砖混房屋顶层墙体防裂措施

冯 明 付晓峰

摘 要:本文对砖混结构顶层墙体、楼板裂缝的特点及产生原因作了简要分析,并结合工程实例提出了设计、施工中防治温度裂缝的方法。

关键词:砖混结构;温度应力;温度裂缝

1 概述

20世纪90年代以来,我国的多层住宅小区建设蓬勃发展,为我们提供了舒适的安居场所。然而砖混结构的顶层墙体容易产生裂缝,特别在顶层端单元的内外纵墙,门窗洞口等部位更明显。裂缝数量阳面多于阴面,两端多于中间。而且它随季节的变化面变化,显得很不稳定,维修困难。裂缝不仅影响建筑的外形美观,而且容易发生雨水渗漏,影响建筑的正常使用。另外,墙体裂缝也破坏了顶层结构的完整性,降低了房屋的抗震能力。

2 顶层墙体及楼板接缝产生裂缝的原因

砖混结构顶层受温度影响较大,夏季日照时间长,层面温度可达60～70℃,而墙体的温度只有40℃。另外,砼的线膨胀系数为1×105/℃,砖砌体的张膨胀系数数为0.5×105/℃,两者为二倍的关系。当温度升高时,钢筋砼温度变形大,砖砌体温度变形小,墙体阻碍了屋盖的伸长,因此屋面对墙体产生一个水平推力,使墙体和屋盖的接触不仅受压,而且受剪,沿墙体分布的剪力为中部小,两端大。因此靠近建筑物两端时推力越来越大,并在门窗洞口角部产生应力集中。由于砖砌体的抗拉强度较低,当温度变形产生的主拉应力超过墙体的抗拉强度极限,则在顶层两端墙体、门窗洞口上下角产生斜裂缝。

屋面预制板接缝开裂的直接原因是板顶和板底的温差作用。屋面若没有性能良好的保温隔热措施,则屋面与顶层室内的温差相当大,从而引起屋面板产生弯曲和水平变形,造成屋面板纵向接缝的开裂。

当建筑物长度超过一定限度时,为防止出现温度裂缝,按照《砌体结构设计规范》的要求须设置房屋伸缩缝。而许多工程实例证明,仅仅限定伸缩缝最大间距并不能完全控制温度裂缝的产生。增加墙体抗裂能力,增强建筑物的结构整体性,采取合适的结构构造措施,来抵抗可能产生的温度应力,才是行之有效的办法。

2.1 工程实例及温度裂缝防治措施

现以我市某商厦的工程结构设计为例,就防止温度裂缝的构造措施谈谈体会。

工程概况。某商厦长度为67.8m,建筑平顶为L形,结构形式为底层框架,上部五层砖混结构。建筑物顶层朝南方向为卧室,房屋开间为2.7～3.6m不等,进深5m。由于建筑外观要求,外纵墙砌在连续梁上,这样横墙端部失去纵向约束。

本建筑物长度超过60m,按规范规定须设伸缩逢,在工程设计中,采用了一些行之有效的构造措施,未设伸缩逢,取得了较好的效果。

①在设计中,顶层外纵墙下沿连续梁设置厚度为120mm,宽度为1～2.5m不等的连续现浇板带,利用它的连续性、整体性和刚度提高该方向抵御温度的能力。

②在布置构造柱时,按抗震规范规定,隔开间布置构造柱即可满足抗震要求。但考虑到顶层的温度应力,为加强结构的整体性,在外纵墙与内横墙的相交处每个开间均布置了构造柱。另外内横墙端部无约束,还布置了一些“凸”形构造柱,增加了侧向刚度,从面抵抗层盖的水平推力或拉力。

③上部两层在两侧山墙及居中横墙墙体内隔1.8m设240mm×240mm构造柱,与之相碰的预制板改为现浇板带,它能够分担一部分水平推力,减少屋面板部变形值。山墙处的构造柱与圈梁的连接,可以防止圈梁底部与墙体产生水平裂缝。

④由于一般砌块的抗拉及抗剪强度比灰缝要高很多,砌体的抗拉和抗剪强度取决于砂浆的强度,所以实际工程可以发现,砌体温度裂缝多是砌体沿水平灰缝或阶梯灰缝破坏引起的,因此提高了砌筑砂浆的强度,选用和易性较好的M5混合砂浆。这样不仅满足竖向抗压要求,也提高了墙体抗剪能力。

⑤顶层屋面沿所有纵横墙在板底设置240mm×240mm圈梁,使圈梁底面保持在同一水平面上。圈梁的设置使顶层屋面有良好的整体性,对抵抗温度应力有明显的效果。

⑥预制板间设置伸缩缝的目的是使温度应力引起的预制板水平位移在一定范围内得到调节,释放,减少水平推力。在建筑物横墙上板接缝处设置了三道伸缩缝,缝的位置分布在建筑物两端及中部,将预制板纵向接缝拉开20mm,并用防水松软材料填实。

⑦砖砌女儿墙在转角处,或在女儿墙较长的情况下容易出现温度裂缝,它会导致屋面防水层的破坏,影响建筑物的正常使用。商厦女儿墙高1.2m,为避免墙体过长而产生温度裂缝,在女儿墙顶设置高为200mm的配筋压顶,在女儿墙转角处,并沿女儿墙每隔3m设置构造柱,尺寸为240mm×240mm,纵筋锚入压顶,柱顶标高至女儿墙顶。配筋压顶、构造柱和砌体所形成的整体,对抗裂有较好的效果。

⑧由于温度应力与温差成正比,因此在屋面上加设架空隔热板,提高了屋面的保温效果,降氏屋面与墙体之间的温差,从而减小了温度应力;另外也降低了屋面板顶与板底之间的温差,减小了楼板弯曲和伸长,有效地控制了预制板纵向接缝处的开裂。

3 结束语

通过设计人员采取了的防裂构造措施,还有施工单位的质量保证,使该工程未出现通常难以避免的温度裂缝。