關於混合結構房屋牆體產生裂縫的分析

【摘 要】混合結構房屋牆體常產生一些性質不同的裂縫 ，輕者會影響建築物的外形美觀和使用功能 ，損害結構整體性 ，降低建築物壽命 ；重者會使建築物失去使用價值 ，甚至還會導致建築整體倒塌的重大質量事故 。因此 ，牆體裂縫應引起工程人員的注意，從設計和施工上采取相應措施減少或避免裂縫的產生 。 

     近年來 ，高層建築離人們的生活越來越近 ，但高層建築造價高 、運行費用高 。多層混合結構房屋仍以其造價低 、使用方便等優點 ，廣泛地服務於多彩網的生產 、生活 。砌體結構建築雖然已廣泛應用 ，但其材料脆性大 ，抗剪強度差 ，在地基沉降 、溫度應力以及其它多種荷載的作用下 ，牆體容易出現裂縫 。若建築物出現裂縫 ，輕者影響其美觀和使用 ；重者造成建築物的傾覆 ，給國家和人民生命財產造成嚴重損失 ，因此必須引起高度重視 。 
一、地基不均勻變形引起的牆體裂縫 
1.1 地基不均勻沉降引起的牆體裂縫形態 
由於地基不均勻變形使得上部結構產生附加應力從而引起牆體開裂 。地基產生不均勻沉降的主要原因有：（1）土的高壓縮性 、黃土的濕陷性 、膨脹土及軟硬不均等 ；（2）荷載分布不均勻或建築物體型複雜等 。當地基的變形超過了建築物承受能力時 ，導致建築物開裂損壞 。 
混合結構房屋對地基不均勻變形是很敏感的 。沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體會產生相對位移 ，從而使砌體中產生附加的拉應力或剪應力 ，當這種附加應力超過砌體的強度時 ，砌體中便產生相對裂縫 。出現的裂縫一般都是斜向的 ，且多發生在門窗洞口上下處 。 
1.2 預防措施 
1）建築物的體型力求簡單與合理設置沉降縫 
建築物的體型是指其平麵形狀和立麵高差 。特別是在軟弱地基上 ，複雜體型建築物的整體剛度常常會被削弱，局部產生應力疊加而導致地基不均勻變形 。當建築物體型比較複雜時 ，應根據其平麵形狀和高度差異情況 ，依據《建築地基基礎設計規範（GB50007-2002）》 ，在適當部位設置沉降縫 ，將建築物劃分成若幹個長高比小 、體型簡單 、整體剛度好 、結構類型相同 、自成沉降體係的獨立單元 。 
2）加強上部結構的剛度與增強牆體的抗拉（剪）能力房屋上部結構剛度增強時 ，可在一定程度上減少由於地基的不均勻下沉而導致的裂縫及裂縫的寬度 。故宜在基礎頂麵附近 、門窗頂部 、樓（屋）麵處設置圈梁，且每道圈梁應貫通外牆 、承重內縱牆及主要橫牆 ，並在平麵內形成閉合的網狀係統 ，以增強建築物的整體性 。施工中嚴格執行《砌體工程施工質量驗收規範（GB 50203-2002）》 ，如在轉角及縱橫牆連接處設置拉結鋼筋 ，磚提前1～2d澆水濕潤 ，使用和易性好的混合砂漿砌築 ，從而提高灰縫的砂漿飽滿度以及磚之間的粘結力等 ，達到提高牆體抗拉（剪）能力的目的 。 
1.3 豎向裂縫 
（1）當房屋出現正八字縫和倒八字縫時 ，若房屋的日I度較弱 ，隨著沉降的加劇 ，會在八字縫的中間出現一些豎向裂縫 ，一般是由砌體內的主拉應力大於砌體的抗拉強度引起的 。 
（2）房屋大窗台下的豎向裂縫 ，是因為窗間牆下基礎的沉降量大於窗台下基礎的沉降量 ，使窗台牆產生反向彎曲變形而開裂 。地基不均勻沉降引起的裂縫分布與牆體的高寬比有密切關係 ，因橫牆的有效寬度大於縱牆 ，所以大部分裂縫發生在縱牆上 ；地基不均勻沉降引起的裂縫分布與地基沉降分布曲線密切相關 ：當沉降分布曲線為凹形時 ，裂縫較多地發生在房屋上部 ，裂縫寬度上大下小 。另外地基不均勻沉降引起的裂縫分布與牆體的受力特點密切相關 ；在門窗洞口處 、平麵轉折處 、層高變化處 ，由於應力集中 ，往往容易出現裂縫 。 
1.4 預防措施 
為了防止地基不均勻沉降引起的牆體開裂 ，首先應處理好不均勻地基 ，且應將地基處 
理和建築物結構的設計處理結合起來考慮 。在建築物結構的設計處理方法上有 ：改變建築物體型 、簡化建築平麵 、合理設置沉降縫 、加強房屋的整體剛度 、限翩建築平麵的長寬比 、采用輕型結構等 。 
二 、溫度變化引起的牆體裂縫 
建築材料均有熱脹冷縮性質 ，它們的線膨脹係數是不相同的 ，有的差異很大 。因而 ，混合結構房屋的磚砌體和與之相連的混凝土梁 、板等 ，會由於溫度高低差異的影響而出現不均勻的伸縮 ，導致牆體出現裂縫 。 
2.1溫度變化引起的牆體裂縫形態 
磚牆的線膨脹係數僅是混凝土的1/2（混凝土的線膨脹係數為10X10-6/℃ ，磚牆的線膨脹係數為5×10-6/℃） ；夏季屋麵和牆體所接受的太陽輻射不同 ，溫度差異較大 ，結果是磚牆因溫度升高而產生的伸長值小於屋麵梁板的伸長值 ，導致屋麵頂板對牆體產生了水平推力 ，致使牆體開裂 。典型的裂縫有 ：不開洞的縱牆上出現正“八”字型斜裂縫 ，對於開洞口的縱牆 ，常在洞口底麵出現水平裂縫 。 
2.2預防措施 
1）改變屋麵梁板與牆體之間的變形約束條件 
對於處於高溫狀態的屋麵板來說，磚牆因溫度升高產生的伸長值小於屋麵梁板的伸長值 ，此時 ，牆體就成了屋麵梁板伸長的連續約束體 。因而在頂層牆體與屋麵板之間設置柔性隔離層（如鋪設一層油氈等） ，給屋麵梁板創造一個較為自由的變形條件 ，可防止或減少牆體開裂 。 
2）設置有效的架空隔熱層 
屋麵溫度與頂層室內溫度越接近（溫差越/b） ，溫差應力就越小 。設置有效的隔熱層 ，並保證隔熱層的施工質量，以最大限度地起到隔熱作用 ，可大大減少屋麵頂板與牆體的溫度差 。同時屋麵板表麵的保溫 、防水材料等宜用淺色材料 ，以減少吸收輻射熱 。 
三 、集中荷載作用引起的牆體裂縫及其預防 
3.1產生原因及形態 
在混合結構房屋中 ，常為獲得較大的跨度空間而設置兩端支承於牆體（包括窗間牆）簡支梁 ，在支承處砌體呈現出局部受壓狀態 ，當集中荷載產生的局部壓應力超過砌體的抗壓強度 
時 ，牆體出現的豎直方向裂縫 。 
3.2預防措施 
1）提高局部受壓區的抗壓強度 
在集中荷載作用下的牆體設置壁柱 ，可以增加砌體中未直接承受壓力的部分對局部受壓區的橫向變形約束（套箍強化）作用  ，從而提高局部受壓區的抗壓強度 。 
2）增大局部受壓麵積 
在梁下設置預製剛性墊塊或與梁端現澆成整體的墊塊 ，以增大局部受壓麵積 。當荷載較大時 ，應沿牆體橫向配筋或設置連續鋼筋混凝土梁（如圈梁） 。 
3）精心施工 ，保證質量 
因為砌體的抗壓強度主要取決於塊體（磚）的強度 ，而砌體抗拉、抗彎和抗剪強度主要取決於灰縫強度 ，即取決於灰縫中砂漿和塊體間的粘結力 。因此 ，塊體（磚）和砂漿強度必須滿足設計要求 ，同時嚴格按《砌體工程施工質量驗收規範》要求施工 ，保證質量 。 
四 、結論 
在工程實踐中 ，多層混合結構房屋牆體產生的裂縫 ，往往不僅是單純的一兩種原因引起的 ，有時既有地基沉降原因 ，也有強度原因 ，甚至還有施工質量等方麵的綜合因素 。隻要多彩網在工程實踐中多注意收集裂縫產生和發展過程中的有關資料 ，找出其內在規律 ，相信一定會準確地找出裂縫產生的真正原因 ，為以後處理和預防多層房屋的裂縫積累經驗提供依據。