坡屋顶对混凝土砌块墙体温度裂缝的影响分析

唐 捷 蒋章南

(1.丽水学院，浙江 丽水 323000;2.浙江金圣建设有限公司，浙江 丽水 323000)

1 工程概况

本文现场测试对象为丽水青田县塔山小区的一幢混凝土砌块墙体房屋住宅，层数为6层，平面形状为一字形，由6个单元组成，其中1单元～3单元屋面为平屋顶，4单元～6单元屋面通过“平改坡”后为坡屋顶，如图1，图2所示。

图1 丽水青田县塔山小区9号住宅楼全景图

图2 “平改坡”后的4单元～6单元坡屋顶

该房屋住宅于1995年建成，2002年对该房屋住宅4单元～6单元屋面进行“平改坡”改造，1单元～3单元屋面保持原来的状态。

2 现场观测结果分析

屋顶的“平改坡”是在房屋建成后较长时间再进行的，一般认为此时墙体自身的材料收缩裂缝已完成，实例观测所得的结果只能是温度引起的。通过现场观测及分析，可初步确定该住宅楼裂缝产生的主要原因是由于屋面与墙体的温差产生的温度应力导致的。

屋面“平改坡”后，顶层的温度比改造前有了明显的降低，屋面与墙体的温差变化幅度明显减小，尤其是在炎热的夏季显得更为突出，从而在一定程度上限制了温度应力的产生和发展。因而裂缝发展的程度明显减缓了，新的裂缝出现的几率也降低了。从现场的观测情况来看，该房屋住宅1单元～3单元(平屋顶)裂缝普遍数量相对较多，缝宽相对较大，缝宽随着时间的变化幅度相对也较大;4单元～6单元(坡屋顶)裂缝普遍数量相对较少，缝宽相对较小，缝宽随着时间的变化幅度相对也较小，也充分给予了证明。

3 墙体开裂校核计算

对于开裂比较严重的1单元～3单元(平屋顶)部分，我们用温度应力近似计算法对其进行强度验算［1，2］。

该房屋住宅1单元～3单元(平屋顶)部分为6层混凝土砌块墙体结构，采用的混合砂浆强度等级为M7.5，全长36 m，层高2.8 m，屋面板截面平均最高温度为50℃，线膨胀系数α2=10×10－6，混凝土砌块外墙最高平均温度为35℃，线膨胀系数α1=10×10－6，施工时的初始温度为20℃，纵墙间距为6 m，即2b=6000 mm，墙厚240 mm，屋面板厚 80 mm，Es=2.55 ×104N/mm2，屋面板与墙体的阻力系数为0.3 N/mm2。

解:由已知条件可得出已知数据:Cx=0.3 N/mm，α1=0.00001，α2=0.00001，T2=50 － 20=30，T1=35 － 20=15，Es=2.55 ×104N/mm2。

将已知数据代入公式计算:

由式得:

考虑到温度升高比较快的因素，取应力松弛系数H(t)=0.7～0.8，则砌块砌体的弹性剪应力变为徐变剪应力:

因此墙体产生裂缝，符合实际情况。

该房屋住宅4单元～6单元(坡屋顶)部分，屋面板截面平均最高温度可降为40℃～45℃。

当屋面板截面平均最高温度下降为45℃时，其余条件不变，则=0.186 MPa，剪应力降低了 33.3%。

当屋面板截面平均最高温度下降为40℃时，其余条件不变，则=0.093 MPa，剪应力降低了 66.7%。

以上的计算分析结果与实际观测结果是相符合的。

4 结语

1)采用坡屋顶可以有效降低屋面板的最高温度，而屋面板的最高温度的降低对减小温度引起的剪应力，控制温度裂缝有着非常明显的作用。2)采用坡屋顶对控制混凝土砌块墙体温度裂缝是一种行之有效的方法，尤其是对减少顶层墙体的温度裂缝有着十分重要的意义。

［1］王铁梦.工程结构裂缝控制［M］.北京:中国建筑工业出版社，1997.

［2］唐岱新.砌体结构设计规范［M］.北京:机械工业出版社，2004.

［3］李凤娟，唐永建.砌体常见裂缝成因及预防措施［J］.山西建筑，2011，35(5):46-48.

［4］闫香支.现浇混凝土楼板裂缝成因及控制措施［J］.山西建筑，2011，37(3):86-88.