磚混房屋頂層墻體防裂措施

馮 明 付曉峰

摘 要:本文對磚混結構頂層墻體、樓板裂縫的特點及產生原因作了簡要分析,并結合工程實例提出了設計、施工中防治溫度裂縫的方法。

關鍵詞:磚混結構;溫度應力;溫度裂縫

1 概述

20世紀90年代以來,我國的多層住宅小區建設蓬勃發展,為我們提供了舒適的安居場所。然而磚混結構的頂層墻體容易產生裂縫,特別在頂層端單元的內外縱墻,門窗洞口等部位更明顯。裂縫數量陽面多于陰面,兩端多于中間。而且它隨季節的變化面變化,顯得很不穩定,維修困難。裂縫不僅影響建筑的外形美觀,而且容易發生雨水滲漏,影響建筑的正常使用。另外,墻體裂縫也破壞了頂層結構的完整性,降低了房屋的抗震能力。

2 頂層墻體及樓板接縫產生裂縫的原因

磚混結構頂層受溫度影響較大,夏季日照時間長,層面溫度可達60～70℃,而墻體的溫度只有40℃。另外,砼的線膨脹系數為1×105/℃,磚砌體的張膨脹系數數為0.5×105/℃,兩者為二倍的關系。當溫度升高時,鋼筋砼溫度變形大,磚砌體溫度變形小,墻體阻礙了屋蓋的伸長,因此屋面對墻體產生一個水平推力,使墻體和屋蓋的接觸不僅受壓,而且受剪,沿墻體分布的剪力為中部小,兩端大。因此靠近建筑物兩端時推力越來越大,并在門窗洞口角部產生應力集中。由于磚砌體的抗拉強度較低,當溫度變形產生的主拉應力超過墻體的抗拉強度極限,則在頂層兩端墻體、門窗洞口上下角產生斜裂縫。

屋面預制板接縫開裂的直接原因是板頂和板底的溫差作用。屋面若沒有性能良好的保溫隔熱措施,則屋面與頂層室內的溫差相當大,從而引起屋面板產生彎曲和水平變形,造成屋面板縱向接縫的開裂。

當建筑物長度超過一定限度時,為防止出現溫度裂縫,按照《砌體結構設計規范》的要求須設置房屋伸縮縫。而許多工程實例證明,僅僅限定伸縮縫最大間距并不能完全控制溫度裂縫的產生。增加墻體抗裂能力,增強建筑物的結構整體性,采取合適的結構構造措施,來抵抗可能產生的溫度應力,才是行之有效的辦法。

2.1 工程實例及溫度裂縫防治措施

現以我市某商廈的工程結構設計為例,就防止溫度裂縫的構造措施談談體會。

工程概況。某商廈長度為67.8m,建筑平頂為L形,結構形式為底層框架,上部五層磚混結構。建筑物頂層朝南方向為臥室,房屋開間為2.7～3.6m不等,進深5m。由于建筑外觀要求,外縱墻砌在連續梁上,這樣橫墻端部失去縱向約束。

本建筑物長度超過60m,按規范規定須設伸縮逢,在工程設計中,采用了一些行之有效的構造措施,未設伸縮逢,取得了較好的效果。

①在設計中,頂層外縱墻下沿連續梁設置厚度為120mm,寬度為1～2.5m不等的連續現澆板帶,利用它的連續性、整體性和剛度提高該方向抵御溫度的能力。

②在布置構造柱時,按抗震規范規定,隔開間布置構造柱即可滿足抗震要求。但考慮到頂層的溫度應力,為加強結構的整體性,在外縱墻與內橫墻的相交處每個開間均布置了構造柱。另外內橫墻端部無約束,還布置了一些“凸”形構造柱,增加了側向剛度,從面抵抗層蓋的水平推力或拉力。

③上部兩層在兩側山墻及居中橫墻墻體內隔1.8m設240mm×240mm構造柱,與之相碰的預制板改為現澆板帶,它能夠分擔一部分水平推力,減少屋面板部變形值。山墻處的構造柱與圈梁的連接,可以防止圈梁底部與墻體產生水平裂縫。

④由于一般砌塊的抗拉及抗剪強度比灰縫要高很多,砌體的抗拉和抗剪強度取決于砂漿的強度,所以實際工程可以發現,砌體溫度裂縫多是砌體沿水平灰縫或階梯灰縫破壞引起的,因此提高了砌筑砂漿的強度,選用和易性較好的M5混合砂漿。這樣不僅滿足豎向抗壓要求,也提高了墻體抗剪能力。

⑤頂層屋面沿所有縱橫墻在板底設置240mm×240mm圈梁,使圈梁底面保持在同一水平面上。圈梁的設置使頂層屋面有良好的整體性,對抵抗溫度應力有明顯的效果。

⑥預制板間設置伸縮縫的目的是使溫度應力引起的預制板水平位移在一定范圍內得到調節,釋放,減少水平推力。在建筑物橫墻上板接縫處設置了三道伸縮縫,縫的位置分布在建筑物兩端及中部,將預制板縱向接縫拉開20mm,并用防水松軟材料填實。

⑦磚砌女兒墻在轉角處,或在女兒墻較長的情況下容易出現溫度裂縫,它會導致屋面防水層的破壞,影響建筑物的正常使用。商廈女兒墻高1.2m,為避免墻體過長而產生溫度裂縫,在女兒墻頂設置高為200mm的配筋壓頂,在女兒墻轉角處,并沿女兒墻每隔3m設置構造柱,尺寸為240mm×240mm,縱筋錨入壓頂,柱頂標高至女兒墻頂。配筋壓頂、構造柱和砌體所形成的整體,對抗裂有較好的效果。

⑧由于溫度應力與溫差成正比,因此在屋面上加設架空隔熱板,提高了屋面的保溫效果,降氏屋面與墻體之間的溫差,從而減小了溫度應力;另外也降低了屋面板頂與板底之間的溫差,減小了樓板彎曲和伸長,有效地控制了預制板縱向接縫處的開裂。

3 結束語

通過設計人員采取了的防裂構造措施,還有施工單位的質量保證,使該工程未出現通常難以避免的溫度裂縫。