砌体结构裂缝产生的原因分析及其控制

中 国 地 质 大 学 （ 武 汉 ） 远 程 与 继 续 教 育 学 院本 科 毕 业 论 文 （ 设 计 ）题 目：砌体结构裂缝产生的原因分析及其控制姓 名： 准考证号：院 （系）： 专 业： 工程管理 指导老师： 职 称： 评 阅 人： 职 称： 2012 年 月中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业论文原创性声明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。本人签名： 日期： 中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业论文I摘 要砌体结构是指由块体和砂浆砌筑而成的墙、 柱作为建筑物主要受力构件的结构。砌体结构在我国应用很广泛，这是因为它可以就地取材，具有很好的耐久性及较好的化学稳定性和大气稳定性，有较好的保温隔热性能。 但是整体性较差，抗拉和抗剪强度较低，比较容易产生裂缝。近年来，随着城市建设的迅猛发展 ，一些砌体结构在建设和使用的过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝。 砌体建筑墙体开裂是非常普遍存在的技术问题，由于导致因素的多元性和不定性，问题一直受到人们的关注。在砌体结构的损伤当中，是普遍存在的，大部分砌体结构的破坏和倒塌是从裂缝处开始扩展的。研究表明，导致砌体结构建筑裂缝的主要原因是由于变形荷载作用引起的，如温度、湿度、材料的收缩和膨胀、地基因素等，也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。关键词： 砌体结构 砌体裂缝 裂缝分析 裂缝控制中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业论文IIABSTRACTBy means of masonry structure of block and mortar and masonry wall, as main stress components of building structure. Masonry structure is widely used in our country, this is because it can obtain raw material locally, with good durability and good chemical stability and atmospheric stability, has good thermal insulation properties. But the overall poor, tensile and shear strength of low, relatively easy to produce cracks. In recent years, with the rapid development of city construction, some masonry structure in the construction and use of the process appeared of different level, different forms of cracks.Masonry building wall crack is a very prevalent due to technical problems, causing factors of diversity and uncertainty, the problem has been paid close attention to. In masonry structure damage, is widespread, most of the destruction and collapse of masonry structure from crack spread. Research shows that, cause of masonry structure crack was the main cause of the deformation caused by the load, such as temperature, humidity, material expansion and contraction, soil factors, there are design negligence, construction quality, material unqualified and lack of experience.Keywords： Masonry structure Cracks in masonry structure Crack analysis Crack control中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业论文目录摘 要 .IABSTRACT .II引言 .11裂缝对砌体结构建筑物的危害 .12裂缝的类型及其产生的原因分析 .12.1 温度变形裂缝 .12.2 地基沉降差异裂缝 .22.3 干缩裂缝 .32.4 施工因素 .32.5 设计因素 .43砌体裂缝控制 .43.1 裂缝控制的原则 .53.2 防止墙体开裂的具体构造措施建议 .53.2.1 温度变化引起墙体开裂的控制 .63.2.2 干缩裂缝的控制 .73.2.3 地基不均匀沉降裂缝的防治措施 .73.2.4 施工方面的控制 .83.2.5 设计角度控制 .94出现裂缝后的处理措施 .94.1 嵌缝填补法。 .94.2 在墙体单侧或两侧加钢筋网加固法。 .94.3 剔缝埋入钢筋法。 .94.4 钢筋混凝土联结法。 .104.5 加设拉条法。 .104.6 拆砖重砌法。 .10结束语 .11致 谢 .12参考文献 .13中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业论文1引言 目前，裂缝是砌体结构质量中最主要也是最难处理的问题之一。据有关资料统计，几乎 80以上的裂缝是由于温度应力变形超过砌体的正常使用极限时，砌体便会产生裂缝。温度裂缝一成的。由于砌体结构采用材料的抗拉强度和抵抗变形的能力在一般情况下不会直接引起建筑物的破坏，但会影响建筑物的正常使用，例如：墙体风化腐蚀、渗漏、抹灰层脱落和耐久性能的降低等，从而导致建筑物承载能力的降低、整体刚度的减小、抗震性能的降低等。随着裂缝的进一步扩展 ,将可能威胁到人的生命和财产安全。针对砌体结构裂缝问题及砌体结构常见裂缝的形式可分为荷载与非荷载裂缝, 从温度、湿度、地基不均匀沉降方面,分析了裂缝产生的原因,提出了相应的设计控制措施和处理方法。1裂缝对砌体结构建筑物的危害 砌体结构出现裂缝和产生变形对建筑物的危害主要表现在结构安全性和房屋使用功能两个方面， 砌体结构受力裂缝的出现预示着结构承载力可能不足， 结构变形的出现虽然对砌体抗压承载力没有直接影响， 但贯穿性裂缝的形成会降低结构的整体稳定性和抗震性能。 外墙、楼板和屋面结构裂缝会影响结构防水，造成房屋渗漏，明显的结构裂缝或较大的变形会影响建筑物的美观。 2裂缝的类型及其产生的原因分析 砌体结构的房屋的裂缝一般是单因素典型裂缝，而这种裂缝的形态与产生的原因有较强的对应关系。大致分为温度收缩裂缝、地基沉降差异裂缝、受力裂缝及干缩裂缝等几种类型。 2.1 温度变形裂缝 温度的变化会引起墙体材料的热胀冷缩，在一定条件下胀缩变形引起的温度应力足够大时，墙体就会产生温度裂缝。温度裂缝可能出现在建筑物的多个部位上，如在山墙、女儿墙或伸缩处的圈梁下部多呈水平裂缝或水平包角裂缝。其成因是混凝土结构与砌体结构的线膨胀系数不同，因日照及气温变化造成屋盖与砖墙变形不一致而产中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业论文2生。在内纵墙、内横墙顶层两端多呈八字斜裂缝，其成因是屋面结构温度变形挤压墙体，在墙体内产生较大的剪应力或弯曲拉应力所致。在外纵墙上多在窗口处形成斜缝或水平缝，顶层窗口处的裂缝是温差引起的升温裂缝或降温裂缝，底层窗台以下的裂缝则是砖墙温度变形受地基约束所致。这种裂缝有明显的规律性：即房屋两端重、中间轻;顶层重、往下轻;向阳面重、背阳面轻。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个寒暑交替后逐渐趋于稳定，裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。 2.2 地基沉降差异裂缝 地基沉降差异是引起砌体结构建筑物裂缝的一个主要的因素。 由于地基沉降差异引起的裂缝多为斜裂缝，此类裂缝一般情况下裂而不鼓，往往贯通到基础。尤其对于软土地基和湿陷性黄土地基，当地基处理不当时，很容易在底层墙体产生斜向裂缝和窗下墙竖向裂缝。在房屋纵横墙地基不均匀沉降的情况下，将使墙体承受较大的剪切力，当结构刚度稍差、施工质量和材料强度不能满足要求时，会导致墙体开裂。另外，当房屋层数相差较多而没有设置沉降缝时，容易在交接部位产生竖向裂缝，这类裂缝常伴有较大的地基不均匀下沉。 砌体结构房屋墙体开裂的另一个主要原因是建筑工程基础不均匀沉降引起建筑物横向不规则变形，当建筑物的主体刚度较差，基础不足以调整因沉降差而产生应力时，便会使砖砌体的薄弱部位产生不同程度的拉应力和剪应力。当砌体的抗拉、抗剪强度不足以抵抗变形应力时，墙体便会产生裂逢。基础不均匀沉降引起的裂缝一般在建筑物下部，由下往上发展，呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。当长条形建筑物中部沉降过大，则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝，且首先在窗对角突破。反之，当两端沉降过大，则形成的两端由下往上的倒“八”字缝，也首先在窗对角突破，还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝。当某一端下沉过大时，则因沉降差而产生竖向裂缝。当纵横墙交点处沉降过大，则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝，有时还形成沿窗台下角的水平缝。当外纵墙呈凹凸形时，由于一侧的不均匀沉降，还可导致在此处产生水平推力而组成力偶，从而导致此交接处的竖缝。引起基础不均匀沉降的原因主要有如下几点: 1.房屋建于土质差别较大的地基上。 2.建筑物基础深浅不一。 中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业论文33.房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度差别较大及基础处理不当造成不均匀沉降。 4.建于软弱土质上，如在淤泥、淤泥质土、杂填土上，即使上部结构均匀，但由于压缩模量较小、强度较低、变形较大，因荷载差异也会引起不均匀沉降。 5.建筑物平面形状复杂，立面变化过大，长度过大等，也会产生不均匀沉降。 2.3 干缩裂缝 烧结粘土砖，包括其他材料的烧结制品，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，一般不需考虑砌体本身干缩变形引起的附加应力。但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。干缩变形的特征是早期发展比较快，如砌块出窑后放置 28 天能完成 50 %左右的干缩变形，以后逐步变慢，几年后材料才能停止干缩。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。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部 12 层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在屋顶圈梁下出现水平缝和水平包角裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝，框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝;空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙体裂缝，这种情况一般外叶墙裂缝较内叶墙严重。砌体结构中的混凝土相对于其他结构更容易产生干缩裂缝。 因为在砌体结构当中， 混凝土在空气中硬化时，其中的水分更容易逐渐蒸发， 使毛细孔中形成负压，随着空气湿度的降低，负压逐渐增大，产生收缩力，当收缩受限制产生的拉应力超过其本身的抗拉强度时混 凝土就会开裂而产生干缩裂缝。此类裂缝，无方向性，裂缝较细为 0.1mm0.3mm。平常我们看到的有些面层空鼓的斜裂缝， 往往也是由于墙体面层空鼓、水泥干缩引起的。阳台栏板与砖砌体接槎处裂缝多由于混凝土二次浇筑引起。 施工时未能在构造柱上留出钢筋 进行搭接和焊接，导致钢筋混凝土栏板由于温度变化而使混凝土产生收缩，形成裂缝。中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业论文42.4 施工因素 1.施工速度过快，有的一周一层，甚至更快，此时砌体的强度尚未达到设计强度，且地基快速变形，土应力调整滞后，使地基土过早产生沉降不均匀。导致在砌体内部产生过大的初始应力和应变，形成潜在的裂缝因子，主体完工装修，居民入户后，进一步加载，裂缝因子发生作用，导致墙体开裂。 2.砂浆强度不符合要求，如砂子含泥量较大，不均匀，不严格计量，配合比不准，甚至根本未采用施工现场材料进行试配，由实验室来确定配合比。仅依据某些资料提供的参考配合比施工。 3.砂浆未充分搅拌，和易性差，操作时，饱满度不够，水平灰缝厚度不均匀，造成砌体强度下降。 4.夏季施工砖缺乏洇水，砂浆中的水分被砖吸收，水泥水化反应不足，造成砂浆强度下降。 5.施工工艺错误，砌体施工缝处留直，甚至阴槎。不严格按照施工规范施工。浇筑构造柱时，外檐墙无支顶，由于流动状混凝土的侧压力以及振动棒的作用，造成外墙向外倾斜，形成窗洞口下角部水平裂缝。 2.5 设计因素 1.基础刚度和强度不足，甚至内纵墙基础未拉通，从而造成房屋整体刚度较差，而导致整体弯曲变形过大。 2.门窗洞口开得过宽，房屋整体刚度和强度下降，洞口部位应力集中加剧。 3.建筑物过长，内纵墙过少，在垂直荷载作用下，整体弯曲变形过大，产生墙体开裂。 4.外墙设置暖气炉窑，墙体局部减薄，该处室内外温差增大，墙体易开裂。墙采用 240 墙，外保温措施不满足热工要求，外墙的内外面温差梯度较大。 5.电线及其他管线暗埋在墙内，处理不当，造成局部墙体强度减弱。 6.进深梁或其他支承梁跨度过大，墙体局部承压承载力不足，或砌体对梁端的约束变形不协调造成墙体水平开裂。 3砌体裂缝控制 中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业论文53.1 裂缝控制的原则 砌体属于脆性材料，裂缝的存在降低了墙体的质量。如整体性、耐久性和抗震性能。同时墙体的裂缝给使用者在感观上和心理上造成不良影响。鉴于目前的技术经济水平尚不能完全防止和杜绝由于温度变形和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝。但根据具体条件合理的选择和应用防止墙体开裂的具体构造措施。可以做到使砌体结构房屋墙体的裂缝的产生和发展达到可接受的程度。 砌体规范)GBS00032001 的抗裂措施主要有如下考虑，(1)防止房屋在正常使用条件下，由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝应在墙体中设置伸缩缝。温度伸缩缝的最大间距取决于屋盖或楼盖的类别和有无保温层。(2)防止或减轻顶层墙体的裂缝，可采取设置保温