坡屋頂對混凝土砌塊墻體溫度裂縫的影響分析

唐 捷 蔣章南

(1.麗水學院，浙江 麗水 323000;2.浙江金圣建設有限公司，浙江 麗水 323000)

1 工程概況

本文現場測試對象為麗水青田縣塔山小區的一幢混凝土砌塊墻體房屋住宅，層數為6層，平面形狀為一字形，由6個單元組成，其中1單元～3單元屋面為平屋頂，4單元～6單元屋面通過“平改坡”后為坡屋頂，如圖1，圖2所示。

圖1 麗水青田縣塔山小區9號住宅樓全景圖

圖2 “平改坡”后的4單元～6單元坡屋頂

該房屋住宅于1995年建成，2002年對該房屋住宅4單元～6單元屋面進行“平改坡”改造，1單元～3單元屋面保持原來的狀態。

2 現場觀測結果分析

屋頂的“平改坡”是在房屋建成后較長時間再進行的，一般認為此時墻體自身的材料收縮裂縫已完成，實例觀測所得的結果只能是溫度引起的。通過現場觀測及分析，可初步確定該住宅樓裂縫產生的主要原因是由于屋面與墻體的溫差產生的溫度應力導致的。

屋面“平改坡”后，頂層的溫度比改造前有了明顯的降低，屋面與墻體的溫差變化幅度明顯減小，尤其是在炎熱的夏季顯得更為突出，從而在一定程度上限制了溫度應力的產生和發展。因而裂縫發展的程度明顯減緩了，新的裂縫出現的幾率也降低了。從現場的觀測情況來看，該房屋住宅1單元～3單元(平屋頂)裂縫普遍數量相對較多，縫寬相對較大，縫寬隨著時間的變化幅度相對也較大;4單元～6單元(坡屋頂)裂縫普遍數量相對較少，縫寬相對較小，縫寬隨著時間的變化幅度相對也較小，也充分給予了證明。

3 墻體開裂校核計算

對于開裂比較嚴重的1單元～3單元(平屋頂)部分，我們用溫度應力近似計算法對其進行強度驗算［1，2］。

該房屋住宅1單元～3單元(平屋頂)部分為6層混凝土砌塊墻體結構，采用的混合砂漿強度等級為M7.5，全長36 m，層高2.8 m，屋面板截面平均最高溫度為50℃，線膨脹系數α2=10×10－6，混凝土砌塊外墻最高平均溫度為35℃，線膨脹系數α1=10×10－6，施工時的初始溫度為20℃，縱墻間距為6 m，即2b=6000 mm，墻厚240 mm，屋面板厚 80 mm，Es=2.55 ×104N/mm2，屋面板與墻體的阻力系數為0.3 N/mm2。

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

將已知數據代入公式計算:

由式得:

考慮到溫度升高比較快的因素，取應力松弛系數H(t)=0.7～0.8，則砌塊砌體的彈性剪應力變為徐變剪應力:

因此墻體產生裂縫，符合實際情況。

該房屋住宅4單元～6單元(坡屋頂)部分，屋面板截面平均最高溫度可降為40℃～45℃。

當屋面板截面平均最高溫度下降為45℃時，其余條件不變，則=0.186 MPa，剪應力降低了 33.3%。

當屋面板截面平均最高溫度下降為40℃時，其余條件不變，則=0.093 MPa，剪應力降低了 66.7%。

以上的計算分析結果與實際觀測結果是相符合的。

4 結語

1)采用坡屋頂可以有效降低屋面板的最高溫度，而屋面板的最高溫度的降低對減小溫度引起的剪應力，控制溫度裂縫有著非常明顯的作用。2)采用坡屋頂對控制混凝土砌塊墻體溫度裂縫是一種行之有效的方法，尤其是對減少頂層墻體的溫度裂縫有著十分重要的意義。

［1］王鐵夢.工程結構裂縫控制［M］.北京:中國建筑工業出版社，1997.

［2］唐岱新.砌體結構設計規范［M］.北京:機械工業出版社，2004.

［3］李鳳娟，唐永建.砌體常見裂縫成因及預防措施［J］.山西建筑，2011，35(5):46-48.

［4］閆香支.現澆混凝土樓板裂縫成因及控制措施［J］.山西建筑，2011，37(3):86-88.