空心砌块房屋建筑变形裂缝的成因与防治措施

1、空心砌块房屋建筑变形裂缝的成因与防治措施摘要：针对我省所处高寒地区特性及节能要求，小型空心砌块墙体建筑增多，结合笔者多年建筑工程施工理论，阐述一下小型空心砌块房屋建筑容易产生裂缝的原因，并对砌块房屋的温度变形和收缩变形产生的原因进展了详细分析阐述；对砌块房屋的温度变形和收缩变形的计算方法及砌块房屋变形裂缝详细的防治措施进展了深化讨论和总结。关键词：空心砌块建筑变形裂缝0引言混凝土小型空心砌块是一种新型的建筑材料，它的出现给古老的砌体构造注入了新的生命力。由于它的诸多优点，已经成为替代传统的黏土砖最有竞争力的墙体材料。在竖向孔洞配筋，灌注细石混凝土形成配筋的组合墙体，可以大大改善砌体原有的脆性和

2、不均匀性，从而使之具有良好的抗弯、抗剪才能。适当布置的配筋芯柱，可进步砌块墙体的抗震性能，而且配筋灵敏，可以根据受力和构造需要灵敏变化以适应不同层数、不同抗震设防烈度、不同部位构造的要求。但是，根据调查发现，小型砌块房屋的裂缝比砖砌体房屋多而且更为普遍，引起了工程界的重视。1砌块房屋的温度变形分析混凝土小型砌块砌体的线胀系数为1010-6/，比砖砌体的大一倍，因此，小型砌块砌体对温度的敏感性比砖砌体高，更容易因温度变形引起裂缝。由于温度变形引起的墙体裂缝的形状和部位砌块房屋和砖砌体房屋是相类似的，只是带有砌块的特点而已。多层砌块房屋的顶层墙体和砖砌体房屋一样是最容易出现温度裂缝的。尽管混凝土砌

3、体墙体的线胀系数与顶盖混凝土板的线胀系数没有差异，但在夏季阳光照射下两者之间还是存在一定的温差。夏季在阳光照射下，屋面上外表最高温度可达4050，而顶层外墙平均最高温度约为3035。屋顶和顶层外墙存在1015的温差。在寒冷地区，屋盖构造层上面依次设有隔气层、保温层、找平层和防水层。顶盖构造有保温层的保护，它与外墙的温差按理应有所减少。但是，可能保温层不够厚，或防水层渗漏，保温层浸水，降低了保温隔热效果，这时两者温差还是有可能引起墙体的开裂。这种温度裂缝是有明显的规律性：两端重中间轻，顶层重底下轻，阳面重阴面轻。由于顶盖的温度伸缩也会引起与外纵墙相连的顶层横墙的开裂，一般位于天棚下靠近外墙处出现

4、斜向裂缝。顶层墙体开裂裂缝形态与圈梁设置方法有明显的关系，但仅靠圈梁的设置并不能阻止墙体裂缝的产生。顶层圈梁上直接铺设屋面板时，当屋面板坐浆与圈梁结合较好时，圈梁下仍可能出现斜裂缝。假如结合较差，有可能产生程度裂缝。2砌块房屋的收缩变形分析黏土砖是烧结而成的，成品干缩性极小，所以砖砌体房屋的收缩问题一般可不予考虑。小型空心砌块那么是混凝土拌合物经浇筑、振捣养生而成的。混凝土在硬化过程中逐渐失水而干缩，其干缩量因材料和成型质量而异，并随时间增长而逐渐减校以普通混凝土砌块为例，在自然养护条件下，成型28d后，收缩趋于稳定，其干缩率为0.03%0.035%，含水率在50%60%左右，砌成砌体后，在正

5、常使用条件下，含水率继续下降，可达10%左右，其干缩率为0.018%0.07%左右，干缩率的大小与砌块上墙时含水率有关，也与温度有关。对于干缩已趋稳定的普通混凝土砌块砌体，如再次被浸湿后，会再次发生干缩，通常称为第二干缩。普通混凝土砌块在含水饱和后的第二干缩，其稳定时间比成型硬化过程的第一干缩时间要短，一般为15d左右。第二干缩的收缩率给为第一干缩的80%左右。砌块上墙后的干缩，引起砌体干缩，而在砌体内部产生一定的收缩应力，当砌体的抗拉、抗剪强度缺乏以抵抗收缩应力时，就会产生裂缝。因砌块干缩而引起墙体裂缝，这在小型砌块房屋是比拟普遍的。在内外墙、在房屋各层均可能出现。干缩裂缝形态一般有几种，其

6、一是在墙体中部出现的阶梯形裂缝，其二是环块材周边灰缝的裂缝，其三在外墙多反映在窗下墙，出现竖向均匀裂缝，其四在山墙等大墙面由于收缩还会出现竖向、有的是程度向裂缝。收缩裂缝一般多表如今下部几层，这是由于墙面的收缩变形受根底及横墙的约束所致。有的砌块房屋山墙大墙面中间部位，出现了由底层一直伸到3、4层的竖向裂缝。砌块的含湿量是影响干缩裂缝的主要因素，所以国外对砌块的含湿率指与最大总吸水量的百分比有较严格的规定。日本要求各种砌块的含水率均不超过40%。美国和加拿大等国，那么根据使用砌块地区的温度环境和砌块线收缩系数0.03%时，对于高温环境允许的砌块含水率为45%，中湿为40%，枯燥环境时要求含水率

7、不大于35%。3砌块房屋温度、收缩应力计算3.1温度应力计算砌体构造温度应力按弹性理论分析比拟复杂，应用方便，文献提出一种近似计算方法。根据构造物互相约束的假定，砌体剪应力与相对位移有以下关系:=xU(1)式中:x程度阻力系数，混凝土板与砌块墙体=0.3Pa/0.6Pa/。在房屋顶层分割出与相应外纵墙共同工作的顶板宽度b，顶板厚度为h，墙体厚度为t。把墙体视为半限弹性体，在上端有厚为h宽为b的钢筋混凝土板条，由于顶板与墙体的温差，产生温度变形不协调，使顶板受压，接触面上产生剪应力。当顶板与墙顶的自由差异变形较大时，通过摩擦阻力使墙内主拉应力到达一定数值之后，便引起主拉应力斜裂缝或剪应力程度裂缝

8、。混凝土小型空心砌块砌筑的混合构造房屋虽然墙体的线胀系数与顶板混凝土一样，均为1010-6/，但前已述及，砌块砌体的抗拉、抗剪强度要比砖砌体低很多，所以温度裂缝更是不可无视。以外纵墙的温度应力计算不例，假定屋面板与砌块墙体的温差为10，那么T=1010-610=1010-5。墙厚t=190，顶板宽度取b=2.55进深5.1。砌块砌体如使用5砂浆砌筑，其抗拉强度仅有0.07Pa，抗剪强度仅有0.06Pa，所以它比砖砌体更容易开裂。3.2砌块房屋墙体收缩引起的应力计算砌体构造收缩引起的应力尚无较好的近似计算方法，本文用Super91有限元程序对砌体墙片的收缩应力进展了弹性范围内的计算。由于根底的约

9、束比拟强，故收缩应力在底层比拟大，本文所取的算例都取底下两层为计算模型。底边假设为固接，其余三边设为自由边。因是平面墙片，所以用二维平面应力元进展计算。收缩变形在有限元计算中不能直接作为荷载加在构造上，但可根据收缩应变与温度应变相等，把收缩变形换算成温度变形：房屋山墙长度取房屋宽度L=9.2，与横墙共同工作的20混凝土板宽度取开间尺寸的一半b=1.65，墙厚t=190，砌块强度为U10，砂浆为5，为考虑纵墙对横墙的约束作用，把纵墙取为横墙的翼缘，尺寸取为6倍墙厚。得到的主拉应力等应力线。可见最大主拉应力出如今墙的下边缘边，而由于纵墙和混凝土楼板的约束作用，每个墙片的中心处为高应力区。ax=0.913Pa，已远远地超出了砌体的抗拉强度，所以山墙中部易出现竖向的干缩裂缝。外纵墙取一个单元进展计算，L=31.8，t=0.19，b=2.4(进深为4.8)，为简化计算这里没有考虑横墙的影响。得到的ax=1