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建筑物砌体结构裂缝出现原因及防治的方法的研究
建筑物砌体结构裂缝出现原因及防治的方法的研究
中图分类号: TU111.2+2 文献标识码: A 文章编号:
l砌体裂缝的类型及成因
砌体结构建筑物裂缝现象普遍存在,轻者影响外形的美观和使用功能,损害结构的整体性,降低工程寿命;重者使建筑失去使用价值,甚至发生工程事故。
引起砌体结构墙体出现裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩因素,也有设计上的疏忽及施工质量、材料不合格与缺乏经验等因素,统计资料显示上述原因产生的裂缝占到全部可遇裂缝的80%,常见的砌体裂缝产生原因有以下几类。
1.1荷载裂缝
这类裂缝主要有受压裂缝、受弯裂缝、局部受压裂缝、受拉裂缝和受剪裂缝。
受压裂缝通常顺压力方向,当单砖的裂缝在同一层多次出现时,说明该墙体在竖向荷载下已经没有安全储备,当竖向裂缝连续长度超过4皮砖时,说明该部位砖墙已经破坏,如果这种裂缝在某墙体的间距小于240 mm,墙体就有发生倒塌的危险。
受弯裂缝又分大偏心受压裂缝和稳定性裂缝:大偏心受压烈缝当偏心距较大时,砌体会产生较大的弯曲变形,在远离压力作用一侧,可能会出现垂直于荷载方向的裂缝;稳定性裂缝,当长细比超过规定限值时,砖砌体会发生弯矩作用平面内较大的弯曲,且在弯曲区段的中点,往往出现水平方向裂缝。
局部受压裂缝:当梁底部没有设置垫块时,在梁底部的砌体上易发生竖向的局部受压裂缝。
受拉裂缝:对于圆形水池,散装筒仓等结构,容易发生与拉力方向垂直的或马牙形的受拉裂缝。
受剪裂缝:在挡土墙等处,容易出现受到水平方向的作用力、砌体受剪发生裂缝的情况。
1.2温差变形引发的砖砌体裂缝
这类裂缝较典型和普遍的是建筑物(特别是纵向较长时)顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,尤其在建筑物西侧山墙居多,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l~2个开间内出现,严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类裂缝在那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝和隔热层的房屋上更易发生,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了材料抗拉强度。混凝土线膨胀系数(10 X 10-6)比砖砌体线膨胀系数(0×10-6)大将近一倍,根据王铁梦《建筑物的裂缝控制》一书中捉出的计算理论和公式,就可计算出砌体中的主拉应力。在砂浆强度M=5.0、砖强度Mu -7.5时,其沿灰缝截面破坏时的轴心抗拉、抗剪强度设计值为0. 14 MPa和0.12 MPa,而沿齿缝的弯曲抗拉强度仅为0. 25 MPa和0.12 MPa,则温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身抵抗力的50%~300%。再加上房屋两端为“自由端”、水平约束力小、上部砌体垂直压力较小,如无相应措施上述裂缝在所难免。当屋面向两端热胀时,致使下部砌体出现正“八”字缝;当冷缩时,就出现倒“八”字缝;一胀一缩则易出现“X”型缝。
1.3地基基础不均匀沉降引起的裂缝
一般在建筑物下部由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平或竖直状。当长条形的建筑物中部沉降过大时,在房屋两端由下往上形成正“八”字缝,且首先在窗对角突破;当两端沉降过大时,则在房屋两端由下往上形成倒“八”字缝,也首先在窗对角突破,还可能在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当一端下沉过大时,就会形成斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大时,在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还会出现沿窗台下角的水平缝;当外纵墙凹凸设计时,由于不均匀沉降而产生力偶,导致在交接处出现竖缝。
1.4特殊砌体材料产生的裂缝
如混凝土小型空心砌块、灰砂砖等砌体,前者致裂的主要原因是竖缝砂浆难以饱满以及特殊的构造要求没能跟上,后者一般由于其本身对温差敏感、表面光滑等特殊性,虽然外观、尺寸指标较好,但在实际使用中由于对严格的灰砂砖砌体施工规程不熟悉、缺少实践经验,出现了除粘土砖常见裂缝外,还在较长墙段中及外墙窗台下形成竖斜裂缝。其机理
为①刚出厂的灰砂砖稳定性差。灰砂砖主要由细砂和石灰组成,蒸压养护后一般不到一周即可出厂,但根据使用经验,灰砂砖在出厂的一个月内释放的热量仍然很大,存在着反复的化学反应过程,因此体积极不稳定。②对含水率有苛刻的要求。有关试验资料和经验表明,含水率控制在7%~10%之间砌体可获得较好的粘结力和抗剪强度,否则质量下降明显。③砖体表面太光滑,粘结性能差,特别是当含水率不当而使砌体砂浆强度低粘结不良时,会直接导致缝间抗拉剪强度的下降。
1.5其它裂缝
这些裂缝包括混凝土构件变形导致的砌体裂缝,如在挑梁上填充墙、梁相继同步施工导致挠度过大,而在砌体上产生内低外高斜裂缝以及与外纵墙之间的竖缝等;砌体本身承载力不足,如砖柱承载不足时在下部1/3高度处出现的竖缝;砌体构造要隶不
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