形裂縫
這種裂縫多出現(xiàn)在每片墻體的端部,而且集中出現(xiàn)在門窗洞口的角部,呈“八”字形。當(dāng)溫度升高時(shí),屋面板伸長比相應(yīng)磚墻伸長大,使頂層墻體因屋面板的推力作用受拉和受剪。拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的分布情況大體是:房屋平面中間為零,兩端最大,因此墻體的兩端部位大多出現(xiàn)“八”字形裂縫,屋面保溫隔熱層的質(zhì)量越差,屋面板和墻體的相對位移越大,裂縫越明顯,內(nèi)縱墻和根墻在室內(nèi)與屋面板之間的溫差比相應(yīng)的外縱墻和山墻與屋面板之間的溫差大,所以屋內(nèi)墻體裂縫比外墻重。
(二)窗戶出現(xiàn)水平裂縫、斜裂縫
當(dāng)房屋的長高比較大,而且室內(nèi)空間比較寬敞高大的房屋,頂層外墻常在窗臺部位出現(xiàn)水平裂縫,窗口出現(xiàn)對角斜裂縫。當(dāng)溫度升高后屋面板伸長對墻產(chǎn)生水平推力,使窗臺部位的墻體內(nèi)側(cè)向外擴(kuò)展,外墻在水平推力作用下發(fā)生側(cè)向彎曲而導(dǎo)致開裂。
(三)屋面板下面的外墻水平裂縫和外墻陽角的包角裂縫
這種裂縫出現(xiàn)在屋機(jī)板底部,頂層QL底部墻體,門過梁上部墻體,裂縫有對貫通墻厚。當(dāng)升溫時(shí),屋面板對頂層QL及墻體產(chǎn)生推力,降溫時(shí),屋面板對墻體產(chǎn)生拉力,墻體抗拉強(qiáng)度不能抵抗水平剪力而導(dǎo)致墻體開裂。
(四)女兒墻裂縫
不少房屋女兒墻連成后發(fā)生倒向彎曲,女兒墻的根部和平屋頂面交接處墻體外凸或女兒墻外傾,造成女兒墻開裂,房屋的短邊裂縫比長邊明顯。形成這種現(xiàn)象的主要原因是:鋼筋砼屋蓋和屋面的水泥砂漿面層,在氣溫升高后的伸長比磚墻大,磚墻相對阻止屋蓋結(jié)構(gòu)和水泥砂漿面層伸長,因此屋蓋結(jié)構(gòu)和砂漿面層對墻體產(chǎn)生推力導(dǎo)致女兒墻開裂,溫差越大房屋越長,面層砂漿越密越厚,這種推力越大,墻體開裂越嚴(yán)重。
四、溫度裂縫的防控措施
(一)磚混房屋越長,兩端積累的溫度變形就越大,產(chǎn)生溫度裂縫就越嚴(yán)重。因此應(yīng)嚴(yán)格控制房屋長度及溫度縫的設(shè)置間距,使之符合《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求;在設(shè)計(jì)時(shí),還應(yīng)注意調(diào)整樓房高度,盡量使屋面的標(biāo)高一致。對于錯(cuò)層的房屋宜有錯(cuò)層部位所有縱橫墻相交處設(shè)置墻構(gòu)造柱。
(二)提高頂層砌體強(qiáng)度。有些設(shè)計(jì)中砂漿及磚的強(qiáng)度等級越往頂層越低,或整個(gè)建筑物的砂漿及磚強(qiáng)度等級不高。為防治頂層墻體溫度裂縫,應(yīng)適當(dāng)提高頂層砌體強(qiáng)度,磚不宜低于MU7.5,砂漿不宜低于2.5。
(三)頂層要設(shè)置圈梁。對于頂層的各道橫墻及縱墻應(yīng)全部設(shè)置鋼筋混凝土圈梁,且應(yīng)閉合。建議在頂層端部從山墻起兩間范圍內(nèi)的內(nèi)外縱墻和承重橫墻設(shè)計(jì)成配筋砌體并與構(gòu)造柱拉結(jié)。
(四)頂層應(yīng)增設(shè)抗裂柱。在通常設(shè)計(jì)中,構(gòu)造柱越到頂層越少,但考慮到溫度應(yīng)力的作用,應(yīng)在頂層端部兩間范圍內(nèi)增設(shè)抗裂柱.以防止溫度裂縫的產(chǎn)生,抗裂柱上下兩端錨固于上下圈梁內(nèi)。
(五)屋面板、外廊板,陽臺板等均應(yīng)在板面全跨雙向配置不小于Φ6@200的構(gòu)造鋼筋,以抵抗外露室外現(xiàn)澆板的溫度裂縫;對四個(gè)端角的屋面板塊尚應(yīng)增設(shè)配筋不小于Φ6@200、長不小于2.5m的放射筋,以防板的斜向裂縫。鋼筋混凝土女兒墻板、檐口板、外露欄板應(yīng)雙面雙向配筋,上下端頭各配≥2Φ12的溫度抵抗筋,并每隔15~20m設(shè)置一道20mm溫度伸縮縫。
(六)現(xiàn)澆外挑檐設(shè)溫度縫。屋頂挑檐盡可能采用預(yù)制,如為現(xiàn)澆則應(yīng)每隔一單元沿縱墻方向或每隔15~20m在挑檐板上設(shè)法20mm寬溫度縫。無論預(yù)制或現(xiàn)澆縫內(nèi)均嵌入麻絲瀝青。外挑檐溫度縫的設(shè)置宜與屋蓋溫度縫相配合,即設(shè)置在同一軸線上。為控制女兒墻裂縫,在屋蓋設(shè)溫度縫處的女兒墻也應(yīng)同時(shí)斷開設(shè)縫,也可加構(gòu)造或水平縫配筋加強(qiáng),以避免女兒墻裂縫。
(七)嚴(yán)格控制砌筑砂漿的配合比及砌筑工藝,確保砌體砂漿的飽滿度,控制各抹灰層間隔時(shí)間和厚度。在保證砌體的砌筑質(zhì)量前提下,確保砌體的抗剪強(qiáng)度,減少溫差裂縫的產(chǎn)生。
(八)優(yōu)先采用裝配式有檀體系鋼筋砼屋蓋,使屋蓋與墻體連接改為“柔性節(jié)點(diǎn)”,即QL與屋面板接觸面上鋪設(shè)一層油氈或滑石粉,形成滑動層,這樣可減少溫度變形時(shí)墻體的推動力影響,防止墻體產(chǎn)生溫度裂縫。
(九)屋面板澆筑安裝完成后,盡快完成保溫隔熱層,切不可拖延時(shí)間。優(yōu)先選用保溫隔熱性能好的保溫材料,使保溫隔熱層材料的各項(xiàng)指標(biāo)要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,特別是含水率和干重度;鋪筑厚度和范圍要到位,滿足熱工規(guī)范的要求,以減小屋面與頂層墻體的溫差,達(dá)到有效控制溫度應(yīng)力的目的。
(十)合理安排好房屋建筑的建設(shè)時(shí)間,盡量避開在炎熱的夏季和寒冷的冬季施工溫度敏感部位,在交付使用后,應(yīng)訂立制度做好房屋建筑特別是溫度裂縫的易發(fā)部位的管理維護(hù),這也是預(yù)防工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
結(jié)論:
溫度裂縫是在房屋建筑施工中常遇到質(zhì)量通病,是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力。雖然在住宅墻體溫度裂縫產(chǎn)生的原因較多,但是通過嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范,從材料、設(shè)計(jì)、施工各方面層層把關(guān),采取有效的控制措施,溫差裂縫是可以防止的。
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