|||
随着住宅建筑的日益市场化和私有化,住宅建筑中的裂缝越来越引起人们的关注,也由此带来较多的住宅质量投诉和纠纷。现阶段住宅建筑的常见结构形式为砖混结构和框架结构,作为其基本构件的梁、板、柱、墙都会不同程度地出现裂缝。这些裂缝有的不影响结构抗力及使用功能,仅造成观感影响;有的裂缝不影响结构抗力但影响结构耐久性;少数裂缝影响结构承载力。因此,要正确认识住宅建筑中的裂缝,进而采取相应的科学处理措施。
2 结构开裂机理
结构裂缝问题是由结构内部的微裂缝通过外部作用,在结构表面出现的开裂现象。外部作用包括两个方面:外部荷载对结构的直接作用;结构材料收缩、温差、强迫位移等间接作用。前者如梁受弯时的梁底跨中裂缝、现浇板板面在负弯矩作用下产生的切角环向裂缝等,后者如梁侧垂直且多枣核状裂缝、砖墙窗角裂缝等。开裂究其根本原因均为裂缝位置的拉应变超过材料本身的极限拉伸应变或材料间的粘结极限拉伸应变。
结构在直接作用或间接作用下,将在结构的某个位置产生拉应变,并传递至该位置附近的相对薄弱处使其开裂,直到结构所受的拉应变消解或低于极限拉应变。如图1(a)所示,梁混凝土由于干燥收缩产生拉应变,受到两端柱的约束,如果梁的混凝土非常均匀,则应在梁的跨中a点产生裂缝,而离a点较近的b点有个小孔,则裂缝将偏离最合理的跨中位置,于b点开展。如图1(b)所示,当温度变化时,混凝土和砖砌体的热膨胀系数差异大,在结合处产生拉应变。该拉应变通常会超过框架结构与填充墙体间的粘结极限拉应变。因此,在两种材料间常出现水平或垂直裂缝。
框架柱 |
框架梁 |
|
图1 结构裂缝开展机理 (a)梁体收缩裂缝性态,a点为跨中区域;b点为a点附近有缺陷的区域。 (b)梁墙接合部位裂缝性态
|
框架梁 |
框架柱 |
填充墙体 |
结合处水平裂缝 |
(a) |
(b) |
3裂缝种类、成因、危害性及处理措施
住宅建筑中的裂缝通常有:(1)承载力裂缝,(2)温度-收缩裂缝,(3)强迫位移裂缝,(4)结构构造裂缝,(5)施工裂缝等5类[1],分述如下:
3.1承载力裂缝
目前住宅一般均按正规基建程序建设,设计和施工方面极少出现大的失误,因此由荷载引起的结构裂缝在实际工程中占很小的比例,最常见的承载力裂缝为现浇板板面沿支座开展的环向裂缝,如图2所示。
图2现浇板板面荷载裂缝 |
3.2温度-收缩裂缝
在住宅工程中,肉眼可见的裂缝绝大多数都与非受力的收缩或温差作用等间接作用有关。裂缝出现的部位和开展性状、危害性和处理如表1所示。
表1 住宅工程中的温度-收缩裂缝
序号 |
开展的部位 |
裂缝开展性状 |
危害性和处理 |
1 |
梁(框架主梁、次梁;联系梁,包括基础梁) |
梁侧面的垂直枣核形裂缝,有的略倾斜,多数在梁两个侧面对称开展。少则1条,多则10条以上。 |
影响观瞻,不影响结构承载,影响结构耐久性,可表面封闭裂缝。 |
2 |
现浇板 |
(1)单向板,在板的中部或凹角、蜂腰等拉应变容易积聚的薄弱部位,产生横向裂缝,即平行短边方向的裂缝。在配筋密集处,缝宽相对较小。裂缝多为贯通裂缝。 (2)双向板,由于收缩发生在两个方向上,有时会引起板角斜裂缝。 (3)板内有线管时,在线管处易产生裂缝,并与线管走向一致。 |
影响观瞻,给住户带来不安全感,可能引起渗漏,基本不影响结构承载力,影响耐久性。应封闭裂缝,加以掩饰,必要时做防水、防渗处理。 |
3 |
多孔板(应用较少) |
楼板纵向拚缝开裂、板端横向裂缝。 |
影响观瞻,给住户带来不安全感,可能引起渗漏,基本不影响结构承载力。应封闭裂缝,加以掩饰,必要时做防水、防渗处理、抗震加固处理。 |
4 |
墙体 |
(1)房屋顶层或上部若干层墙体,在阳光照射下,变形差在砌体中引起剪切变形的累积,导致纵墙两端的正八字形斜裂缝,有时也出现在横墙两端。在冬季严寒条件下,出现倒八字裂缝。 (2)圈梁以下砌体中,沿灰缝水平延伸,也可能在山墙发生开裂,成为包角裂缝。 (3)房屋太长未设置变形缝时,产生贯穿房屋全高的竖向温差收缩裂缝[2]。 (4)蒸压粉煤灰砖砌体的竖向收缩裂缝[3][4]。裂缝从房屋底层至顶层均有可能发生,多发生在承重横,呈贯通状,最大缝宽可达1mm。粉煤灰砖的自然收缩主要集中在早期,因此,为防止墙体开裂,国家行业规范规定砌筑时产品龄期不应小于28d。 (5)屋面保温隔热较差时,屋面板膨胀给檐口圈梁以较大的推力,从而产生山墙和外纵墙水平裂缝。 |
不影响结构安全,影响观瞻,给住户带来不安全感,可能引起渗漏。采用封闭或局部修复的方法处理。 |
(6)加气混凝土砌块砌体的水平裂缝、不规 则竖向裂缝以及与混凝土梁柱结合面的水平和垂直裂缝[5]。 |
造成外墙渗漏;削弱墙体的受力性能,影响建筑的使用寿命及抗震性能。应进行加固处理。 |
3.3强迫位移裂缝
框架结构适应变形的能力较强,因此,框架结构的住宅工程发生强迫位移的裂缝较少。砌体是脆性材料,对变形非常敏感,住宅工程中常出现沉降裂缝或膨胀土引起地基变形裂缝。
(1)正八字形裂缝
建筑物中部地基软弱沉降大,长条形的建筑物中部向下弯曲而在纵墙两端形成正八字形斜裂缝。有时墙体跨中底部还会出现垂直裂缝。
(2)倒八字形裂缝
如地基中间硬而两边软弱,沉降集中在建筑物两端,在纵墙两端形成内斜裂,情况与第1种情况相反。
(3)斜裂缝
不对称的沉降将引起斜向裂缝。如图3所示。建筑一端地基出现较大沉降时,在纵墙上产生斜向裂缝。
(4)局部沉降裂缝
砌体底层窗洞,由于两侧窗间墙沉降较大,在窗台墙是因沉降不均产生垂直裂缝。
图3 不均匀沉降引起的砌体斜向裂缝 |
3.4结构构造裂缝
住宅工程中结构构造裂缝常出现在砌体上。
(1)不同建筑材料的温度变形、干燥收缩等性能不同,在界面处产生不协调的变形,如混凝土构造柱、过梁、圈梁与砌体间的界面裂缝。
(2)在门、窗洞口处产生的应力集中裂缝。
该类裂缝对结构受力及整体安全基本不构成影响。但由于处在比较触目的敏感部位,并破坏装饰层,往往也会引起质量纠纷。可以采用装饰材料进行掩饰处理。
3.5施工裂缝
(1)混凝土早期收缩裂缝
图4 混凝土早期塑性裂缝
商品混凝土在浇筑完成尚未形成强度的早期,常会出现不规则的网状裂缝,如图4所示。该类裂缝与商品混凝土的质量波动有一定关系,但是如果施工得当可以避免裂缝的出现[6][7]。如,混凝土浇筑完成静定一段时间后,待离析、泌水、沉降基本完成而混凝土尚未凝固之前,应对无模板的上表面进行二次振捣、搓压。然后立即浇水覆盖或泡水养护。
(2)砌体接槎裂缝
不按施工要求而以直缝接槎,可能引起沿直槎槎口的裂缝。以马牙槎和踏步槎接缝时,砌筑质量较差也会在连接面产生裂缝。
(3)砌体局部受压裂缝
因设计疏忽、构造措施不当、砌体强度不足引起的承载梁下的砌体局部压力增加,产生向下延伸,基本为竖向,侧边外倾呈放射状、顺主应力方向发展的裂缝。
(4)其他如砌筑速度过快引起的水平裂缝,通缝引起的竖向裂缝等。
4结语
住宅的裂缝问题涉及到千家万户,除上述常见的裂缝外,尚存在偶然因素造成的裂缝、耐久性裂缝等。因此,首先要对裂缝有正确的认识,查清裂缝成因,分析其对结构的影响,最后选择有利时机对裂缝进行修复或加固。
参考文献:
[1] 徐有邻,顾祥林等.混凝土结构工程裂缝的判断与处理[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.11.
[2] 崔千祥,钱晓丽,等.房屋结构检测与事故处理 [M].北京:科学出版社,2007.7.
[3] GB 50203-2011,砌体结构工程施工质量验收规范. 北京:中国建筑工业出版社,2011.
GB 50203-2011,Code for acceptance of constructional quality of masonry structures.
[4] 钱伟,宋显锐.蒸压粉煤灰砖砌体房屋裂缝鉴定与原因分析[J].新型建筑材料,2010(3):34-37.
QIAN Wei, SONG Xianrui. Identification of the cracks of autoclaved fly ash masonry and the analysis on the causes[J]. NEW BUILDING MATERIALS, 2010(3):34-37.
[5] 莫永雄,加气混凝土砌块施工裂缝的成因及控制措施[J]. 新型建筑材料,2009(9):31-34.
MO Yongxiong. Reasons for aerated concrete block cracking and the control measures[J]. NEW BUILDING MATERIALS, 2010(3):34-37.
[6] 张承志.商品混凝土[M]. 北京:化学工业出版社,2005.12.
[7] 龙敬庭.泵送混凝土楼板裂缝的原因分析及预防[J].煤炭技术,2011(5):125-127.
LONG Jing-ting. Causes and precautions of pump concrete cracks on floor[J]. Coal Technology, 2011(5):125-127.
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-6-17 07:52
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社