磚混房屋頂層墻體防裂措施

馮 明 付曉峰

摘 要:本文對磚混結(jié)構(gòu)頂層墻體、樓板裂縫的特點(diǎn)及產(chǎn)生原因作了簡要分析,并結(jié)合工程實(shí)例提出了設(shè)計(jì)、施工中防治溫度裂縫的方法。

關(guān)鍵詞:磚混結(jié)構(gòu);溫度應(yīng)力;溫度裂縫

1 概述

20世紀(jì)90年代以來,我國的多層住宅小區(qū)建設(shè)蓬勃發(fā)展,為我們提供了舒適的安居場所。然而磚混結(jié)構(gòu)的頂層墻體容易產(chǎn)生裂縫,特別在頂層端單元的內(nèi)外縱墻,門窗洞口等部位更明顯。裂縫數(shù)量陽面多于陰面,兩端多于中間。而且它隨季節(jié)的變化面變化,顯得很不穩(wěn)定,維修困難。裂縫不僅影響建筑的外形美觀,而且容易發(fā)生雨水滲漏,影響建筑的正常使用。另外,墻體裂縫也破壞了頂層結(jié)構(gòu)的完整性,降低了房屋的抗震能力。

2 頂層墻體及樓板接縫產(chǎn)生裂縫的原因

磚混結(jié)構(gòu)頂層受溫度影響較大,夏季日照時(shí)間長,層面溫度可達(dá)60～70℃,而墻體的溫度只有40℃。另外,砼的線膨脹系數(shù)為1×105/℃,磚砌體的張膨脹系數(shù)數(shù)為0.5×105/℃,兩者為二倍的關(guān)系。當(dāng)溫度升高時(shí),鋼筋砼溫度變形大,磚砌體溫度變形小,墻體阻礙了屋蓋的伸長,因此屋面對墻體產(chǎn)生一個(gè)水平推力,使墻體和屋蓋的接觸不僅受壓,而且受剪,沿墻體分布的剪力為中部小,兩端大。因此靠近建筑物兩端時(shí)推力越來越大,并在門窗洞口角部產(chǎn)生應(yīng)力集中。由于磚砌體的抗拉強(qiáng)度較低,當(dāng)溫度變形產(chǎn)生的主拉應(yīng)力超過墻體的抗拉強(qiáng)度極限,則在頂層兩端墻體、門窗洞口上下角產(chǎn)生斜裂縫。

屋面預(yù)制板接縫開裂的直接原因是板頂和板底的溫差作用。屋面若沒有性能良好的保溫隔熱措施,則屋面與頂層室內(nèi)的溫差相當(dāng)大,從而引起屋面板產(chǎn)生彎曲和水平變形,造成屋面板縱向接縫的開裂。

當(dāng)建筑物長度超過一定限度時(shí),為防止出現(xiàn)溫度裂縫,按照《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求須設(shè)置房屋伸縮縫。而許多工程實(shí)例證明,僅僅限定伸縮縫最大間距并不能完全控制溫度裂縫的產(chǎn)生。增加墻體抗裂能力,增強(qiáng)建筑物的結(jié)構(gòu)整體性,采取合適的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施,來抵抗可能產(chǎn)生的溫度應(yīng)力,才是行之有效的辦法。

2.1 工程實(shí)例及溫度裂縫防治措施

現(xiàn)以我市某商廈的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例,就防止溫度裂縫的構(gòu)造措施談?wù)勼w會(huì)。

工程概況。某商廈長度為67.8m,建筑平頂為L形,結(jié)構(gòu)形式為底層框架,上部五層磚混結(jié)構(gòu)。建筑物頂層朝南方向?yàn)榕P室,房屋開間為2.7～3.6m不等,進(jìn)深5m。由于建筑外觀要求,外縱墻砌在連續(xù)梁上,這樣橫墻端部失去縱向約束。

本建筑物長度超過60m,按規(guī)范規(guī)定須設(shè)伸縮逢,在工程設(shè)計(jì)中,采用了一些行之有效的構(gòu)造措施,未設(shè)伸縮逢,取得了較好的效果。

①在設(shè)計(jì)中,頂層外縱墻下沿連續(xù)梁設(shè)置厚度為120mm,寬度為1～2.5m不等的連續(xù)現(xiàn)澆板帶,利用它的連續(xù)性、整體性和剛度提高該方向抵御溫度的能力。

②在布置構(gòu)造柱時(shí),按抗震規(guī)范規(guī)定,隔開間布置構(gòu)造柱即可滿足抗震要求。但考慮到頂層的溫度應(yīng)力,為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性,在外縱墻與內(nèi)橫墻的相交處每個(gè)開間均布置了構(gòu)造柱。另外內(nèi)橫墻端部無約束,還布置了一些“凸”形構(gòu)造柱,增加了側(cè)向剛度,從面抵抗層蓋的水平推力或拉力。

③上部兩層在兩側(cè)山墻及居中橫墻墻體內(nèi)隔1.8m設(shè)240mm×240mm構(gòu)造柱,與之相碰的預(yù)制板改為現(xiàn)澆板帶,它能夠分擔(dān)一部分水平推力,減少屋面板部變形值。山墻處的構(gòu)造柱與圈梁的連接,可以防止圈梁底部與墻體產(chǎn)生水平裂縫。

④由于一般砌塊的抗拉及抗剪強(qiáng)度比灰縫要高很多,砌體的抗拉和抗剪強(qiáng)度取決于砂漿的強(qiáng)度,所以實(shí)際工程可以發(fā)現(xiàn),砌體溫度裂縫多是砌體沿水平灰縫或階梯灰縫破壞引起的,因此提高了砌筑砂漿的強(qiáng)度,選用和易性較好的M5混合砂漿。這樣不僅滿足豎向抗壓要求,也提高了墻體抗剪能力。

⑤頂層屋面沿所有縱橫墻在板底設(shè)置240mm×240mm圈梁,使圈梁底面保持在同一水平面上。圈梁的設(shè)置使頂層屋面有良好的整體性,對抵抗溫度應(yīng)力有明顯的效果。

⑥預(yù)制板間設(shè)置伸縮縫的目的是使溫度應(yīng)力引起的預(yù)制板水平位移在一定范圍內(nèi)得到調(diào)節(jié),釋放,減少水平推力。在建筑物橫墻上板接縫處設(shè)置了三道伸縮縫,縫的位置分布在建筑物兩端及中部,將預(yù)制板縱向接縫拉開20mm,并用防水松軟材料填實(shí)。

⑦磚砌女兒墻在轉(zhuǎn)角處,或在女兒墻較長的情況下容易出現(xiàn)溫度裂縫,它會(huì)導(dǎo)致屋面防水層的破壞,影響建筑物的正常使用。商廈女兒墻高1.2m,為避免墻體過長而產(chǎn)生溫度裂縫,在女兒墻頂設(shè)置高為200mm的配筋壓頂,在女兒墻轉(zhuǎn)角處,并沿女兒墻每隔3m設(shè)置構(gòu)造柱,尺寸為240mm×240mm,縱筋錨入壓頂,柱頂標(biāo)高至女兒墻頂。配筋壓頂、構(gòu)造柱和砌體所形成的整體,對抗裂有較好的效果。

⑧由于溫度應(yīng)力與溫差成正比,因此在屋面上加設(shè)架空隔熱板,提高了屋面的保溫效果,降氏屋面與墻體之間的溫差,從而減小了溫度應(yīng)力;另外也降低了屋面板頂與板底之間的溫差,減小了樓板彎曲和伸長,有效地控制了預(yù)制板縱向接縫處的開裂。

3 結(jié)束語

通過設(shè)計(jì)人員采取了的防裂構(gòu)造措施,還有施工單位的質(zhì)量保證,使該工程未出現(xiàn)通常難以避免的溫度裂縫。