【正文】 ..............................................................................................18 參 考 文獻 ....................................................................................................................19 II 第 1 章前言 砌體結構概述 砌體結構是指由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結構。特點是整體性較差，抗拉和抗剪強度較低，比較容易產生裂縫。但砌體結構裂縫有一定原因和客觀規(guī)律。通過對砌體結構裂縫和變形的分析，可以提出有針對性的預防和處理措施。 目前，裂縫是砌體結構質量中最主要也是最難處理的問題之一，當溫度變化幅度較大時，溫差將產生應力和變形，當應力和變一。據有關資料統(tǒng)計，幾乎 80％以上的裂縫是由于溫度應力造形超過砌體的正常使用極限時，砌體便會產生裂縫。由于砌體結構采用材料的抗拉強度和抵抗變形的能力較般情況下不會直 接引起建筑物的破壞，但會影響建筑物的正常使用，例如：墻體風化腐蝕、滲漏、抹灰層脫落和耐久性能的降低等，從而導致建筑物承載能力的降低、整體剛度的減小、抗震性能的降低等。因此，研究砌體結構溫度應力下裂縫產生的原因及對溫度應力實施預防是非常必要的。 砌體結構的發(fā)展現狀 幾十年來砌體結構在新中國的發(fā)展建設中起到了不可替代的作用。多層砌體房屋由于組成的基本材料和連接方式決定了其脆性性質 ,變形能力小 ,經常出現裂縫 ,裂縫出現的時間因不同的建筑物而異 ,有的出現早 ,有的出現晚 ,但多發(fā)生在新建房屋的 1 年至 3 年內 ,縫寬不等 ,嚴重者形成貫穿性裂縫。砌體結構裂縫問題已經是一個普遍性的問題 ,砌體裂縫不僅種類繁多。形態(tài)各異而且較普遍 ,輕微者影響建筑物美觀 ,造成滲漏水 ,嚴重者降低建筑結構的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性 ,甚至還會導致整體倒塌的重大質量事故。因此 ,需要正確分析砌體結構裂縫產生的原因 ,采取有效措施減少砌體結構裂縫的產生。因此如何防治砌體結構裂縫已是工程技術人員不可忽視的重要課題。 1錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽 。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。 第 2 章裂縫對砌體結構的危害 砌體結構出現裂縫和產生變形對建筑物的危害主意表現在結構安全性和房屋使用功能兩個方面。 對砌體結構安全性的危害 砌體結構受力裂縫的出現預示著結構承載力可能不足，結構變形的出現雖然對砌體抗壓承載力沒有直接影響，但貫穿性裂縫的形成會降低結構的整體穩(wěn)定性和抗震性能。 對砌體結構使用功能的影響 外墻、樓板和屋面結構裂縫會影響結構防水，造成房屋滲漏，明顯的結構裂縫或較大的變形會影響建筑物的美觀。 砌體屬于脆性材料，裂縫的存在降低了墻體的質量，如整體性、耐久性和抗震性能，同時墻體的裂縫給居住者在感觀上和心理上造成不良影響。特別是隨著我國墻改、住房商品化的進展，人們對居住環(huán)境和建筑質量的要求不斷提高，對建筑物墻體裂縫的控制的要求更為嚴格。由于建筑物的質量低劣，如墻體裂縫、滲漏等涉及的糾紛或官司也越來越多，建筑物的裂縫已成為住戶評判建筑物安全的一個非常直觀、敏感和首要的質量標準。因此加強砌 體結構，特別是新材料砌體結構的抗裂措施，已成為工程量、國家行政主管部門，以及房屋開發(fā)商共同關注的課題。因為這涉及到新型墻體材料的順利推廣問題。 2 第 3 章砌體結構產生裂縫的原因 砌體結構的房屋的裂縫一般是單因素典型裂縫，而這種裂縫的形態(tài)與產生的原因有較強的對應關系。大致分為溫度收縮裂縫、地基沉降差異裂縫、受力裂縫及干縮裂縫等類型。 溫度裂縫 砌體結構的房屋的裂縫一般多產生于房屋的頂層，特別是房屋兩端的縱橫墻體，裂縫沿屋頂圈梁與墻體交接面水平分布及墻體外角斜向分布，其次是門 窗洞口 45 度斜向分布。這類裂縫的產生主要是結構溫度收縮變形不協(xié)調所致。 （ 1）內外縱墻和根墻的“八”字形裂縫。這種裂縫多出現在每片墻體的端部，而且集中出現在門窗洞口的角部，呈“八”字形。當溫度升高時，屋面板伸長比相應磚墻伸長大，使頂層墻體因屋面板的推力作用受拉和受剪。拉應力和剪應力的分布情況大體是：房屋平面中間為零，兩端最大，因此墻體的兩端部位大多出現“八”字形裂縫，屋面保溫隔熱層的質量越差，屋面板和墻體的相對位移越大，裂縫越明顯。 （ 2）窗臺出現水平裂縫、斜裂縫。當房屋的長高比較大，而且室內空間比較寬敞高大的房屋，頂層外墻常在窗臺部位出現水平裂縫，窗口出現對角斜裂縫。當溫度升高后屋面板伸長對墻產生水平推力，使窗臺部位的墻體內側向外擴展，外墻在水平推力作用下發(fā)生側向彎曲而導致開裂。 （ 3）屋面板下面的外墻水平裂縫和外墻陽角的包角裂縫。這種裂縫出現在屋面板底部，頂層 QL 底部墻體，門過梁上部墻體，裂縫有時貫通墻厚。當升溫時，屋面板對頂層 QL 及墻體產生推力，降溫時，屋面板對墻體產生拉力，墻體抗拉強度不能抵抗水平剪力而導致墻體開裂。 3 錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書 簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。（ 4）女兒墻裂縫。不少房屋女兒墻建成后發(fā)生側向彎曲，女兒墻的根部和平屋頂面交接處墻體外凸或女兒墻外傾，造成女兒墻開裂，房屋的短邊裂縫比長邊明顯。形成這種現象的主要原因是：鋼筋砼屋蓋和屋面的水泥砂漿面層，在氣溫升高后的伸長比磚墻大，磚墻相對阻止屋蓋結構和水泥砂漿面層伸長，因此屋蓋結構和砂漿面層對墻體產生推力導致女兒墻開裂。溫差越大房屋越長，面層砂漿越密越厚，這種推力越大，墻體開裂就會越嚴重。 通常情況下，溫度裂縫危害并不大，但對房屋的整體性、耐久性和外觀影響較大，給住戶產生一種不安全感，特別是對商品房銷售影響較大，如遇到地震或水平荷載作用下有可能導致房屋破壞。因此，在設計中，應采取有效措施，防止溫度裂縫產生。 溫度的變化會引起材料的熱脹、冷縮，當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時，墻體就會產生溫度裂縫。最常見的裂縫是在砼平屋蓋房屋頂層兩端的墻體上，如在門窗洞邊的正八字斜裂縫，平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚 (塊 )灰縫的水平裂縫，以及水平包角裂縫 (包括女兒墻 )。導致平屋頂溫度裂縫的原因，是 頂板的溫度比其下的墻體高得多，而砼頂板的線脹系數又比磚砌體大得多，故頂板和墻體間的變形差，在墻體中產生很大的拉力和剪力。剪應力在墻體內的分布為兩端附近較大，中間漸小，頂層大，下部小。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經過一個冬夏之后才逐漸穩(wěn)定，不再繼續(xù)發(fā)展，裂縫的寬度隨著溫度變化而略有變化。 地基沉降差異裂縫 地基沉降差異是引起砌體結構建筑物裂縫的一個主要的因素。由于地基沉降差異引起的裂縫多為斜裂縫，此類裂縫一般情況下裂而不鼓，往往貫通到基礎。尤其對于軟土地基和濕陷性黃 土地基，當地基處理不當時，很容易在底層墻體產生斜向裂縫和窗下墻豎向裂縫。在房屋縱橫墻地基不均勻沉降的情況下，將使墻體承受較大的剪切力，當結構剛度稍差、施工質量和材料強度不能滿足要求時，會導致墻體開裂。另外，當房屋層數相差較多而沒有設置沉降縫時，容易在交接部位產生豎向裂縫，這類裂縫常伴有較大的地基不均勻下沉。裂縫位置多數出現在房屋下部，少數可發(fā)展到 23 層；對等高的長條形房屋，裂縫大多出現在兩端附近；其他形狀的房屋，裂縫都在沉降變 4 化劇烈處附近；一般都出現在縱墻上，橫墻上較少見。當地基性質突變時，也可能在房屋 頂部出現裂縫，并向下延伸，嚴重時可貫穿房屋全高。裂縫形態(tài)特征較長見的是斜裂縫，通過門窗口的洞口處裂縫較寬；其次是豎向裂縫，不論是房屋上部，或窗臺下，或貫穿房屋全高的裂縫，其形狀一般是上寬下細；水平裂縫較少見，有的出現在窗角，靠窗口一端裂縫較寬；有的水平裂縫是地基局部塌陷而造成的，縫寬往往較大。裂縫出現的時間大多數在房屋建成后不久，也有少數工程在施工期間明顯開裂，嚴重的不能竣工。裂縫的發(fā)展變化隨地基變形和時間增長增長裂縫加大加多。一般在地基變形穩(wěn)定后裂縫不再變化，極個別的地基產生剪切破壞，裂縫發(fā)展導致建筑物倒 塌。建筑物特征往往是房屋長而不高，且地基變形量大；房屋剛度差；房屋高度或荷載差異大，又不設沉降縫；地基浸水或軟土地基中地下水位降低；在房屋周圍開挖土方或大量堆載；在已有建筑物附近新建高大建筑物。建筑物的變形用精確的測量手段測出沉降曲線，在該曲線曲率較大處出現的裂縫，可能是沉降裂縫。 受力裂縫 受力裂縫多出現在抗震設防區(qū)的建筑物上，雖然有圈梁構造柱、鋼筋混凝土現澆板等整體連接，但這也不能完全保證不出現裂縫。比如發(fā)生在房屋底層窗臺處的豎向裂縫，多數是由于縱墻開窗較大，地基受荷載后變形不均勻 ，窗臺墻起到反梁的作用而引起的。在鋼筋混凝土條形基礎中，基礎內一般均未設置基礎梁，僅靠圈梁、構造柱等來加強建筑物的整體剛度，當地基受荷載較大時，窗臺墻因反向變形過大而開裂。 有些受力裂縫是由于地基沉降不均勻和溫度的雙重因素形成應力而產生的，我們把這種情形也歸為受力裂縫。比如鋼筋混凝土現澆板跨中裂縫，如果地基不均勻沉降，將使鋼筋混凝土現澆板單邊下沉而其他邊又受到支座的約束，這樣會導致在混凝土現澆板內部產生拉應力，而且，跨中多是施工縫的留置處，按照規(guī)范的要求：施工縫的位置宜留在結構受剪力較小且便于施工的 部位。所以，板在其他支座的約束下，由于混凝土內部的拉應力的作用，加上混凝土現澆板受溫差作用的影響，混凝土內部產生的拉應力在周圍支座的約束下，要求在現澆板的最薄弱位置釋放能量，于是在板跨中產生裂縫。裂縫位置多數出現在砌體應力較大部位，在多層建筑中，底層較多見，但 5 錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。其它各層也可能發(fā)生。軸心受壓柱的裂縫往往在柱下部 1/3 高度附近，出現在柱上下端的較少。梁 或梁墊下砌體裂縫大多數是局部承壓強度不足而造成的。裂縫形態(tài)特征是受壓構件裂縫方向與應力一致，裂縫中間寬兩端細；受拉裂縫與應力垂直，較長見的是沿灰縫開裂；受彎裂縫在構件的受拉區(qū)外邊緣較寬，受壓區(qū)不明顯，多數沿灰縫開展，磚砌平拱在彎矩和剪力共同作用下可能產生斜裂縫；受剪裂縫與剪力方向一致。裂縫出現的時間大多數發(fā)生在荷載突然增加，例如大梁拆除支撐；水池、筒倉啟用等。裂縫的發(fā)展變化受壓構件開始出現斷續(xù)的細裂縫，隨荷載或作用時間的增加，裂縫貫通，寬度加大而導致破壞。其它荷載裂縫可隨荷載增減而變化。此類裂縫往往出現在結 構構件受力較大或截面嚴重削弱的部位；超載或產生附加內力的部位，如受壓構件中產生附加彎矩等。建筑物的變形往往與橫向或豎向變形無明顯關系。 干縮裂縫 砌體結構中的混凝土相對于其他結構更容易產生干縮裂縫。因為在砌體結構當中，混凝土在空氣中硬化時，其中的水分更容易逐漸蒸發(fā)，使毛細孔中形成負壓，隨著空氣濕度的降低，負壓逐漸增大，產生收縮力，當收縮受限制產生的拉應力超過其本身的抗拉強度時混凝土就會開裂而產生干縮裂縫。此類裂縫，無方向性，裂縫較細為 ～。平常我們看到的有些面層空鼓的 斜裂縫，往往也是由于墻體面層空鼓、水泥干縮引起的。陽臺欄板與磚砌體接槎處裂縫多由于混凝土二次澆筑引起。施工時未能在構造柱上留出鋼筋進行搭接和焊接，導致鋼筋混凝土欄板由于溫度變化而使混凝土產生收縮，形成裂縫。 燒結粘土磚，包括其它材料的燒結制品，其干縮變形很小，且變形完成比較快。只要不使用新出窯的磚，一般不要考慮砌體本身的干縮變形引起的附加應力。但對這類砌體在潮濕情況下會產生較大的濕脹，而且這種濕脹是不可逆的變形。對于砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體，隨著含水量的降低，材料會產生較大的干縮變形。如砼砌塊的干縮率為 ～ ，它相當于 25～ 40℃的溫度變形，可見干縮變形的影響很大。輕骨料塊體砌體的干縮變形更大。干縮變形的特征是早期發(fā)展比較快，如砌塊出窯后放置 28d能完成 50%左右的干縮變形，以后逐步變慢，幾年后材料才能停止干縮。 6但是干縮后的材料受濕后仍會發(fā)生膨脹，脫水后材料會再次發(fā)生干縮變形，但其干縮率有所減小，約為第一次的 80%左右。這類干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數量多、裂縫的程度也比較嚴重。如房屋內外縱墻中間對稱分布的倒八字裂縫；在建筑底部一至二層窗臺邊出現的斜裂縫或豎向裂縫；在屋 頂圈梁下出現的水平縫和水平包角裂縫；在大片墻面上出現的底部重、上部較輕的豎向裂縫。另外不同材料和構件的差異變形也會導致墻體開裂。如樓板錯層處或高低層連接處常出現的裂縫，框架填充墻或柱間墻因不同材料的差異變形出現的裂縫；空腔墻內外葉墻用不同材料或溫度、濕度變化引起的墻體裂縫，這種情況一般外墻裂縫較內墻嚴重。當然裂縫的產生還與材料、施工、環(huán)境及荷載等因素有關，例如施工時，鋼筋的是否調直就是現澆板產生裂縫的一個重要原因。鋼筋未調直就意味著鋼筋受力