砖混房屋结构设计问题分析

1、砖混房屋结构设计问题分析    摘要：本文对砖混结构房屋顶层墙体裂缝现象作了简要的分析，着重探索研究了对控制温度应力引起墙体裂缝的结构设计问题，可供同行参考。 关键词： 砖混房屋； 结构设计； 温度裂缝； 防裂措施； Abstract: in this paper, the structure of the brick wall cracks on the top of the house, the phenomenon of the brief analysis, this paper discusses to control the temperat

2、ure stress causes wall crack the problem of structure design, available for reference to fellow. Keywords: the brick houses; Structure design; Temperature crack; Guards against the crack measures; 中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号： 一、产生墙体裂缝的原因及防治对策 砖混结构顶层墙体产生裂缝, 是由于屋面长时间受阳光辐射, 其温度较墙体高出许多, 在炎热的夏季, 屋面温度是墙体温度的两倍左

3、右, 且在相同温度条件下, 钢筋混凝土的线膨胀系数是砖砌体线膨胀系数的两倍, 这就使屋盖变形要比墙体大得多。屋盖在变形过程中, 产生了很大的推力, 作用在墙体顶端的水平推力使墙体与屋盖的接触面受剪, 剪力与屋盖、挑檐或女儿墙的垂直压力, 构成墙体双向应力。当主拉应力大于墙体抗拉强度时, 墙体就会出现裂缝。沿墙体分布的剪应力大致为两端最大, 中部为零。由于端部的正应力较小, 其主拉应力接近于剪应力, 则可能引起斜裂缝, 在窗口, 门口处由于应力集中, 易产生裂缝, 由于屋盖对圈梁的推挤作用, 圈梁下的砖砌体易出现水平裂缝。 1、地基不均匀沉降裂缝。地基不均匀沉降裂缝的原因分析：地基是房屋荷载的最

4、终承受者，其应力受深度而扩散，应力中间大，向两端逐渐减少。即使地基地层分布均匀，应力分布却不均匀，从而产生不均匀的沉降。当沉降失去约束，某一处就会形成应力集中，产生大于周边的沉降，超过设计允许值范围时，房屋就会出现裂缝。墙体裂缝产生与房屋长高比有关，与地基的结构构成有关，与地质受力应力分布曲线有关，也与房屋高差和载荷差异密切相关。 地基不均匀沉降引起墙体裂缝的防治和控制。首先要加强地基勘测，对较弱不均匀地基进行加固处理，对地基的处理要与上部结构综合考虑。常见的地下处理方式有：夯实、打桩、换土等(如端承桩、摩擦桩、爆扩桩等)。其次对上部建筑进行设计处理，如：改变建筑体型，简化建筑物平面，合理设置

5、沉降缝。最后对上部结构进行结构设计处理，加强房屋整体刚度(如增设圈梁、横梁、采用箱形、筏式基础等)以及采用柔性结构，轻型结构等。 2、温度应力产生的裂缝。温度应力产生的裂缝原因分析：热胀冷缩是建筑材料固有的特性。房屋结构受周围环境温度变化影响，会产生热胀冷缩的变形，当结构受到约束后，变形不能复位，则结构必然会产生温度应力，当温度应力的数值上升到能使砌体结构遭到损坏时，墙体就会产生裂缝。温度应力是墙体产生裂缝直接原因之一，而防止温差裂缝就在于降低温差，释放应力，使变形在一定范围内得到约束或释放，以避免持续发展形成裂缝。 温度应力产生的裂缝控制措施。合理设置伸缩缝，将变形在一定程度内自由释放，以避

6、免产生附加应力；避免楼面错层和伸缩缝错位；加强屋面保温、隔热措施，采取蓄水屋面或种植屋面；油毡夹滑石粉或铁皮将屋面板和墙体隔离，并在女儿墙根部合适空隙，使其有自由伸缩的能力与余地；对女儿墙设构造柱，加强结构刚度，提高抗拉强度等技术措施。 3、砌体干缩裂缝。砌体干缩裂缝的原因分析：任何材料都有干缩湿胀的物理现象，不同材料的干湿变形值不同。普通混凝土砌块，用干硬性混凝土机械振压成型，水灰比小，水泥用量小，一般强度较高，干燥收缩值可控制在0.4毫米/米以内；而轻集料混凝土砌块和蒸压加气混凝土砌块，由于采用的集料成分不同，砌块的毛细孔不同，含水率与失水收缩值不同，干燥收缩值一般在0.26毫米/米至0.

7、99毫米/米之间。 不同的砌体材料，它的干缩变形的值是各不相同的，不同工艺制作生产的砌块材料，其砌块的干燥收缩值的变化差异也较大。 砌体干缩裂缝的控制措施。为有效控制砌体干缩裂缝，可采取以下措施：一是在砌体材料的选择方面，用于外墙的普通砌块，密度不大于1300千克/立方米，干燥收缩值不大于0.3毫米/米，抗压强度不小于7.5MPa；用于内墙的普通砌块，密度和干燥收缩值指标同外墙要求，抗压强度不小于5MPa。二是面积较大的墙体采用在墙体内增设构造梁柱的构造措施。如墙体长度超过5米，可在中间设置钢筋混凝土构造柱；当墙体高度超过3米(120厚墙)或4米(180厚墙)时，须在墙高中间处增设钢筋混凝土圈

8、梁。三是严格控制以胶凝材料为原料的砌块的龄期，不足28天的不得进入施工现场。四是分别掌握各种砌块上墙时的含水率。一般的小型砌块含水率高，水分蒸发而引起的收缩值大。 4、施工操作不当引起的裂缝 通过对出现裂缝的墙体进行解剖分析，发现不少墙体裂缝的出现是由于施工操作不当引起的，主要有：灰缝不饱满，砖块干砌、瞎缝；使用断裂砖块；砖块早期受扰动；接槎不合理；预留洞口填塞不严等。 控制措施：加强工人砌筑知识的教学培训工作，只有工人掌握了正确的砌筑方法，才能从根本上保证砌体的工程质量；加强施工现场正确指导，对砌筑分项工程制订行之有效的技术保证措施，严格按施工规范和施工规程的有关规定要求进行施工，及时纠正操

9、作不善的现象；认真落实“自检、互检、交接检”的三检制度和“上道工序不合格不允许进入下道施工工序”等制度，严把工程质量关。 二、结构设计中存在的问题分析 1、建筑物顶层端部剪应力与温差成正比, 与水平阻力系数、材料弹性模量、建筑物长度等呈线性关系。控制温度应力引起墙体裂缝的主要因素, 因此用伸缩缝作为控制裂缝的唯一方法是不全面的。控制裂缝应综合考虑有关因素, 采取行之有效的措施。结构设计考虑强度计算、抗震结构措施多。控制温度应力的措施少, 在住宅楼顶层端单元内、外纵墙出现裂缝较普遍, 不可否认, 结构设计未采取措施或措施不力, 是形成墙体裂缝的重要因素之一。 2、砖混房屋长度过长。规范规定总长超

10、过 50 m 应设伸缩缝, 有的房屋超过较多而未设, 也未采取其它措施。 3、构造柱是增强建筑物整体性, 抵抗地震作用的重要构造措施, 过去不少设计, 构造柱的设置只考虑符合抗震规范, 不考虑实际已存在的温度应力, 认为温度应力在规范上未明确规定计算方法, 不考虑也不能算是设计错误。 4、采用砖、砂浆强度等级, 越到顶层越低, 有些建筑物低部几层采用 MU10 级砖、M5 级砂浆, 而到顶层则为 MU7.5 级砖、M 2. 5 级砂浆。设计人员习惯于从强度上考虑, 对温度应力引起的抗剪强度及变形则考虑较少 三、预防措施分析 1、为增强外纵墙及内纵墙的抗剪及抗拉能力, 控制裂缝出现, 外纵墙厚度

11、宜采取 370 mm, 内纵墙厚度宜采取 240mm。增加墙的厚度后, 圈梁和构造柱仍占一砖墙厚, 使圈梁、构造柱不暴露在大气中, 有利于控制温度应力引起的墙体裂缝。在房屋端部一间的内纵墙尽量不开高窗, 如非设不可, 亦宜使窗口尽量减小, 房屋的长高比不宜太大, 以保证房屋的整体刚度, 并使长度控制在温度变形允许长度之内。为减少屋盖与墙体的温差, 可在屋面上增设架空隔热板, 其减小温度应力的效果十分明显。 2、鉴于建筑物端部两间是裂缝多发区, 因此, 对这两间应进行重点加强。采取的措施是: 外纵墙与内横承重墙交叉处设构造柱, 山墙与内纵墙处设构造柱, 内纵墙与内横承重墙交叉处视具体情况增设抗裂柱, 抗裂柱一般只在顶层设置, 其上下端锚固于上下圈梁内, 也可将抗裂柱伸入至下一层, 既两层抗裂柱, 其下端锚固于更下一层的圈梁内, 这样既解决了顶层墙体易裂的问题, 也不致于由于顶层须设抗裂柱, 而将柱直伸入建筑物一层地面一下, 造成构造柱设置过多的弊端。在房屋的四个大角或多个大角构造柱断面可适当加大, 外墙为 370 mm 时, 可为 370 mm×370 mm。加强端部构造柱的设置是为增强砌体整体性、抵消部分屋盖传来的水平推力或拉力。圈梁在房屋端部亦适当加密, 要与构造柱配合设置。