摘要:本文在简要总结分析国内外砌体裂缝的性质和裂缝控制原则和措施的基础上,结合我国当前国情,针对性地提出了砌体结构裂缝控制的具体构造措施建议。
关键词:砌体结构;裂缝控制措施
1 裂缝的性质
引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。根据工程实践和统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。而最为常见的裂缝有两大类,一是温度裂缝,二是干燥收缩裂缝,简称干缩裂缝,以及由温度和干缩共同产生的裂缝。
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。最常见的裂缝是在混凝土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,以及水平包角裂缝。由于顶板的温度比其下的墙体高得多,而混凝土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。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。
1.2干缩裂缝
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。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、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。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,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,脱水后会再次发生干缩变形,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。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。
1.3 温度、干缩及其它裂缝
对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,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,而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。
2 砌体裂缝的控制
2.1 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整体质量,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。特别是随着我国房改、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,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,已成为工程量、国家行政主管部门,以及房屋开发商共同关注的课题。
2.2 裂缝宽度的标准问题
实际上建筑物的裂缝是不可避免的。目前砌体结构尚无墙体裂缝宽度的标准(限值),只是一个宏观的标准,即肉眼明显可见的裂缝。但对钢筋混凝土结构其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)的耐久性是不危险的。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。它直接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。
3 现有控制裂缝的原则和措施
长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上,形象地引出"防"、"放"、"抗"相结合的构想,这些构想、措施有的已运用到工程实践中,一些措施也引入到《砌体规范》中,也收到了一定的效果,但总的来说,我国砌体结构裂缝仍较严重,纠其原因有以下几种。
3.1 设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施
长期以来住房公有制,人们对砌体结构的各种裂缝习以为常,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,很少单独提出有关防裂要求和措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。因为裂缝的危险仅为潜在的,尚无结构安问题,不涉及到责任问题。
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》GB5003-2001的抗裂措施主要有两条,一是第5.2.12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。从规范的温度伸缩缝的最大间距可见,它主要取决于屋盖或楼盖的类别和有无保温层,而与砌体的种类、材料和收缩性能等无直接关系。可见我国的伸缩缝的作用主要是防止因建筑过长在结构中出现竖向裂缝,它一般不能防止由于钢混凝土屋盖的温度变形和砌体的干缩变形引起的墙体裂缝。二是第5.2.14条:为防止钢筋混凝土屋盖的温度变形引起顶层开裂,改善屋盖的热工性能,宜设置屋盖保温(或隔热)层。未考虑我国幅原辽阔、不同地区的气候、温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。
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:屋盖上设置保温层或隔热层;在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;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;
4.2 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
在墙的高度、厚度突然变化处设置竖向控制缝;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;在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝。
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;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。
4.2.2 设置灰缝钢筋
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;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;灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;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;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,并应锚入相交墙或转角墙中。
4.2.3 在建筑物墙体中设置配筋带
在楼盖处和屋盖处、墙体的顶部、窗台的下部; 配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm;配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2ф12,对250~300mm厚墙不应小于2ф16,当配筋带作为过梁时,其配筋应按计算确定;当配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;
4.3设置配筋带、灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m;
4.4也可根据建筑物的具体情况,如场地土及抗震设防裂度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等,综合采用上述抗裂措施。
参考文献
[1]肖亚明,砌体结构裂缝与控制问题研究综述,第三届全国工程学术会议论文集,1994
[2]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,《工程建议标准化》1996.2期
[3]配置灰缝钢筋砌体的裂缝控制,第10届国际砌体会议论文集,1994.P719
作者简介:骆文娟,女,1969.5出生,哈尔滨工业大学建筑工程专业,任结构室主任