【摘要】磚混結構自古以來就以其就地取材方便、耐火性良好、施工工藝簡單、工期短、成本低等優點在房屋建筑中被廣泛采用,當然,磚混結構也有其明顯的缺點,由于砂漿與磚石間的粘結力較弱,因此磚混結構的抗拉、抗剪及抗彎強度都很低,其表現最明顯的就是裂縫。砌體結構出現裂縫,首先會影響建筑的美觀使用功能,減少建筑使用壽命,甚至會造成建筑無法使用亦或者是倒塌。
【關鍵詞】磚混結構;裂縫;構造措施
1.裂縫出現的原因
砌體結構產生裂縫的原因有很多,如:結構平面或立面的不均勻布置,基礎不均勻沉降、溫度變化導致的熱脹冷縮、干縮變形等,或是各種因素的綜合作用結果。按裂縫的成因,墻體裂縫可分為受力裂縫和非受力裂縫兩大類。受力裂縫產生的原因主要是由于砌體結構在使用過程中所受到的外力超出了結構本生的承載力。這種破壞主要體現于三種:第一種為受拉破壞,此破壞形式主要表現為沿齒縫截面破壞;第二種為受彎破壞,此破壞形式主要表現為沿通縫截面破壞或是沿齒縫截面破壞;第三種為受剪破壞,此破壞形式主要表現為沿齒縫截面破壞或沿水平灰縫破壞及沿階梯型截面破壞。而砌體因收縮、溫度、濕度變化、地基沉陷不均勻等引起的裂縫是非受力裂縫,又稱為變形裂縫。
2.防止或減輕墻體裂縫的構造措施
裂縫可以說是砌體結構中較嚴重的問題,減少墻體裂縫是我們結構設計人員一直探索的論題之一,本人在此以實例就如何減少墻體裂縫做簡要概述。
2.1工程概況
本工程為新疆伊犁某住宅樓,五層磚混結構,建筑總長為54m,場地土具有Ⅰ級輕微濕陷性,平面布置較為簡單,無較大凹突部分,層高為2.8m。
2.2結構方案
根據《砌體結構設計規范》GB50003-2011第6.5.1條規定,有保溫層的現澆鋼筋混凝土樓屋蓋伸縮縫最大間距為50m,本工程建筑長度剛剛超出規范要求,應在墻體中設置伸縮縫。但由于超長較少,甲方在評審方案時提出是否可以不設縫,通過其他措施來減輕墻體裂縫。對此,在與當地結構審圖專家溝通后,通過一系列加強措施,本工程可不設伸縮縫。現將具體措施總結如下。
2.3防止或減輕墻體開裂的主要措施
首先,由于場地土具有Ⅰ級輕微濕陷性,根據《濕陷性黃土地區建筑規范》GB50025-2004第5.1.1條規定,要求Ⅰ級濕陷性黃土地基上的丙類建筑,應按本規范6.1.5條第1款的規定處理地基,并應采取結構措施和基本防水措施;本工程對上部結構采取了按《砌體結構設計規范》GB50003-2011第7.1.6條隔層設置圈梁,同時,增加基礎圈梁縱向鋼筋,以加強整個上部結構的整體性。減少因不均勻沉降造成墻體裂縫。
其次,由于建筑總長超出規范要求的最大長度較少,對此,為減少墻體因溫度變化而導致的變形裂縫,本工程首先在屋面板靠山墻處的支座改為滑動支座,當屋面板由于收縮和降溫引起縮短在支座處產生滑動位移,而不是受到了墻體的限制,從而避免了使墻體因受拉而出現裂縫。滑動支座的做法詳本頁附圖一;
在做好了“放”的同時,另外,為增強外墻的抗剪及抗拉能力,控制裂縫出現,外墻厚度采取370mm,內墻厚度為240mm,增加外墻的厚度后,圈梁和構造柱仍占一磚墻厚,且與內墻皮對齊,使圈梁和構造柱不暴露在大氣中,同時增加外墻保溫的厚度,有利于控制溫度應力引起的墻體裂縫。在現澆屋蓋部分及現澆挑檐,每隔15米左右設后澆帶一道,縫寬600~800mm,縫內混凝土斷開,鋼筋不斷,待主體結構完成需做保溫層前,再灌注混凝土,混凝土強度提高一級,并加膨脹劑。
除以上措施外,為防止墻體開裂,還增加了如下一些抗裂構造措施:
1)屋面應設置保溫,隔熱層,且屋面保溫(隔熱)層或屋面剛性面層及砂漿找平層應設置分隔縫,分隔縫間距不宜大于6米,其縫寬不小于30mm并與女兒墻隔開。
2)頂層房屋兩端圈梁下墻體宜設置水平鋼筋。
3)頂層墻體有門窗等洞口時,在過梁上的水平灰縫內設置2~3道2A6鋼筋,鋼筋伸入洞口兩端墻內不小于600mm;
4)在底層的窗臺下墻體灰縫內設置3道2A6鋼筋,并伸入兩邊窗間墻內部小于600mm;
5)女兒墻應設置構造柱,構造柱應伸至女兒墻頂并與現澆鋼筋混凝土壓頂整澆在一起。
6)在每層門窗過梁上方的水平灰縫內及窗臺下第一和第二道水平灰縫內設置2A6鋼筋,鋼筋伸入兩邊墻體內不小600mm;
7)當墻體長大于5m時,在每層墻體高度中部設置3道每道3A6通長水平鋼筋,豎向間距500mm;
8)房屋兩端和底層第一,第二開間門窗洞口兩邊墻體水平灰縫中,設置長度不小于900mm,豎向間距為400mm的2A6的焊接鋼筋網片(分布短筋為A4@250),房屋兩端的頂層和底層第一、第二開間窗洞設置通長鋼筋混凝土窗臺梁;
9)頂層端部二個開間的內縱墻及屋蓋處有陽臺雨蓬挑梁的橫墻上,沿頂層全高應設2A6焊接網片通長筋豎向間隔不大于200mm。
10)填充墻與梁、柱結合界面在粉刷前設置鋼絲網片,網片寬度取400mm,并沿界面縫兩側各延伸200mm;
3.結語
墻體產生裂縫的原因多種多樣,作為一名結構設計人員,我們所要做的就是在設計階段對具體工程,應該具體分析,結合實際,采用不同的控制方法,來達到較好的效果。
參考文獻:
[1] 《砌體結構設計規范》GB50003-2011.中國建筑工業出版社,2011.
[2] 《濕陷性黃土地區建筑規范》GB50025-2004.中國建筑工業出版社,2004.
[3]《全國民用建筑工程設計技術措施——結構(砌體結構)》中國建筑建筑標準設計研究院,2009
作者簡介:沈鵬,本科學歷, 2010年開始從事結構設計工作,現為新疆大學建筑設計研究院設計三所結構設計初級工程師。