砌体结构论文范文

时间:2023-03-03 15:56:18

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砌体结构论文

篇1

1.1温度裂缝温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,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。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝等。导致平屋顶温度裂缝的原因,是顶板的温度比其下的墙体高得多,而砼顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端大,中间小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展。

1.2干缩裂缝烧结粘土砖,其干缩变形很小,且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。对于砌块等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。如砼砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%左右。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝。

2裂缝的危害和防裂的迫切性

砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。它已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构,已成为国家行政主管部门、建筑公司及房屋开发商共同关注的课题。

3现有产生裂缝的原因

3.1设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,引用标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施。

3.2我国《砌体规范》抗裂措施的局限性我认为这是最为重要的原因。《砌体规范》GBJ3-88的抗裂措施主要有两条,一是第5.3.1条:对钢筋砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,可采取设置保温层或隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。二是第5.3.2条: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。

由此可见,《砌体规范》的抗裂措施,如温度区段限值,主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的,而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋,基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2~0.4mm/m,无筋砌体的温度区段不能越过10m;对配筋砌体也不能大于30m。在这方面,国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验,值得借鉴:一是在较长的墙上设置控制缝,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。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0.07%,该配筋率又抗裂,又能保证砌体具有一定的延性。

4防止墙体开裂的具体构造措施建议

4.1防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂,宜采取下列措施:

4.1.1屋盖上设置保温层或隔热层;

4.1.2在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;

4.1.3当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;

4.1.4建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3-88第5.3.2条的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30m。

4.2防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一

4.2.1设置控制缝①控制缝的设置位置a在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;b在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;c在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;d在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;e竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1-2层和顶层墙体的上述位置设置;f控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜作成假缝,以控制可预料的裂缝;g控制缝作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填缝。②控制缝的间距a对有规则洞口外墙不大于6mm;b对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;c在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m。

4.2.2设置灰缝钢筋①在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;②在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;③灰缝钢筋的间距不大于600mm;④灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;⑤灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25,横筋间距不宜大于200mm;⑥对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、顶层窗洞上下不小于38;⑦灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;⑧灰缝钢筋两端应锚人相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm;⑨灰缝钢筋应埋人砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;⑩当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm;不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m;设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。

4.2.3在建筑物墙体中设置配筋带①在楼盖处和屋盖处;②墙体的顶部;③窗台的下部;④配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm;⑤配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2Φ12,对250~300mm厚墙不应小于2Φ16,当配筋带作为过梁时,其配筋应按计算确定;⑥配筋带钢筋宜通长设置,当不能通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于45d和600mm;⑦配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固,锚固长度不应小于35d和400mm;⑧当钢筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面作成虚缝,以控制可预料的裂缝位置;⑨对地震设防裂度≥7度的地区,配筋带的截面不应小于190mm×200mm,配筋不应小于410;⑩设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m;

篇2

砌体结构是最古老的一种建筑结构。我国的砌体结构有着悠久的历史和辉煌的纪录。在历史上有举世闻名的万里长城,它是两千多年前用“秦砖汉瓦”建造的世界上最伟大的砌体工程之一;建于北魏时期的河南登封嵩岳寺塔为高40米的砖砌密檐式塔;建于隋大业年问的河北赵县安济桥,净跨37.37米,全长50.82米,宽约9米,拱高7.2米,为世界上最早的空腹式石拱桥,该桥已被美国土木工程学会选为世界第12个土木工程里程碑;还有如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程;所有这些都是值得我们自豪和继承的。解放后我国在砌体结构方面更有了很大的发展,下面分三个方面来概括介绍。

1.砌体结构用量大、范围广

解放以来,我国砖的产量逐年增长,1990年砖产量增长到6200亿块,是世界其它各国年产量的总和。全国基本建设中,将砌体作为墙体的已占90%左右。在办公室、住宅等民用建筑中大都是采用砌体结构,50年代砌体结构的房屋一般只能建到4~5层,而现在很多城市已可建到7~8层。我国许多中小型单层工业厂房和多层轻工业厂房及影剧院、食堂、仓库等建筑也广泛采用砖墙、柱承重结构。砌体结构还用于建造各种构筑物,如烟囱、排气塔、粮仓、水渠等。此外我国在古代建桥技术的基础上还建造了多座100米以上的石拱桥,有些还在不同方面创造了世界纪录。我国积累了在地震地区建造砌体结构房屋的宝贵经验,我国的绝大多数大中城市在6度或6度以上地震设防区,在地震裂度≤6度地区的砌体结构经受了地震的考验。经过对设计和构造的处理,还在7度区和8度区建造了大量的砌体房屋。据不完全统计,从80年代初至今,我国主要大中城市建造的多层砌体结构房屋已达70~80亿平方米。

2.新型材料和技术的应用

60年代以来,我国粘土空心砖(多孔砖)的生产和应用有了很大的发展,在南京建造了8层空心砖承重的大桥旅馆。当时空心砖孔洞率为22%,与实心砖强度等效,但可减轻自重17%,减少墙厚20%,节省砂浆20%~30%,砌筑工时少20%~25%,墙体造价降低19%~23%。根据进一步节能要求,近年来我国在消化吸收国外先进技术的基础上,制造出规格为280mm×2~XlU1]×19、孔洞率为40%的烧结保温空心砖(块),这种保温砖的密度为1012kg/m3,抗压强度10.5MPa主要力学和热工性能指标接近或达到国际同类产品的水平。同时《多孔砖砌体设计与施工技术规程》行业标准为这种砖的推广创造了条件。近10多年来,采用砼、轻骨料砼或加气砼,以及利用砂、各种工业废料、粉煤灰、煤矸石等制成无熟料水泥砼砌块或蒸压灰砂砖、粉煤灰硅酸盐砖、砌块等在我国有较大的发展。砌块种类、规格很多,其中以中、小型砌块较为普遍,在小型砌块中又开发出多种强度等级的承重砌块和装饰砌块。据不完全统计,1996年全国砌块总产量约为2500万立方米,各类砌块建筑约5000万平方米。近十年砼砌块与砌块建筑的年递增率都在20%左右,尤其在大中城市中推广特别迅速。这些砌块建筑大多是多层的,至于中高层、高层砌块建筑我国于80年代就着手进行试点工作,在几座城市都做了试验楼,为我国中高层砌块建筑的发展做了开创性的工作。90年代初期,在总结国内外配筋砌块结构的配套材料、配套应用技术的研究上获得了突破,在此基础上开展了更具有代表性、针对性的试点工程。试点工程实践证明,中高层配筋砌块建筑具有明显的社会经济效益。因此将中高层配筋砌块结构体系纳入我国砌体结构设计规范中是理所当然的。砌块作为粘土砖的主要替代材料,在某些功能上强于粘土砖,发展前景是非常好的。和约束配筋砌体对应的是所谓均匀配筋砌体,即国外广泛应用配筋砼砌块剪力墙结构,这种砌体和钢筋砼剪力墙一样,对水平和竖向配筋有最小含钢率要求,而且在受力模式上也类同于砼剪刀墙结构,它是利用配筋砌块剪力墙筋砌块剪力墙承受结构的竖向和水平作用,是结构的承重和抗侧力构件。配筋砌体强度、延性好,和钢筋砼剪刀墙性能十分类似,可以用于大开间和高层建筑结构。我国从80年代初期主持编制国家标准《配筋砌体设计规范》起,对配筋砌体进行了较为系统的试验研究,结果表明用配筋砌体可建造一定高度的既经济又安全的建筑结构。

3.砌体结构理论的发展

1950年以前。我国可说谈不上有系统的砌体结构设计理论。国家建设部于1956年批准在我国推广应用原苏联《砖石及钢筋砖石结构设计标准和技术规范》。60~70年代初,在我国有关部门的领导和组织下,在全国范围内对砖石结构进行了比较大规模的试验研究和调查,总结出一套符合我国实际,比较先进的砖石结构理论、计算方法和经验。在砌体强度计算公式、无筋砖体受压构件的承载力计算、按弹性方案考虑房屋的空间工作,以及有关构造措施方面都具有我国特色。

4.对我国砌体结构的展望

砌体结构是由砌块和砂浆砌筑而成的构件,而砌块有多种材料的砌块,我国最古老的砌块即为砖和石。几千年来,由于砖、石具有良好的物理性能,可就地取材、生产和施工方法简便,造价低廉等优点,所以至今仍为我国主导的建筑材料。解放后我国也确实研制出多种材料的砌块,但都存在着自重大、强度低、生产耗能高、毁田严重、机械化水平低、耐久和抗震性能差的特点,所有这些都抑制着砌体结构的发展。因此,我们要针对这些问题,做好以下几方面的工作。

4.1发展高强轻质的砌体材料

目前我国的砌体材料与发达国家相比存在着强度低、耐久性差的问题。如粘土砖的抗压强度。我国一般为7.5~15Mpa,承重空心砖的孔隙率≤25%,体积质量一般为4KN/m3。而发达国家的砖抗压强度一般均达到30~60Mpa,甚至可达到100Mpa,承重空心砖的孔洞率可达到40%~60%,体积质量一般为1.3KN/m3,最轻的可达到0.6KN/m3。根据国外的经验和我国的条件,只要在配料、成型、烧结工艺上进行改进,可显著提高砖的强度和质量。如中美合资大连太平洋砖厂生产的百岩砖强度可达20100Mpa。这种材料强度高、耐久性和耐磨性好,并且有独特的色彩,可作为清水墙和装饰材料。根据我国对粘土砖的限制政策,可因地制宜,就地取材,在粘土较多的地区发展高强度粘土砖、高空隙率的保温砖和外墙装饰材料等。而在少粘土的地区大力发展高强砼砌块,承重装饰砌块和利用废材料制成的砌块等。在发展高强块材的同时,也需研制高强度等级的砌筑砂浆。目前最高等级的砂浆强度为M15。要与高强度的块材相匹配时需开发大于M15的高强度砂浆。我国的《砼小型空心砌块浆和灌孔砼》行业标准中砂浆的强度等级为M5~M30,灌孔砼的强度等级为C20~C40,这是砼砌块配套材料方面的重要进展,对推动高强材料结构的发展起着重要的作用。据预测,干拌砂浆和商品砂浆具有很好的市场前景。干拌砂浆把所有配料在干燥状态下混合装包供应,现场按要求加水搅拌即可。天津舒布洛克水泥砌块公司已供应这种干拌砂浆,价格比普通砂浆约高0.2%左右。商品砂浆的优点同商品砼一样,这类砂浆一旦取代传统砂浆,将是一个巨大的变化。

4.2积极开发研究节能环保的新型材料

1988年第一次国际材料研究会议上首次提出“绿色建材”的概念,1992年联大巴西里约热内卢以“环境和发展”为主题的各国首脑会议通过了“21世纪议程”宣言,确认了“可持续发展”的战略方针,其目标是依据环境再生,协调共生,持续自然的原则,尽量减少自然资源的消耗,尽可能对废弃物再利用和净化,保护生态环境,以确保人类社会的可持续发展。近年来,发达国家在实施《绿色建材》计划上取得了较大的进展,我国以1992年联合国环境与发展首脑会议为契机,遵循同志的“经济的发展,必须与人口、环境、资源统筹考虑,决不能走浪费资源和先污染后治理的老路,更不能吃祖宗饭,断子孙路”的指示精神,迅速行动起来,积极研制“绿色建材”产品,并取得了一定的效果。我国现已加大力度限制高能耗、高资源消耗、高污染、低效益的产品的生产。如对粘土砖(按1996年生产6000亿块粘土砖就毁掉10万多亩农田、耗能6000万吨标准煤)国家早就出台了限制政策。近年来力度更大,一些地区如上海、北京等在建筑上不准采用粘土实心砖,其实这也就间接促进了其它新型建材的发展。如蒸压灰砂废渣制品、利用页岩生产多孔砖、废渣轻型砼墙板、GRC板、蒸压纤维水泥板、复合墙板和砌块就是近几年发展起来的几种新型建材制品。

4.3进一步加强配筋砌体和预应力砌体的研究

我国虽已初步建立了配筋砌体结构体系,但需研制和定制生产砌块建筑施工用的机具,如铺砂浆器、小直径振捣棒、小型灌孔砼浇注泵、小型钢筋焊机、灌孔砼检测仪等。这些机具对保证配筋砌块结构的质量至关重要。这种砌体的原理同预应力砼,能明显改善砌体的受力性能和抗震性能。国外在预应力砌体和配筋砌体方面的水平很高。我国直到最近才有少数专家对其研究。

4.4加强砌体结构理论的研究

进一步研究砌体结构的破坏机理和受力性能,通过数学和力学模式,建立完善而精确的砌体结构理论,是全世界各国都关心的课题。我国在这方面有较好的基础,但目前跟发达国家相比还有较大的差距,因此应继续加强这方面的工作,加强对砌体结构的试验技术和数据处理的研究对促进砌体结构发展有着深远的意义。

参考文献

【1】施楚贤.砌体结构理论与设计【M】.北京:中国建筑工业出版社,1992年

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1.1温度裂缝温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,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。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝等。导致平屋顶温度裂缝的原因,是顶板的温度比其下的墙体高得多,而砼顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端大,中间小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展。

1.2干缩裂缝烧结粘土砖,其干缩变形很小,且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。对于砌块等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。如砼砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%左右。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝。

2裂缝的危害和防裂的迫切性

砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。它已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构,已成为国家行政主管部门、建筑公司及房屋开发商共同关注的课题。

3现有产生裂缝的原因

3.1设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,引用标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施。

3.2我国《砌体规范》抗裂措施的局限性我认为这是最为重要的原因。《砌体规范》GBJ3-88的抗裂措施主要有两条,一是第5.3.1条:对钢筋砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,可采取设置保温层或隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。二是第5.3.2条: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。

由此可见,《砌体规范》的抗裂措施,如温度区段限值,主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的,而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋,基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2~0.4mm/m,无筋砌体的温度区段不能越过10m;对配筋砌体也不能大于30m。在这方面,国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验,值得借鉴:一是在较长的墙上设置控制缝,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。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0.07%,该配筋率又抗裂,又能保证砌体具有一定的延性。

4防止墙体开裂的具体构造措施建议

4.1防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂,宜采取下列措施:

4.1.1屋盖上设置保温层或隔热层;

4.1.2在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;

4.1.3当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;

4.1.4建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3-88第5.3.2条的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30m。

4.2防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一

4.2.1设置控制缝①控制缝的设置位置a在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;b在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;c在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;d在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;e竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1-2层和顶层墙体的上述位置设置;f控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜作成假缝,以控制可预料的裂缝;g控制缝作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填缝。②控制缝的间距a对有规则洞口外墙不大于6mm;b对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;c在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m。

4.2.2设置灰缝钢筋①在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;②在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;③灰缝钢筋的间距不大于600mm;④灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;⑤灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25,横筋间距不宜大于200mm;⑥对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、顶层窗洞上下不小于38;⑦灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;⑧灰缝钢筋两端应锚人相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm;⑨灰缝钢筋应埋人砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;⑩当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm;不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m;设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。

4.2.3在建筑物墙体中设置配筋带①在楼盖处和屋盖处;②墙体的顶部;③窗台的下部;④配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm;⑤配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2Φ12,对250~300mm厚墙不应小于2Φ16,当配筋带作为过梁时,其配筋应按计算确定;⑥配筋带钢筋宜通长设置,当不能通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于45d和600mm;⑦配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固,锚固长度不应小于35d和400mm;⑧当钢筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面作成虚缝,以控制可预料的裂缝位置;⑨对地震设防裂度≥7度的地区,配筋带的截面不应小于190mm×200mm,配筋不应小于410;⑩设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m;

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1前言

由砖、石或各种砌块等块体通过砂浆铺缝砌筑而成的结构称为砌体结构。由于砌体结构的材料来源广泛,施工设备和施工工艺较简单,可以不用大型机械,能较好地连续施工,还可以大量地节约木材、水泥和钢材,相对造价低廉,因而得到广泛应用。许多住宅、办公楼、学校、医院等单层或多层建筑就是采用砖、石或砌块墙体和钢筋混凝土楼盖组成的混合结构体系。

但是由于砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能较差,并且由于设计、施工以及建筑材料等多方面原因引发的砌体结构的质量事故也较多,其中砌体出现裂缝是非常普遍的质量事故之一。砌体中出现的裂缝不仅影响建筑物的美观,而且还造成房屋渗漏,甚至会影响到建筑物的结构强度、刚度、稳定性和耐久性,也会给房屋使用者造成较大的心理压力和负担。在很多情况下,裂缝的发生与发展还是大事故的先兆,对此必须认真分析,妥善处理。

2砌体结构裂缝产生的原因及防治措施

引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,大体上有地基的不均匀沉降,收缩和温度的变化,设计上对房屋的构造处理不当,施工质量不合格、使用的建筑材料不合格等。

2.1地基不均匀沉降引起的裂缝

当地基发生不均匀沉降后,沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体会产生相对位移,从而使砌体中产生附加的拉力或剪力,当这种附加内力超过砌体的强度时,砌体中便产生相对裂缝。这中裂缝一般都是斜向的,且多发生在门窗洞口上下。这种裂缝的特点是:(1)裂缝一般呈倾斜状,说明系因砌体内主拉应力过大而使墙体开裂;(2)裂缝较多出现在纵墙上,较少出现在横墙上,说明纵墙的抗弯刚度相对较小;(3)在房屋空间刚度被削弱的部位,裂缝比较集中。

为防止地基不均匀沉降在墙体上产生的各种裂缝而采取的措施有:

(1)合理设置沉降缝将房屋划分成若干个刚度较好的单元,或将沉降不同的部分隔开一定距离,其间可设置能自由沉降的悬挑结构。

(2)合理地布置承重墙体,应尽量将纵墙拉通,尽量做到不转折或少转折。避免在中间或某些部位断开,使它能起到调整不均匀沉降的作用,同时每隔一定距离设置一道横墙,与内外纵墙连接,以加强房屋的空间刚度,进一步调整沿纵向的不均匀沉降。

(3)加强上部结构的刚度和整体性,提高墙体的稳定性和整体刚度,减少建筑物端部的门、窗洞口,设置钢筋混凝土圈梁,尤其是要加强地圈梁的刚度。

(4)加强对地基的检测,发现有不良地基应及时妥善处理,然后才能进行基础施工。

(5)房屋体形应力求简单,横墙间距不宜过大。

(6)合理安排施工顺序,宜先建较重单元,后建较轻单元。

2.2收缩和温度变化引起的裂缝

热胀冷缩是绝大多数物体的基本物理性能,砌体也不例外。由于屋盖系统温度变化出会使砖墙产生裂缝,由于温度变化不均匀使砌体因不均匀收缩产生裂缝,或由于钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同也会产生裂缝。

(1)屋盖系统温度变化时使墙体产生的裂缝:

这类裂缝较典型和普遍的是建筑物(特别是纵向较长的)顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,其形态呈“八”字或“X”型,且显对称性,但有时仅一端有轻微者仅在两端1~2个开间内出现,严重者会发展重房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类裂缝对那种刚性屋面的平屋顶,未设变形缝、隔热层的房屋就更易发生。产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过其材料抗拉强度的结果。一般来说,在阳光照射下,屋面板温度可高达60~70℃,而其下的砌体仅为30~35℃,温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身的抵抗力的50%~300%不等。又加上房屋两端为自由端,水平约束力小,上部砌体垂直压力较小,如无相应措施,则上述裂缝在所难免。当屋面向两端热胀时,会使下部砌体出现正“八”字裂缝,当冷缩时,就会出现倒“八”字缝,一胀一缩则易出现“X”型缝。

(2)由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩产生的裂缝:

由于房屋过长,室内外温差过大,因钢筋混凝土楼盖和墙体温度变形的差异,有可能使外纵墙在门窗洞口附近或楼梯间等薄弱部位发生向竖向贯通墙体全高的裂缝,这种裂缝有时会使楼盖的相应部位发生断裂,形成内外贯通的周圈裂缝。另外,当房屋空间高大时,墙体因受弯在截面薄弱处(如窗间墙)会出现水平裂缝。

(3)由于钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同产生的裂缝:

当材料随时间发生收缩变形和自然界温度发生变化时,由于钢筋混凝土和墙砌体材料收缩系数和线膨胀系数的不同,会在房屋的墙体及楼盖结构中引起因约束变形而产生的附加应力,当这种附加应力过大时会在墙体上产生局部竖向裂缝。

防止收缩和温度变化引起裂缝的主要措施有:

(1)在墙体中设置伸缩缝。将过长的房屋伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。

(2)屋面设保温隔热层。屋面的保温隔热层或刚性面层及砂浆找平层应设分隔缝,分隔缝的间距不宜大于6m,并与女儿墙隔开,其缝宽不小于30㎜。屋面施工宜避开高温季节。

(3)楼(屋)面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁,并沿内外墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体宜适当设置水平钢筋。

(4)遇有较长的现浇屋面混凝土挑檐、圈梁时,可分段施工,预留伸缩缝,以避免砼伸缩对墙体的不良影响。

2.3设计上对房屋的设计和构造处理不当而引起的裂缝

有一些砌体结构的房屋的设计是套用图纸,应用时未经校核;有时参考了别的图纸,但荷载增加了或截面减少了而未作计算;有的虽然作了计算,但因少算或漏算荷载,使实际设计的砌体承载力不足;有的虽然进行了墙体总的承载力计算,但忽视了墙体高厚比和局部承压的计算。如果砌体的承载力不足,则在荷载作用下将出现各种裂缝,以致出现压碎、断裂、倒塌等现象,这类裂缝的出现,很可能导致结构的失效。

预防措施:

(1)细心认真地设计。对拟建砌体结构的房屋,要做到力学模型准确,传力清楚;荷载统计无误;大梁下砌体要设垫块并进行验算;加强对圈梁的布置和构造柱的设置,以提高砌体结构的整体安全性。

(2)裂缝一旦出现,要注意观测裂缝的宽度及长度的发展情况,并及时采取相应的有效措施,如灌缝,封闭等,必要时要进行结构加固。

2.4施工质量不合格、使用材料不合格而引起的裂缝

当施工质量出现问题,砂浆稠度过大,吸水后干缩、砂浆不饱满或砂浆稠度不够时,会在平拱砖过梁处产生沿砖缝斜向的裂缝。

砖的质量不合格,砂浆强度不够,这些都会造成整个砌体的强度不够,而造成砂浆强度偏低的原因是使用了不合格的水泥,施工配合比不准确,施工时不润湿砖等。当砌体质量较差,砌体灰缝饱满度不当时也会影响到砌体的强度。而这些都可能在砌体结构中产生裂缝。

预防措施:

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