1、对多层混合结构房屋墙体裂缝的分析摘要:从目前国情看,在我国的中小城市,大量的住宅建筑是多层建筑。多层建筑所采用的建筑结构形式主要是砌体结构。砌体结构有就地取材,造价低廉等优点。但是砌体结构由于材料、设计和构造等原因,墙体容易产生裂缝。本文重点对多层混合结构房屋墙体裂缝进行了分析。 下载 关键词:混合结构房屋 墙体裂缝 分析 由于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,建筑物的裂缝已成为住户评价建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。墙体裂缝是常见的房屋质量问题之一,经常出现的墙体裂缝包括斜向裂缝、垂直裂缝、水平裂缝、女儿墙裂缝和混合裂缝等。墙体裂缝的
2、出现,轻微的会影响房屋的美观,造成房屋渗水漏水,严重时则会影响整个房屋结构的承载力,如果不能进行正确地处理的话,甚至会引起房屋倒塌等严重后果。在多层混合结构房屋中,墙体出现裂缝是常见的质量通病,引起裂缝的原因有地基不均匀沉降、温度应力、地震力了、膨胀力、冻涨力、荷载和施工质量等。现就地基不均匀沉降和温度应力引起的墙体裂缝分析如下: 1 地基不均匀沉降引起的墙体裂缝分析 房屋的全部荷载最终通过基础传给地基,而地基在荷载作用下,其应力是随深度而扩散,深度大,扩散愈大,应力愈小;在同一深处,应力也总是中间最大,向两端逐渐减小。也正是由于土壤这种应力的扩散作用,即使地基非常均匀,房屋地基应力分布仍然是
3、不均匀的,从而使房屋地基产生不均匀沉降,即房屋中部沉降多,两端沉降少,形成微微向下凹的盆状曲面的沉降分布。在土质较好、较均匀,且房屋的长高比不大的情况下,房屋地基不均匀沉降的差值是比较小的,一般对房屋的安全使用不会产生多大的影响。但当房屋的安全使用不会产生多大的影响。但当房屋修建在淤泥土质或软塑状态的粘土上时,由于土的强度低,压缩性大,房屋的绝对沉降量都可能比较大。如果房屋的长高比较大,纵墙刚度又差,那么墙体就可能出现严重的裂缝。裂缝向沉降较大的方向倾斜。沿着门窗洞口约成 45,呈正八字形。 当房屋地基土层分布不均匀,土质差别较大时,则往往在土层分布变化或土质差别处出现较明显的不均匀沉降造成开
4、裂。 在房屋高差较大或荷载差异较大的情况下,当未留设沉降缝时,也容易在高低和轻重的交接部位产生较大的不均匀沉降裂缝。此时,裂缝位于层数低的荷载较轻的部位,并向上朝着层数高的荷载重的部分倾斜。 当房屋两端土质压缩下大,中部小时,沉降分布曲线将成凸形,此时,往往除了在纵墙两端出现向外倾斜裂缝外。也常在纵墙顶部出现竖向裂缝。 在多层房屋中,当底层窗台过宽时,也往往容易因荷载由窗间墙集中传递,使地基不均匀沉降,致使窗台在地基反力作用下产生反向弯曲,引起窗台中部的竖向裂缝。 此外,新建房屋的基础若位于原有房屋基础下,则要求新、旧基础底面的高差 H 与净距 L 的比值应小于 0.51。否则,由于新建房屋的
5、荷载作用使地基沉降而引起原有房屋、墙体裂缝。同理,在施工相邻的高层和低层房屋时,亦应本着先高、重,后低、轻的原则组织施工;否则,若先施工了低层房屋后再施工高层房屋,则也会造成低层房屋墙体的开裂。 从以上分析可以看出,裂缝的分布与墙体的长高比大于横墙,所以大部分裂缝发生在纵墙上。裂缝的分布与地基沉降分布曲线密切有关,当沉降分布曲线为凹形时,裂缝较多地发生在房屋的下部,裂缝宽度下大上小。当沉降分布曲线为凸形时,裂缝较多地发生在房屋的上部,裂缝宽度上大下小。裂缝的分布与墙体的受力特点密切有关,在门窗洞口处、平面转折处、层高变化处,由于应力集中,往往也容易出现裂缝,又因墙体是受剪力破坏,其主应力为 4
6、5,所以,裂缝也成 45倾斜。 为了防止地基不均匀沉降引起墙体开裂,首先应处理好软土地基和不均匀地基,但在拟定地基加固和处理方案时,又应将地基处理和上部结构处理结合起来考虑使其能共同工作;不能单纯从地基处理出发,否则,不仅费用大;而效果亦差。在上部结构处理上有:改变建筑物体型;简化建筑物平面;合理设沉降缝;加强房屋整体刚度 (如增加横墙、增设圈梁、采用筏式基础、箱形基础等);采用轻型结构、柔性结构等。 2 温度应力引起墙体裂缝分析 一般材料均有热胀冷缩性质。房屋结构由于周围温度变化而引起热胀冷缩变形。如果构件不受任何约束,在温度变化时能自由变形,那么在构件受到约束而不能自由变形时,则将在构件中
7、就不会产生附加应力。如果构件受到约束而不能自由变形时,则将在构件中产生附加应力或温度应力。由温度应力引起构件的伸缩值可由下式计算: L=(t1-t2)*a*L 公式中(t1-t2)温差,a材料线膨胀系数,L构件长度 由于钢筋混凝土的线膨胀系数 a=1.0*10-5/,而普通砖砌体的线膨胀系数 a=0.5*10-5/在相同温差下,钢筋混凝土构件的伸缩值要比砖砌体大一倍左右。所以在混合结构中,当温度变化时,钢筋混凝土屋盖、楼盖与砖墙伸缩不一,必然必然彼此牵制而产生温度应力,可能使房屋结构开裂破坏。 温度应力引起墙体开裂一般会有以下几种情况: 2.1 八字形裂缝。当外界温度上升时,外墙本身沿长度方向
8、有所伸长,但屋盖部分(特别是直接暴露在大气中的钢筋混凝土屋盖)的伸长量大得多。相对而言,屋盖与墙体连接处,屋盖伸长对墙体产生附加水平推力。墙体受到此推力而产生剪应力,剪应力和拉应力又引起主拉应力。当主拉应力过大时,将在墙体上产生八字形裂缝。由于剪应力的分布大体是中间为零,两端最大,因此八字形裂缝多发生在墙体两端一般占二三个开间,且会发生在顶层墙面上。 2.2 水平裂缝和包角裂缝。平屋顶房屋,有时在屋面板底部附近或顶层圈梁附近,出现沿外墙顶部的纵向水平裂缝和包角裂缝,这是由于屋面伸长或缩短引起的向外或向内推拉力而产生的。包角裂缝实际上是水平裂缝的一种形式,是外横墙和纵墙的水平裂缝连接起来形成的,
9、在这种情况下,下面一般不会再出现八字形裂缝。有时,外纵墙的水平裂缝也会出现在顶屋的窗台水平处。 2.3 女儿墙根部和竖向裂缝。女儿墙根部由于受到屋面伸长或缩短引起向外或向内的推、拉力,使女儿墙根部的砌体外凸或女儿墙外倾现象,形成水平裂缝。有时,由于钢筋混凝土屋面收缩,也可能使女儿墙处于偏心受压状态从而造成女儿墙上部沿竖向开裂。 2.4 垂直裂缝。当房屋为现浇钢筋混凝土结构时,由于收缩和降温引起的楼(屋)面缩短受到了墙体的限制,使楼(屋)面构件处于受拉状态。如果房屋过长,或设计时按采暖考虑而实际上未采暖,则可能在楼(屋)面上每隔一定距离发生贯通全宽的裂缝,在四个角发生八字型裂缝。当房屋有错层时,
10、错层处地墙体容易产生局部的垂直裂缝。 此外,在楼梯间两侧或有错层处的墙体将易产生局部的竖向裂缝,这是由于楼面收缩产生较大的拉力。 影响房屋伸缩出现裂缝的原因很多而且复杂,以上所述的仅是一些常见的情况。为了减小温度应力的影响,可采取合理地设伸缩缝,避免楼盖错层和伸缩缝错位;加强屋面的保温隔热;用油毡或铁皮将屋面板和墙体隔离并在女儿墙根部留一定空隙,使其能自由伸缩且留有余地;加强结构的薄弱环节,提高其抗拉强度等技术措施。 3 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。只要不使用新出窑的砖,一般不考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。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。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,约为第一次的 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。 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,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因。如对砼砌块、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。
