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1、结构裂缝产生的原因及控制措施结构裂缝产生的原因及控制措施 - 工程事故分析工程事故分析结构裂缝产生的原因及控制措施摘要：本文分析了建筑物结构裂缝的性质及产生裂缝的深层原因，探讨了裂缝的危害、防裂的迫切性、及相关标准，总结了防止墙体开裂的具体构造措施，并提出了极具建设性的建议。关键词：结构裂缝；控制措施；构造措施1 裂缝的性质及产生原因在我国北方地区,以淄博为例,建筑物内墙(尤其是顶层)及女儿墙底部的裂缝较普遍。现就裂缝产生的原因及防控措施进行探讨。一般来讲，最为常见的裂缝有两大类,一是温度裂缝,二是干缩裂缝,以及由温度和干缩共同产生的裂缝。(1)温度裂缝温度的变化会引起材料的热胀冷缩,当约束条
2、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。最常见的裂缝是在混凝土平屋顶房顶层两端的墙体上,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,以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。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,而混凝土顶板的膨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附近较大,中间渐小,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出现,且每到冬季,由于裂缝已经出现,白天屋顶的雪融化之后渗入裂缝,夜晚温度降低冻结成冰后体积膨胀,又加剧了
3、裂缝的宽度,如此经返复冻融,不但裂缝变大,而且砌体变酥,影响整体性及强度。(2)缩裂缝烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,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,一般不用考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但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、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。如混凝土砌块的干缩率 0.30.45mm/m,它相当于 2540oC 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 28 天能完成 50%左右的干缩变形,以后逐
4、渐变慢,几年后才能停止干缩。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,约为第一次得 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。如房屋内外纵墙两端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,在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝,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,空腹墙内外墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙体裂缝,这种情况一般外墙裂缝较内墙严
5、重。(3)温度、干缩共同产生的裂缝对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其开裂的后果往往较单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求,以及缺乏设计经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对混凝土砌块、灰砂砖等新型墙体材料,没有针对材料的特殊性,采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施,仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,必然造成墙体出
6、现较严重的裂缝。2 裂缝的危害和防裂的迫切性及宽度标准砌体属于脆性材料,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官上和心理上造成不良影响。特别是随着我国墙体材料革新、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多,建筑物的裂缝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,特别是新材料砌体结构的抗裂措施,已成为工程界、国家行政主管部门,以及房屋开发商共同关注的课题。实际上建筑物的裂缝是不可避免的。此处提到的墙
7、体裂缝宽度的标准(限值),是一个宏观的标准,即肉眼明显可见的裂缝,砌体结构尚无这种标准。但对钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性,如裂缝宽度对钢筋腐蚀,以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。我国到现在为止对外部构件(墙体)最危险的裂缝宽度尚未作过调查和评定。但根据德国资料,当裂缝宽度 0.2mm 时,对外部构件(墙体)的耐久性是没有危险的。对砌体结构来说,墙体的裂缝宽度多大是无害呢?这是个比较复杂的问题,因为它还涉及到可接受的美学方面的问题,取决于观察人的目的和观察的距离。对钢筋混凝土结构,裂缝宽度0.3mm,通常在美学上是不能接受的,这个概念也可用于配筋砌体。而对无筋
8、砌体似乎应比配筋砌体的裂缝宽度标准放宽些。但是对于客户来讲二者是完全一样的。这实际上是直观判别裂缝宽度的安全标准。3 防止墙体开裂的具体构造措施及建议(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:1)在屋盖上设置保温层或隔热层;2)在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于 30m;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)建筑物温度伸缩的间距除应满足砌体结构设计规范!GBJ3-88 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。(2)
9、主要由墙体材料的干缩引起的裂缝的防止措施设置控制缝控制缝设置位置:1)在墙的高度突变处设置竖向控制缝;2)在墙的厚度突变处设置竖向控制缝;3)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;4)在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;5)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 的房屋,可仅在建筑物 12 层和顶层墙体的上述位置设置;6)控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜做成假缝,以控制可预料的裂缝;7)控制缝做成隐式,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。控制缝的间距:1)对有规
10、则洞口外墙不大于 6m;2)对无洞墙体不大于 8m 及墙高的 3 倍;3)在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于 4.5m。设置灰缝钢筋具体措施为:1)在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝处,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于 600mm;2)在楼盖标高以上和屋盖标高以下的第二或第三道灰缝处和靠近墙顶的部位;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
11、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)灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm;9)灰缝钢筋应埋入砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层上下不小于3mm,外侧不小于 15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;10)当利用灰缝钢筋做砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于 70d 和 300mm;11)不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于 6m;12)设置灰缝钢筋的房屋的控制缝间距不宜大于 30m。在建筑物墙体中设置配筋带作法有:1)在楼盖处和屋盖处;2)在墙体的顶部;3)在窗台的下部;4)配筋带的间距不应大于 2400mm,
12、也不宜小于 800mm;5)配筋带的钢筋，对 190mm 厚墙，不应小于 212，对250300mm 厚墙不应小于 216，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 50d 和 60mm;7)配筋带钢筋应弯入转角墙约束区锚固,锚固水平段长度不应小于 25d 和 300mm;8)当配筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制裂缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面做成虚缝,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190mm200mm，配筋不应小于 41010)设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于 30m;11)可以用配筋带来代替水平灰缝钢筋。总之，我们不仅要从概念、原则、体系上解决砌体结构裂缝问题，更要从工程实践出发，理论与实践相结合，不断提高科技含量，以更快的推动我国砌体建筑的发展。参考文献1浙江省建筑标准设计浙 G16-91.混凝土小型空心砌块房屋结构构造S2苑振芳.砌体结构的局部配筋对裂缝控制和伸缩缝间距影响的讨论J.工程建议标准化，1996，2
