顶层墙的温度作用效应与裂缝控制.pdf

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1、2014年3月建材与装饰规划与设计顶层墙的温度作用效应与裂缝控制胡利（广州市民用建筑科研设计院）摘要：关于砌体结构温度裂缝问题很早就已经提出来了，国内外也做过大量的科学研究，提出了许多不同的观点，但基本上是砌体结构墙体温度裂缝的定性分析，我国专家王铁梦对工程结构裂缝提出“防”“放”、“、抗”的设计原则，并结合工程实践提出混凝土结构承受连续性约束温度收缩应力的基本公式（近似法）及框架温度应力计算公式（精确法）。关键词：砌体结构；顶层墙；裂缝；温度中图分类号：TU755.7文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）12-0019-04shsh1顶层墙裂缝吟T

2、=吟Ttemp+吟T-吟T（1）[6]cm砌体结构在我国民用建筑被广泛采用，由于砌体结构墙体由计算得如表1。脆性材料构成，其抗拉、抗剪、抗弯的能力都很差，造成墙体开裂表1体积变形组合温差吟T（单位：益）的原因很多，其中大多是由温度变化引起的温度裂缝。温度变化房屋类型温差最大组合温差使砌体结构墙体开裂的形式主要有两种：淤由墙体自身内外（纵外墙外保温12.03设有保温层屋面外墙内保温17.84横墙）温差和砌体干缩引起墙体竖向裂缝；于由钢筋混凝土屋盖自保温12.04与外墙体温差和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝：水平裂缝、外墙外保温51.02八字缝，统称温度裂缝。还有一种裂

3、缝这种体积变化受到地基的不设保温层屋面外墙内保温49.10约束，从而在底层墙较薄弱的窗台处产生竖向裂缝[1~2]，如图1所自保温44.53示。1.2顶层墙比拟框架内力分析多层砌体房屋的裂缝主要出现的房屋的顶层，少部分延伸到了顶层及次顶层，由于顶层楼板受到太阳辐射，屋面板与墙体的温差集中体现在顶部一层，因此，本文对墙体内引起的内力计算只简化到顶部一层[2]。由于温差作用，屋面板与墙体之间会产生自由变形差，由于顶板和墙体变形是协调的，顶板受到压缩时，墙体则受到拉伸。为了简化分析，不妨作如下基本假设：（1）把圈梁及部分屋面板看作一水平杆件，杆件截面内温度应力分布均匀。图1

4、砌体房屋顶层墙体积变形裂缝（2）忽略窗台标高以下墙体的水平位移。1.1体积变形的组合作用（3）窗间墙看做为一竖向杆件，与水平杆件刚接，并考虑杆件再生骨料混凝土多孔砖砌体墙的体积改变主要包括干燥收剪切变形的影响。缩及温度变化产生的变形。从单砖[5]的试验结果可知，混凝土多孔砖达到平衡含水率时的干燥收缩变形可取着0=0.0003mm/mm；轻骨料混凝土砖砌体线膨胀系数琢可取1伊10原5/益[1]，按相关式[6]中取：茁1=0.75，茁2=1.196，茁3=0.781，茁4=1。砌体在使用阶段干燥收缩率为：着（mt）=0.75茁1茁2茁3茁4着0=0.000158mm/m

5、m则砌体的干燥收缩“当量温差”为：-5sh着15.8伊10吟T=sec==15.8益m琢-51.0伊10图2砌体房屋分析模型混凝土收缩当量温差为：比拟框架内力计算：-4吟Tsh=着y=2伊10=20益c-5取图3进一步简化得实际理论计算简图如图4。琢10设各杆件承受均匀温差，以计算简图中心对称杆件为该框架砌体体积变形的组合温差即为温度作用和干燥收缩作用的的不动点。叠加：各柱侧移刚度：·19·规划与设计建材与装饰2014年3月则结构端部柱头剪力为：吟LQ=（7）n3C1.2HH图3顶层墙比拟框架图++EAAGKBccmn在进行简化计算时，要考虑抗弯刚度B乘以材料塑性系

6、数。2实例计算———以长沙地区为例2.1结构端部柱端剪力在长沙地区选择一幢6层的混凝土多孔砖砌体房屋，柱跨L=3.6m，层高3m，墙厚0.24m，采用再生骨料混凝土多孔砖和水泥混合砂浆Mb5砌筑，材料性能，E=2.1伊103MPa，G=0.4E。c图4顶层比拟框架温度应力计算简图KBRi=（i=1，2，3，…，n）（2）H3式中：K———系数，与柱顶节点构造及断面变化有关，属铰接断面K=3，刚接断面K=12；B———抗弯刚度，当框架有不允许裂缝的严格要求时，应考虑材料弹塑性取塑性系数酌，EI=0.85B，酌=0.85。由于结构对称，在计算时只取半结构进行内力分析，假

7、定剪（a）顶层结构端部（b）1-1剖面图力-距离为线性，并与刚度成比例。图5计算简图扇设yBy顶层窗间墙的惯性矩：设Q=Q1·1=QD1设1nn13设ynBnyn0.24伊2.14设I1==0.1852m设12设yBy设222设Q=Q·=QD将以上数据代入以下公式：设2nyBn2y缮设nnn（3）设吟L设……Q=（8）设n3设C1.2HH设++设yBy设Q=Qn-1·n-1=QDn-1EAA酌GK酌B设n-1nnn-1ccmn设ynBnyn墒化简后，计算得：其中：吟LQ=Bn3D=iiC1.2HHB++nEAA酌G12酌EmI1ccm节点的实际位移由约束位移与自