磚砌體房屋頂層墻體裂縫的分析與防治

林建軍

目前,我國城鎮住房的90%仍是磚砌結構,而其頂層墻體產生的溫度裂縫是一種質量通病。特別是帶有平屋頂的砌體結構,出現溫度裂縫相當普遍,其裂縫程度輕重不一,差別很大。有的裂縫在較長時間內不穩定,且隨氣候而變化;有的經修補加固后,傷舊再裂開,處于活動狀態。因此如何在房屋的設計、施工過程中采取有效措施,防止溫度裂縫的產生十分必要,而在地震區則更為重要,溫度裂縫的產生大大降低了結構的整體性能,將導致房屋抗震能力的下降。

一、裂縫產生的原因

1.客觀條件方面。磚砌體房屋因為屋面長時間直接受陽光照射,其溫度較墻體高出許多。在炎熱的夏季,屋面溫度是墻體溫度的兩倍左右,且在相同溫度條件下,鋼筋砼溫度線膨脹系數是磚砌體的兩倍,屋蓋變形要比墻體大得多。屋蓋在升溫過程中,同一溫度單元內沿房屋長度方向兩端積累的變形最大,使屋蓋與墻體接觸受剪,在墻體中產生很大的推力。當主拉應力大于墻體的抗拉強度時,墻體就會出現裂縫。

2.設計考慮方法。在磚混結構的設計中,設計人員一般考慮強度的抗震構造措施多,而考慮控制溫度應力、減小溫度裂縫的措施少。

(1)混結構中設置構造柱時只考慮符合抗震規范,不考慮實際已存在的溫度應力。

(2)混房屋采用屋頂鋼筋砼大挑檐,有時還上卷。為平衡懸挑荷重,一般在室內屋蓋部分現澆一部分屋蓋板。由于屋面挑檐為外露結構,且在大挑檐上的保溫層較薄,對溫度的變化十分敏感。這是外挑檐、圈梁及現澆屋蓋部分共同組成剛度較的現澆連續板,如遇溫度變化,就會產生較大的溫度應力。溫度升高時,引起墻體開裂;溫度下降時,則會在挑檐本身產生裂縫。

(3)選用磚、砂漿強度等級僅考慮砌體的豎向承載力,往往越到頂層強度越低,而對溫度應力引起的強度及變形則考慮較少。

3.施工質量方面。對出現裂縫房屋的實際調查表明,墻體開裂的主要原因往往是頂層施工質量較差,特別是頂層保溫層及砌體抗剪強度達不到設計要求。

二、減小溫度裂縫的措施

1.溫度縫的設置。磚混房屋長度越長,兩端積累的溫度變形就越大,產生的溫度裂縫越嚴重。為此,現行《砌體結構設計規范》明確規定房屋總長超過60m應設溫度縫。而且為保證房屋的整體剛度,房屋的長高比不宜太大,一般應控制在2.5～3.5。

2.減小屋蓋與墻體的溫差。為提高保溫層隔熱性能、減少板、墻溫差,應盡量在年平均氣溫時完成,并且及時做好屋面保溫層或隔熱層,保溫層的確定既要考慮冬季防寒,也要考慮夏季防曬,并根據實際情況增加隔熱層和白色光層;檐口宜設計成女兒墻,若設挑檐,宜對鋼筋砼挑檐加設保溫層;有條件時,屋頂可做有檁體系坡屋面。

3.增設構造柱和抗裂柱。構造柱是增強建筑物整體性,抵抗地震作用的重要構造措施,在多層磚砌體房屋的設計中,構造柱的設置只考慮符合抗震規范,而未考慮對防止溫度裂縫的作用。因此對6層以下住宅,基本上是隔間布置構造柱,未對建筑物端部裂縫多發區予以重點加強。構造柱的布置有的還很稀,每隔兩、三道內橫墻才設,甚至只布置于房屋和樓梯間的四角。

4.加強頂層鋼筋砼圈梁的設置。目前砌體房屋住宅頂層,其橫墻圈梁的設置一般多為隔一墻設置一道整圈梁,為抵搞挑檐的傾覆,隔一墻設置一道拖梁。拖梁墻體上的裂縫一般皆比整圈梁墻體上的裂縫嚴重。因此對頂層的各道橫墻及縱墻應全部設置鋼砼圈梁,不設托梁,并在施工上保證圈梁的砼質量。

5.減小挑檐裂縫。為防止挑檐裂縫的產生,應盡量減小挑出的長度,使其斷面減小。最好是設女兒墻而不設外挑檐。為防止挑檐本身產生裂縫,可適當增加其縱向配筋,施工上也可采取措施:控制水灰比和塌落度、減少用水量;實行兩次分段澆灌,采用后澆帶及加強養護,從而防止減少收縮裂縫的出現。

由此可見,對磚砌體房屋在頂層墻體產生的裂縫現象,只有認真分析產生的原因,在房屋的設計、施工中采取有針對性的措施,才能有效地防止裂縫的產生,減少溫度裂縫的危害。

(編輯/劉佳)