框架砌体填充墙干缩机理及裂缝控制研究

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1、框架砌体填充墙干缩机理及裂缝控制研究　　摘要：墙体干缩开裂作为框架体填充墙结构的主要失效模式，墙体干缩裂缝的产生将对建筑物的适用性、耐久性及保温节能效果产生严重的影响。为此，本文主要对框架砌体填充墙干缩变形产生的机理进行了分析，并提出了裂缝有效控制的相关措施。　　关键词：框架砌体填充墙；干缩机理；裂缝控制　　一、填充墙体干缩机理及裂缝产生的原因　　大量新型填充墙体材料，如混凝土多孔砖、加气混凝土空心砌块等，是通过水泥混凝土材料在多种养护方式硬化成型的基础上形成。混凝土砌块孔隙结构不同，则其孔型、材料构成等也存在极大的区别，但主要构

2、成材料为水泥石，其干燥收缩主要通过水泥石干燥收缩产生，与干缩机理类似。现阶段填充墙体材料的干缩机理可理解为，水化环节水分较少进而增加毛细孔内表面积，增大表面能。增加表面能后将会出现热力学稳定性降低等现象，要求利用增加表面收缩实现平衡状态。如塑性阶段为材料形式，因流体具备的变形能力较强，缩小后的内表面将导致形成的孔隙无法稳定存在，固相填满孔隙，减少整体体积。如结构固化后，微观上表面收缩应力在宏观上形成体积收缩应力，产生整体体积收缩现象。相比承重砌体结构裂缝控制分析，框架填充墙裂缝控制研究存在极大的区别，其裂缝产生的原因如下：6　　1

3、、温差变形导致框架填充墙裂缝出现。因附近环境温度增加，沿长度方向墙逐步伸长，与墙体相比，屋盖伸长要多出许多，此时填充墙体将具有附加水平力，因屋盖推力作用填充墙体将有剪应力产生，剪应力与拉应力同时作用将出现主拉应力。如具有较大主拉应力，墙体则会出现不同形式的裂缝，如“八”、“x”等。此类裂缝往往出现在墙两端，主要出现在纵墙位置，具有对称、两端重、中间轻等特点。轻微裂缝一般只在两端出现，严重裂缝则会将房屋两端30%纵长发展，方向为由上到下。此类裂缝通常发生于刚性屋面平屋顶或房屋没有变形缝、隔热层设置。直接原因在于混凝土结构屋面伸缩变形

4、，牵引其下砖砌体在其材料抗拉强度以上。　　温差变形裂缝产生的机理为，如50到60摄氏度为屋面板温度范围，30到35摄氏度则为其下方砖砌体温度，此温差作用下，与砖砌体相比，外加混凝土膨胀系数将多出1倍左右，钢筋混凝土屋面板因膨胀变形较大，因膨胀房屋纵向两端屋面板底附近墙、顶层圈周围墙及顶层窗台等将出现较大位移现象，受拉力影响墙身外推、纵墙端将产生开裂现象。房屋两端“自由端”具有较小水平约束力，上砌体垂直压力不足，屋面将向两端热胀，此时“八”字型裂缝将出现在下部砌体位置，倒“八”字型裂缝将出现在冷缩情况下，而“x”字型裂缝则会出现在一

5、胀一缩情况下。　　2、地基不均匀沉降产生填充墙裂缝。部分建筑工程因地基土层具有不均匀的分布情况，施工中无法做好基槽钎探、地基处理等工作，同时因设计过程中房屋设计荷载差距较大或存在附加应力过分集中等现象，致使基础不均匀沉降较为严重，导致填充墙需进行极大剪力承受，该过程中，因填充墙体抗剪力不足、体型极为复杂及结构刚度不足等问题，致使裂缝出现于填充墙体内。此类裂缝往往存在于建筑物下方，从下向上分布为倒6“八”字、水平或竖缝。当条形建筑物中部具有较大沉降问题时，此时由下向上房屋两端将会产生正“八”字裂缝，集中于窗对角；当两端沉降过大，此时

6、由下到上两端则会出现倒“八”字型裂缝，该裂缝不仅会出现在窗对角位置，还会出现于底层中部窗台位置，并由上到下产生竖缝。于部分多层建筑而言，如具有较宽底层窗台，利用窗间墙其荷载将会出现传递集中问题，特别是在地基反作用力影响下，窗台将会向反方向弯曲，导致竖向裂缝产生于窗台中部位置。当纵横交点部位具有较大沉降，则竖立缝会出现在窗台下角位置，其具有下窄上宽的特点，水平缝则会出现沿窗台下角位置。如不均匀沉降出现于外纵墙凹凸一侧，该位置则会出现水平推力，致使竖缝出现于交接位置。　　3、填充材料干、湿不稳定性出现的裂缝。出现此类裂缝的主要原因在于

7、墙体粉刷前期洒水过多，导致墙体含水量远远高于最佳含水量，致使体积较为膨胀。在完成粉刷作业后，才逐步向外进行墙体内分水排除，伴随水分的大量挥发，干燥、收缩现象逐步呈现于墙体内，如砂浆拉应力在墙体干缩量以上，则拉裂问题极易出现在墙面粉刷层内。　　二、框架结构填充墙裂缝控制措施　　1、温差变形裂缝控制措施　　针对框架结构填充墙温差变形裂缝控制，可选取的措施如下：　　第一，架空隔热板添加设置，以此对建筑物顶部保温层厚度、蓄水或种植屋面等进行有效增加；6　　第二，饱满度、砂浆强度提升，空斗可进行实砌改造，并加筋砌体，将构造柱设置到墙内，增加

8、薄弱环节，并进行抗拉强度提升。同时将空隙留设到屋面板、女儿墙底部，伸缩自由；　　第三，抹灰抗裂力提升，端部屋顶、墙等位置加大保护力度，进行钢筋网设置，以此进行抗拉强度提升；　　第四，屋面保温层施工合理化，不得在高温季节施工；　　第五，伸缩缝合理安设