以砖混多层建筑结构为例,当屋面为钢筋混凝土板,墙体为砖墙时,墙体特别容易出现温差裂缝,尤其是在顶层和女儿墙根部。
因为屋面材料为钢筋混凝土(线膨胀系数为10× 10-6),墙体材料为砖砌体(线膨胀系数为5× 10-6),两者线膨胀系数相差一倍。而且屋顶接受的太阳辐射热量平均是墙体的两倍左右,尤其是在夏季。如果屋面保温处理不当,屋面会产生较大的温度膨胀变形(冬季会出现冷缩变形),使屋面与墙体之间产生较大的拉应力和剪应力。当剪应力和拉应力大于砌体的拉剪应力时,墙体就会开裂。
直八字缝常出现在顶部竖墙两端(一般在一至两开间范围内),严重时可发展到房屋的1/3长度,有时也可能出现在横墙上。裂缝宽度一般中间大,两端小。当外纵墙两端有窗户时,裂缝沿窗户对称方向开裂。裂缝具有“两头重,中间轻,太阳重,后面轻”的特点。
水平裂缝一般出现在平屋面檐口下顶圈梁2-3皮砖的灰缝位置。裂缝一般沿外墙顶部继续分布,两端中间较严重。在拐角处,纵横池的水平裂缝相交形成拐角裂缝。
斜裂缝是当墙体一端的膨胀受到限制时,八字形裂缝变成斜裂缝,多发生在山墙处,裂缝宽度有大有小。
有些房屋由于屋顶冷缩,在纵墙两端的顶层出现倒八字缝。
简而言之,温差裂缝的严重程度与室内外温度有关。施工质量、伸缩缝间距、屋面保温、窗户尺寸、墙体厚度等等。
温差裂缝虽然与建筑外形、材料性能、施工质量等诸多因素有关,但主要原因还是温差变化。为了防止温差裂缝的出现,我们在设计和施工中采取了以下预防措施:
1,按标准设置伸缩缝,以减少屋面热膨胀的累积值。《砖混结构设计规范》规定,有保温层的屋面每隔60米设置伸缩缝,无保温层的屋面每隔40米设置伸缩缝。这个规定是从整体结构上考虑的。按规定设置伸缩缝时,整体结构一般不会出现异常,但屋面仍会出现温差裂缝。
2.为了减小屋面与墙体的温差,可以在屋面上加架空保温板,效果明显,也是控制温度裂缝的关键。
3.屋面保温的原材料应符合要求,选用保温性能优良的材料,并增加屋面保温层的厚度,以有效控制屋面板的升温速度。
4.改变屋面做法,建议将平屋面改为坡屋面,既能改善屋面的使用条件,又能减少温差裂缝。
5.一般屋面防水都是将豆石贴在油毡卷材上作为保护层或者不贴在SBS防水层上,暴露在阳光下吸收更多的热量,提高屋面板的温度。建议用银粉涂层代替豆石作为保护层。表层银粉涂层对太阳光有很强的反射作用,能有效降低线圈表面温度。
6.适当提高顶层砌体的砂浆标号,在砖砌体的水平缝中增加一部分拉通锚筋(裂缝多发的缝处应设置2φ6水平筋),或适当增加窗墙和末端纵墙侧垛的宽度。
7、要保证施工质量,砌体质量是产生裂缝的内因。施工人员应严格执行施工规程和操作规程,砖块应仔细湿润。不要烘干墙上的砖。禁止在大拐角处直行。严格按照规范放置拉结筋,提高砌筑砂浆的饱满度,保证设计标号。现场测量必须准确。
8.选择合适的施工温度可以减小温差。屋面结构层做完后,应及时做保温层。此外,建议在提升结构时增加非承重墙的厚度并预留拉结筋,以加强内墙抵抗温差的能力。温差裂缝一般属于稳定性裂缝,一冬一夏就能稳定下来。裂缝稳定后,应及时修补。但有些墙体裂缝具有区域性特点,应会同设计、施工部门,结合当地气候、环境、结构形式、施工方法等进行综合调查分析,再采取措施加以解决。
第二,不均匀沉降裂缝
建筑物的不均匀沉降会引起建筑物在垂直和水平方向的不规则弯曲和变形。当建筑物整体刚度差,地基不足以调节沉降不良引起的应力时,砖砌体的某些部位会产生拉应力和剪应力,不足以抵抗变形应力时就会产生裂缝。不均匀沉降引起的常见砌体裂缝有斜裂缝、水平裂缝和垂直裂缝。这些裂缝大多发生在一楼,少数也会出现在其他楼层。通常情况下,随着地面开裂,严重时房屋会倾斜。
建筑物不均匀沉降的原因大致可分为:
1,地基不平整,特别是基槽开挖后,基槽内无枯井、坟墓、地下沟渠,土质较差,无需钻孔。如果不采取适当的措施,建筑物将不可避免地发生不均匀沉降。由于不均匀沉降,墙体承受较大的剪应力。当结构刚度差,施工质量和材料强度达不到要求时,墙体开裂。这种裂缝主要是斜裂缝。
2.窗墙出现水平裂缝的原因是沉降单元上部的阻力使窗墙受到较大的水平剪力,导致上下位置出现水平裂缝。
3.低层建筑窗台下的竖向裂缝是由主隔墙承受荷载后窗台墙的反力引起的。窗台墙因反向变形过大而开裂,严重时会压坏窗户,影响窗扇开启。另外,如果地基建在冻土上,窗台会因冻胀而产生裂缝。
为了防止墙体裂缝的不均匀沉降,在设计和施工中应采取以下预防措施:
1,合理设置沉降缝。所有荷载不同、超长、平面形状复杂、同一建筑地基处理方法不同的建筑及部分地下室均应设置沉降缝,使其分开沉降,以减少或防止裂缝。沉降缝应有足够的宽度。施工时应防止浇筑圈梁时破碎部分一起浇筑,或砖块、砂浆等杂物掉入缝中,以免房屋不自由沉降造成墙体裂缝。
2、加强基槽工作。在勘探的基础上,应会同设计和勘探部门对基槽进行钻孔和检查,薄弱部位加固后才能进行基础施工。
3.加强上部结构的刚度,提高墙体的抗剪强度。基础顶部和各楼层应设置圈梁,以减少建筑末端的窗户数量。施工中严格执行各项规章制度,如浇水湿润砖,改善砂浆和易性,提高砂浆饱满度和砖与砖之间的粘结。
不均匀沉降引起的墙体裂缝属于不稳定裂缝,一般有持续发展的趋势,从不稳定到稳定往往持续很长时间。严重时会继续发展,使建筑处于危险状态甚至被摧毁。一旦发现,必须观察、分析并采取有效措施控制裂缝的发展。
三。其他原因导致的裂缝
除了温差裂缝和不均匀沉降裂缝外,还有其他一些因素会引起砖混结构墙体的裂缝。有的荷载直接由砖砌体承担,被拱起!裂缝;非破坏性地震引起的振动和水平力也会使砖砌体的一些薄弱部位产生裂缝;一些不合格的建筑材料也会造成砌体裂缝。对于这些裂缝,应及时采取相应的措施进行预防和养护。
第四,合成
从以上分析可以看出,砖混结构墙体产生裂缝的原因可能是以上因素之一,也可能是几个因素共同作用,还可能有其他意想不到的因素。为了防止墙体裂缝,我们应该做好以下三件事:
1.调查分析周边环境和地质条件以及本地区的近期和远期规划。
2、应考虑防止墙体开裂的关键措施。
3.确保合理的施工方法和施工质量。