#38#全国中文核心期刊 路基工程 2007年第1期(总第130期)
砖混结构墙体裂缝原因浅析
李亚敏 席丁民
(西北农林科技大学水利与建筑工程学院 陕西杨凌 712100)
摘 要 墙体裂缝是砌体结构房屋常见的质量问题之一,由于局部基础、结构构件设计不当或者温度应力引起的墙体裂缝时有发生。本文对因地基不均匀沉降和温度变形引起的墙体裂缝进行分析,为设计人员在结构设计时提供参考。
关键词 墙体裂缝 温度应力 地基沉降 1 引言
目前,多层砖混结构仍然是我国广泛采用的主要结构形式,但由于设计、施工等方面的原因,墙体裂缝仍时有发生。产生墙体裂缝的原因很多,主要有以下几种:¹地基不均匀沉降;º温度应力引起的裂缝;»砌体材料不合格;¼施工不符合要求;½结构设计因素导致的墙体承载力不足产生的裂缝等。本文仅从地基不均匀沉降和温度应力两类变形裂缝的一些常见原因及影响因素作简单探讨,供设计人员参考。
2 地基不均匀沉降引起的裂缝211 裂缝现象
(1)斜裂缝一般发生在墙体下部纵墙的两端,多数裂缝通过窗口的两个对角,向沉降较大方向倾斜。横墙刚度较大,故很少出现这类裂缝。裂缝多在墙体下部,向上逐渐减少,裂缝宽度下大上小。
(2)水平裂缝一般在窗间墙的上下对角处成对出现,沉降大的一边裂缝在下,沉降小的一边裂缝在上。
(3)竖向裂缝一般出现在底层窗台下墙体的中部,裂缝上宽下窄。212 裂缝原因
(1)斜裂缝主要发生在软土地基上,由于地基不均匀沉降,使墙体承受较大的剪切力,当结构刚度较差,施工质量和材料强度不能满足要求时,导致墙体开裂。
(2)水平裂缝是由于该处在沉降单元上部受到阻力,使窗间墙受到较大的水平剪力而发生上下位置的水平裂缝。
(3)房屋底层窗台下墙体的竖直裂缝,是由
李亚敏,女,硕士研究生。
于窗间墙承受荷载后,窗台起着反梁作用,当上部集中荷载较大时,窗间墙因反力作用变形过大而开裂。
213 常见裂缝原因分析及防治措施21311 门窗洞口处
(1)原因分析。较大洞口处由于无墙体,而是通过洞边柱、墙体将洞口上部荷载传至纵横墙基础上,靠近洞边荷载最大,所以基底反力在洞边也最大。当洞口尺寸较大时,仍然按均匀荷载状况做成等宽的墙下条基,洞口跨靠近中部的基础不能发挥全部作用,而靠近洞边的基础面积又不足,当沉降差在墙体中引起的应力大于墙体的抗拉强度时,墙体即产生裂缝。
(2)防治措施。在进行门窗洞口下基础设计时,逐段进行设计,遇洞口或者上部荷载差别较大的部位设计成变截面,或者在宽大洞口下部考虑设置混凝土梁。21312 伸缩缝处
砖混结构中,建筑物单体超长按规范规定必须设伸缩缝。在施工阶段,伸缩缝上纵横墙相交的墙体出现竖向裂缝。
(1)原因分析。伸缩缝处一般按双墙设计,其上为双墙作用的恒载及梁、板传来的恒、活载,基础截面设计是将其上恒载和活载按极限应力组合后计算所得,但施工阶段其上无活载,恒载又较其他部位大,因此通过基础作用到地基上的荷载较大,地基承载力不足,导致该处地基下沉,当纵墙承受的拉应力大于墙体抗拉强度时,纵横墙连接处就产生了竖向裂缝。
(2)防治措施。加强基础及上部结构的刚度,提高墙体抗剪强度。一般房屋上部结构刚度较强时,可适当调整地基的不均匀下沉。故应在基础顶面(?0,000)处及各楼面门窗口上部设置圈梁,减少建筑物端部门窗数量。
李亚敏等:砖混结构墙体裂缝原因浅析#39#
21313 条形基础地基沉降
砖混结构房屋中所采用的基础形式以墙下条基为多,在进行基础设计时,一般把纵、横墙下基础底面积的计算分开,依据其各自所承受的线荷载计算,并不考虑纵横墙基础底面积的重叠。然而,由于纵横墙之间可以互相传递应力,再加上构造柱和圈梁的作用,纵横墙之间的协调作用更不能忽略,这样基础底面积的重叠会造成基底面积的不足。对此若不做处理,在房屋结构整体性较弱、地基条件较差的情况下,就可能引起该部位地基的不均匀沉降,从而导致其上墙体出现裂缝。
(1)一般做法。国家现行规范对此尚未做出具体的规定和说明,有些工程设计人员往往采取加宽纵横墙基础宽度来解决。这就造成了基础面积在纵横墙交接处不足,而远离此处的墙段较为富余,这种情况在墙段较长时更为突出。
(2)防治措施。对墙下条形基础交叉处的基础尺寸进行合理修正,使其满足地基承载力的要求。当纵横墙呈L形交接处的基础尺寸可不必进行修正;纵横墙呈T形交接处的基础尺寸为纵横墙中部条形基础宽度110~115倍;纵横墙呈十字形交接的基础尺寸为纵横墙中部条形基础宽度的1~2倍
[1]
温度变化而收缩,可能使女儿墙处于偏心受压状态,会造成女儿墙根部沿竖向开裂。312 原因分析
砖混结构顶层出现裂缝,是因为屋面长时间受阳光辐射,而混凝土的线膨胀系数又是砖砌体的2倍,因此其温度较墙体高出很多。在相同温度条件下,屋面板的变形比墙体要大得多。那么在两者的接触面间就会产生较大的温度应力,使砖砌体处于受拉、受剪等复杂应力状态,当应力超过砖砌体的抗拉、抗剪强度时,砖砌体就会开裂。由于砖砌体的材质不均匀,使得拉裂、剪裂不规则,从而导致各种形式的裂缝。313 防治措施
现行5砌体结构设计规范6
(GB50003-2001)
第61312条对温度裂缝的控制措施进行了详尽的说明。除此之外,对于女儿墙上的裂缝,可以在女儿墙上设置变形缝,以调整较大的温度线性变形。变形缝的缝宽一般为2cm,缝间距不超过5m。
从文献[3]中提供的/温度应力近似计算法0可知如下情况。
(1)控制温度裂缝的参数有8个,建筑物的长度只是其中之一,且长度的影响较小。因此用建筑物长度(伸缩缝)来控制温度裂缝是不全面的,在实际工程中可采用一些以/抗0为主的无缝工程:用/后浇带0取代伸缩缝,它较永久性变形缝有施工方便、整体性好等优点。
(2)砌体的抗拉强度、抗剪强度较低,而房间进深越深,其分担的宽度越大,剪应力越大,故要对一面墙负担的楼板宽度(房屋尺寸)有所控制,使之在节约空间的前提下满足设计要求。4 结语
控制墙体裂缝以预防为主,治理为辅。如果设计人员在结构设计阶段多加考虑,认真总结经验,有针对性地采取相应预防措施,其后在施工阶段严把质量关和材料关,墙体裂缝是可以得到有效控制的。参考文献
[1]刘正保.墙下条形基础交叉处的尺寸修正.建筑技术,1998,29(3).
[2]GB50003-2001.砌体结构设计规范[S].
[3]王铁梦.工程结构裂缝控制.北京:中国建筑工业出版社,1997,
8.
收稿日期:
2006-08-28
。
3 温度应力引起的裂缝311 裂缝现象
(1)斜裂缝形态最常见的有八字形,裂缝经常出现在屋面下纵墙顶两端的一二开间内,当该部分开间有门窗洞口时,裂缝在窗口的两对角处呈对称分布,且裂缝较长和较宽;有的也发展至房屋长度的1/3处。多数情况下,因内纵墙承担的各种力(如屋盖作用的力等)较外纵墙大,所以出现八字缝较外纵墙要严重。
(2)水平裂缝一般出现在平屋顶层檐下或顶层圈梁下二三匹砖的灰缝处,另外还出现在顶层梁下墙体处,呈贯通的水平裂缝。裂缝一般沿外墙顶部断续分布,房屋两端较为严重(有时还形成水平包角裂缝)。
(3)竖向裂缝常发生在房屋过长又未设伸缩缝的现浇钢筋混凝土楼盖上,当温度骤降引起楼(屋)盖缩短,楼(屋)盖拉动墙体使门窗洞口或楼梯间楼板等薄弱部位产生裂缝。竖向裂缝还出现在有突出过梁的梁端部和窗台墙处。
(4)砖砌女儿墙因受大气影响较大,故无论长短,在转角处均会出现裂缝。钢筋混凝土屋面由于
#38#全国中文核心期刊 路基工程 2007年第1期(总第130期)
砖混结构墙体裂缝原因浅析
李亚敏 席丁民
(西北农林科技大学水利与建筑工程学院 陕西杨凌 712100)
摘 要 墙体裂缝是砌体结构房屋常见的质量问题之一,由于局部基础、结构构件设计不当或者温度应力引起的墙体裂缝时有发生。本文对因地基不均匀沉降和温度变形引起的墙体裂缝进行分析,为设计人员在结构设计时提供参考。
关键词 墙体裂缝 温度应力 地基沉降 1 引言
目前,多层砖混结构仍然是我国广泛采用的主要结构形式,但由于设计、施工等方面的原因,墙体裂缝仍时有发生。产生墙体裂缝的原因很多,主要有以下几种:¹地基不均匀沉降;º温度应力引起的裂缝;»砌体材料不合格;¼施工不符合要求;½结构设计因素导致的墙体承载力不足产生的裂缝等。本文仅从地基不均匀沉降和温度应力两类变形裂缝的一些常见原因及影响因素作简单探讨,供设计人员参考。
2 地基不均匀沉降引起的裂缝211 裂缝现象
(1)斜裂缝一般发生在墙体下部纵墙的两端,多数裂缝通过窗口的两个对角,向沉降较大方向倾斜。横墙刚度较大,故很少出现这类裂缝。裂缝多在墙体下部,向上逐渐减少,裂缝宽度下大上小。
(2)水平裂缝一般在窗间墙的上下对角处成对出现,沉降大的一边裂缝在下,沉降小的一边裂缝在上。
(3)竖向裂缝一般出现在底层窗台下墙体的中部,裂缝上宽下窄。212 裂缝原因
(1)斜裂缝主要发生在软土地基上,由于地基不均匀沉降,使墙体承受较大的剪切力,当结构刚度较差,施工质量和材料强度不能满足要求时,导致墙体开裂。
(2)水平裂缝是由于该处在沉降单元上部受到阻力,使窗间墙受到较大的水平剪力而发生上下位置的水平裂缝。
(3)房屋底层窗台下墙体的竖直裂缝,是由
李亚敏,女,硕士研究生。
于窗间墙承受荷载后,窗台起着反梁作用,当上部集中荷载较大时,窗间墙因反力作用变形过大而开裂。
213 常见裂缝原因分析及防治措施21311 门窗洞口处
(1)原因分析。较大洞口处由于无墙体,而是通过洞边柱、墙体将洞口上部荷载传至纵横墙基础上,靠近洞边荷载最大,所以基底反力在洞边也最大。当洞口尺寸较大时,仍然按均匀荷载状况做成等宽的墙下条基,洞口跨靠近中部的基础不能发挥全部作用,而靠近洞边的基础面积又不足,当沉降差在墙体中引起的应力大于墙体的抗拉强度时,墙体即产生裂缝。
(2)防治措施。在进行门窗洞口下基础设计时,逐段进行设计,遇洞口或者上部荷载差别较大的部位设计成变截面,或者在宽大洞口下部考虑设置混凝土梁。21312 伸缩缝处
砖混结构中,建筑物单体超长按规范规定必须设伸缩缝。在施工阶段,伸缩缝上纵横墙相交的墙体出现竖向裂缝。
(1)原因分析。伸缩缝处一般按双墙设计,其上为双墙作用的恒载及梁、板传来的恒、活载,基础截面设计是将其上恒载和活载按极限应力组合后计算所得,但施工阶段其上无活载,恒载又较其他部位大,因此通过基础作用到地基上的荷载较大,地基承载力不足,导致该处地基下沉,当纵墙承受的拉应力大于墙体抗拉强度时,纵横墙连接处就产生了竖向裂缝。
(2)防治措施。加强基础及上部结构的刚度,提高墙体抗剪强度。一般房屋上部结构刚度较强时,可适当调整地基的不均匀下沉。故应在基础顶面(?0,000)处及各楼面门窗口上部设置圈梁,减少建筑物端部门窗数量。
李亚敏等:砖混结构墙体裂缝原因浅析#39#
21313 条形基础地基沉降
砖混结构房屋中所采用的基础形式以墙下条基为多,在进行基础设计时,一般把纵、横墙下基础底面积的计算分开,依据其各自所承受的线荷载计算,并不考虑纵横墙基础底面积的重叠。然而,由于纵横墙之间可以互相传递应力,再加上构造柱和圈梁的作用,纵横墙之间的协调作用更不能忽略,这样基础底面积的重叠会造成基底面积的不足。对此若不做处理,在房屋结构整体性较弱、地基条件较差的情况下,就可能引起该部位地基的不均匀沉降,从而导致其上墙体出现裂缝。
(1)一般做法。国家现行规范对此尚未做出具体的规定和说明,有些工程设计人员往往采取加宽纵横墙基础宽度来解决。这就造成了基础面积在纵横墙交接处不足,而远离此处的墙段较为富余,这种情况在墙段较长时更为突出。
(2)防治措施。对墙下条形基础交叉处的基础尺寸进行合理修正,使其满足地基承载力的要求。当纵横墙呈L形交接处的基础尺寸可不必进行修正;纵横墙呈T形交接处的基础尺寸为纵横墙中部条形基础宽度110~115倍;纵横墙呈十字形交接的基础尺寸为纵横墙中部条形基础宽度的1~2倍
[1]
温度变化而收缩,可能使女儿墙处于偏心受压状态,会造成女儿墙根部沿竖向开裂。312 原因分析
砖混结构顶层出现裂缝,是因为屋面长时间受阳光辐射,而混凝土的线膨胀系数又是砖砌体的2倍,因此其温度较墙体高出很多。在相同温度条件下,屋面板的变形比墙体要大得多。那么在两者的接触面间就会产生较大的温度应力,使砖砌体处于受拉、受剪等复杂应力状态,当应力超过砖砌体的抗拉、抗剪强度时,砖砌体就会开裂。由于砖砌体的材质不均匀,使得拉裂、剪裂不规则,从而导致各种形式的裂缝。313 防治措施
现行5砌体结构设计规范6
(GB50003-2001)
第61312条对温度裂缝的控制措施进行了详尽的说明。除此之外,对于女儿墙上的裂缝,可以在女儿墙上设置变形缝,以调整较大的温度线性变形。变形缝的缝宽一般为2cm,缝间距不超过5m。
从文献[3]中提供的/温度应力近似计算法0可知如下情况。
(1)控制温度裂缝的参数有8个,建筑物的长度只是其中之一,且长度的影响较小。因此用建筑物长度(伸缩缝)来控制温度裂缝是不全面的,在实际工程中可采用一些以/抗0为主的无缝工程:用/后浇带0取代伸缩缝,它较永久性变形缝有施工方便、整体性好等优点。
(2)砌体的抗拉强度、抗剪强度较低,而房间进深越深,其分担的宽度越大,剪应力越大,故要对一面墙负担的楼板宽度(房屋尺寸)有所控制,使之在节约空间的前提下满足设计要求。4 结语
控制墙体裂缝以预防为主,治理为辅。如果设计人员在结构设计阶段多加考虑,认真总结经验,有针对性地采取相应预防措施,其后在施工阶段严把质量关和材料关,墙体裂缝是可以得到有效控制的。参考文献
[1]刘正保.墙下条形基础交叉处的尺寸修正.建筑技术,1998,29(3).
[2]GB50003-2001.砌体结构设计规范[S].
[3]王铁梦.工程结构裂缝控制.北京:中国建筑工业出版社,1997,
8.
收稿日期:
2006-08-28
。
3 温度应力引起的裂缝311 裂缝现象
(1)斜裂缝形态最常见的有八字形,裂缝经常出现在屋面下纵墙顶两端的一二开间内,当该部分开间有门窗洞口时,裂缝在窗口的两对角处呈对称分布,且裂缝较长和较宽;有的也发展至房屋长度的1/3处。多数情况下,因内纵墙承担的各种力(如屋盖作用的力等)较外纵墙大,所以出现八字缝较外纵墙要严重。
(2)水平裂缝一般出现在平屋顶层檐下或顶层圈梁下二三匹砖的灰缝处,另外还出现在顶层梁下墙体处,呈贯通的水平裂缝。裂缝一般沿外墙顶部断续分布,房屋两端较为严重(有时还形成水平包角裂缝)。
(3)竖向裂缝常发生在房屋过长又未设伸缩缝的现浇钢筋混凝土楼盖上,当温度骤降引起楼(屋)盖缩短,楼(屋)盖拉动墙体使门窗洞口或楼梯间楼板等薄弱部位产生裂缝。竖向裂缝还出现在有突出过梁的梁端部和窗台墙处。
(4)砖砌女儿墙因受大气影响较大,故无论长短,在转角处均会出现裂缝。钢筋混凝土屋面由于