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[分享]关于砌体结构裂缝分析

发表于2017-9-22  3条回复  474次阅读    筑龙币+100  搜索相似帖  复制链接  只看楼主

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1.裂缝的性质
        
引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。根据工程实践和统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。而最为常见的裂缝:一是温度裂缝; 二是干燥收缩裂缝,简称干缩裂缝; 三由温度和干缩共同产生的裂缝; 四地基不均匀沉降裂缝。

2.温度裂缝
        
温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝,以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。导致平屋顶温度裂缝的原因,是顶板的温度比其下的墙体高得多,而砼顶板的线胀系数(a=1 ×10-5/℃)又比砖砌体(a=0.5×10-5/℃)大一倍左右,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。

3.干缩裂缝
        
烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。因这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。
        
对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。如砼砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%左右。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝;空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙体裂缝,这种情况一般外叶墙裂缝较内叶墙严重。

4. 温度、干缩裂缝
        
对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤 灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。

5. 地基不均匀沉降引起墙体裂缝分析
        
房屋的全部荷载最终通过基础传给地基,而地基在荷载作用下,其应力是随深度而扩散,深度大,扩散愈大,应力愈小;在同一深处,也总是中间最大,向两端逐渐减小。也正是由于土壤这种应力的扩散作用,即使地基地层非常均匀,房屋地基应力分布仍然是不均匀的,从而使房屋地基产生不均匀沉降,即房屋中部沉降多,两端沉降少,形成微向下凹的盆状曲面的沉降分布。
        
如果房屋设计的长高比较大,整体刚度差,而对地基又末进行加固处理,那么墙体就可能出现严重的裂缝。裂缝对称的发生在纵墙的两端,向沉降较大的方向倾斜,沿着门窗洞口约成45。呈正八字形,且房屋的上部裂缝小,下部裂缝大。这种裂缝,必然是地基附加应力作用使地基产生不均匀沉降而形成的。
        
当房屋地基土层分布不均匀,土质差别较大时,则往往在不同土层的交接处或同一土层厚薄不一处出现较明显的不均匀沉降,造成墙体开裂,其裂缝上大下小,向土质较软或土层较厚的方向倾斜。
        
在房屋高差较大或荷载差异较大的情况下,当未留设沉降缝时,也容易在高低和较重的交接部位产生较大的不均匀沉降裂缝。此时,裂缝位于层数低的荷载轻的部分,并向上朝着层数高的荷载重的部分倾斜。
        
此外,新建房屋的基础若位于原有房屋基础下,则要求新、旧基础底面的高差H与净距L的比值应小于0.5~1。否则,由于新建房屋的荷载作用使地基沉降而引起原有房屋、墙体裂缝。同理,在施工相邻的高层和低层房屋时,亦应本着先高、重,后低、轻的原则组织施工;否则,若先施工了低层房屋后再施工高层房屋,则也会造成低层房屋墙体的开裂。

6. 悬挑结构坍塌分析
        
悬挑结构坍塌实例较多,一是整体倾覆坍塌;二是沿悬臂梁、板根部断塌。其主要原因有:

6.1.稳定力矩小于倾覆力矩
        
悬挑结构是靠压重或外加拉力来保持稳定,要求抗倾覆的安全因素不小于1.5,若稳定力矩小于倾覆力矩时,必然失稳,倾覆坍塌。如雨蓬、挑梁,当梁上压重(砌砖的高度)不能满足稳定要求时,就拆除支撑、模板,即会产生坍塌事故。

6.2.模板支撑方案不当
        
悬挑结构根部受力最大,当混凝土浇筑后,尚未达到足够强度时,模板支撑产生沉降,根部混凝土随即开裂,拆模后将从根部产生断裂坍塌;若悬挑结构为变截面时,施工时将模板做成等截面外形,而造成根部断面减小,拆模后也会造成断塌事故。

6.3.钢筋错位、变形
       
 悬挑结构根部负弯矩最大,主筋应配在梁板的上部。若施工时将钢筋放在下部,或被踩踏向下变形过大,或锚固长度不够等原因,拆模后,均会导致根部断塌。

6.4.施工超载
       
悬挑结构的固端弯矩与作用荷载成正比,如施工荷载超过设计荷载,当模板下沉时就在根部出现裂缝;尤其是当由根部向外浇筑混凝土时,随着荷载增加;模板变形,也极容易在根部产生裂缝,导致拆模后断裂。

6.5.拆模过早
        
不少悬挑结构断塌事故都是由于拆模过早,混凝土未达到足够强度所造成。所以,规范规定,跨度小于2m的悬臂梁及板,混凝土拆模强度应大于等于70%;跨度大于2m的悬臂梁及板,混凝土的拆模强度为100%。
        
另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对砼砌块、灰砂砖等新型墙体材料,没有针对材料的特殊性,采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施,仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,必然造成墙体出现较严重的裂缝。

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  •    倾风0985  奖励于 2017-09-25 09:16:28 良     这个话题也不错,研究研究,感谢楼主分享

 当前离线   发表于2017-9-22  | 只看该作者      

2

关于砌体结构裂缝分析,值得参考~

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  •    倾风0985  奖励于 2017-09-25 09:17:46 良     

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 当前离线   发表于2017-9-22  | 只看该作者      筑龙币+10

3

很不错的资料,感谢分享

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  •    倾风0985  奖励于 2017-09-25 09:17:50 良     

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 当前离线   发表于2017-10-13  | 只看该作者      筑龙币+10

4

很不错的资料,感谢分享

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