浅谈加强构造设计防止新型墙体开裂

2012-12-29陈敬文

中国新技术新产品 2012年3期

陈敬文

（广州市番禺城市建筑设计院有限公司，广东广州 511400）

1 新型墙材的特性

建筑工程中所使用的新型墙材主要有普通混凝土砌块、轻集料混凝土砌块、蒸压加气混凝土砌块、蒸压灰砂砖、烧结空心砖、烧结类实心砖，还有少部分墙板。在产品性能方面，烧结类实心砖与黏土砖几乎一样。烧结空心砖的抗压强度只有黏土砖的20%，抗折强度也较低，且孔洞率在35%以上。

1.1 干缩速度慢

新型墙材大多干缩速度缓慢，如新型墙材中干燥速度最快的灰砂砖3d才完成干缩值的10%，且标态干缩值大，一般在0.2～1.0m/n/m之间；但水泥制品和硅酸盐制品实际干缩值却随着制品实际含水率的变化而发生很大的变化，在被雨水淋透时其实际干缩值与标态干缩值接近，但在干燥的环境下放置较长时间后，其实际干缩值与黏土砖相差不大。试验表明，当水泥制品和硅酸盐制品的实际含水率与平衡含水率接近时，其实际干缩值与黏土砖相差不大。在实际应用过程中，只要经过一定的干燥期，一般可以将这类产品的实际干缩值控制在0.1～0.3mm/m的范围，这表明严格控制新型墙材的上墙含水率是非常重要的。

1.2 强度尤其是抗拉和抗剪强度比黏土砖低

新型墙材的强度普遍较黏土砖低，砌块砌体的抗拉及抗剪切强度只有黏土砖的50%。黏土砖的抗压强度≮10MPa，其抗折强度一般为2.5～3.5MPa，而新型墙材中除了灰砂砖的强度与黏土砖相当外，其他新型墙材在国家标准中要求的最小强度都很低，如蒸压加气混凝土砌块的最小抗压强度为1.0MPa，轻集料混凝土砌块的为1.5MPa，普通混凝土砌块的为3.5MPa，并且对抗折强度均未提出要求，显然砌体的抗剪强度不理想。

1.3 配套规格多，较黏土砖的尺寸大、孔洞率高

新型墙材多为砌块，也有部分板材，尺寸比黏土砖大，施工效率较高，但尺寸大不利于应力的释放，更易产生裂缝。新型墙材的孔隙率高，易吸湿，部分砌块开有孔槽，不能像黏土砖那样砍凿。

2 新型墙体开裂的原因分析

2.1 设计方面的原因

长期以来，设计者大多只重视强度设计而忽视抗裂构造设计，往往引用国家标准或标准图集，既没有单独提出相关的防裂要求和措施，也未对这些措施的可行性进行调查。另一方面，设计人员对砌块墙体材料的性质不够了解，在设计过程中往往将黏土砖的构造要求套到新型墙材的设计中。由于新型墙材种类众多，对于不同的品种，其性质也有差异，因而构造要求也不尽相同，而人们对新型墙材的性能和新标准的应用有的尚在认识探索之中，因而构造措施的设计缺陷也在所难免。由于这些原因，设计人员通常没有在设计图纸中注明新型墙材的品种、容重、强度等主要技术性能指标以及相应的抗裂防渗构造措施，或构造设计不合理，导致应用新型墙材的墙体开裂。

2.2 材料方面的原因

砌体结构产生裂缝的原因主要有两个方面：一是由于外荷载（包括静、动荷载）变化引起的裂隙；二是由于变形引起的裂隙，如干缩变形、温度变形，不均匀沉陷等。民用建筑中以变形引起的裂缝为主。由于建筑物中的构件大多属于超静定杆件，具有多个约束，对于变形将予以限制，从而会在构件内产生应力，在砌体中产生很大的拉力和剪力，当这些力超过一定限度时，砌体就产生错位裂隙。

3 防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂，宜采取下列措施

3.1 屋盖上设置保温层或隔热层。

3.2 在屋盖的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不大于30m。

3.3 当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时，宜设置分隔缝，分隔缝的宽度不应小于20mm，缝内用弹性油膏嵌缝。

3.4 建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3－88第5.3.2条的规定外，宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不宜大于30m。

4 防止主要由墙体材料干缩引起的裂缝可采用以下设计措施之一：

4.1 设置控制缝

4.1.1 控制缝的设置位置

在墙的高度忽然变化处设置竖向控制缝；在墙的厚度忽然变化处设置竖向控制缝；在不大于离相交墙或转角墙答应接缝距离之半设置竖向控制缝；在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝；竖向控制缝，对3层以下的房屋，应沿房屋墙体的全高设置；对大于3层的房屋，可仅在建筑物1－2层和顶层墙体的上述位置设置；控制缝在楼、屋盖处可不贯通，但在该部位宜作成假缝，以控制可预料的裂缝；控制缝作成隐式，与墙体的灰缝相一致，控制缝的宽度不大于12mm，控制缝内应用弹性密封材料，如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填缝。

4.1.2 控制缝的间距

对有规则洞口外墙不大于6mm；对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍；在转角部位，控制缝至墙转角的距离不大于4.5m。

4.2 设置灰缝钢筋

在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝，钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm；在楼盖标高以上，屋盖标高以下的第二或第三道灰缝，和靠近墙顶的部位；灰缝钢筋的间距不大于600mm；灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm；灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片，网片的纵向钢筋不小于25，横筋间距不宜大于200mm；对均匀配筋时含钢率不少于0.05%；局部截面配筋，如底、顶层窗洞上下不小于38；灰缝钢筋宜通长设置，当不便通长设置时，答应搭接，搭接长度不应小于300mm；灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中，锚固长度不应小于300mm；灰缝钢筋应埋入砂浆中，灰缝钢筋砂浆保护层，上下不小于3mm，外侧小于15mm，灰缝钢筋宜进行防腐处理；当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时，其配筋量应按计算确定，其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm；不配筋的外叶墙应设控制缝，控制缝间距不宜大于6m；设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。

4.3 在建筑物墙体中设置配筋带

在楼盖处和屋盖处；墙体的顶部；窗台的下部；配筋带的间距不应大于2400mm，也不宜小于800mm；配筋带的钢筋，对190mm厚墙，不应小于2ф12，对250～300mm厚墙不应小于2ф16，当配筋带作为过梁时，其配筋应按计算确定；配筋带钢筋宜通长设置，当不能通长设置时，答应搭接，搭接长度不应小于45d和600mm；配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固，锚固长度不应小于35d和400mm；当配筋带仅用于控制墙体裂缝时，宜在控制缝处断开，当设计考虑需要通过控制缝时，宜在该处的配筋带表面作成虚缝，以控制可预料的裂缝位置；对地震设防裂度≥7度的地区，配筋带的截面不应小于190mm200mm，配筋不应小于410；设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。