砌体混合结构（精选九篇）
砌体混合结构 篇1
关键词：多层砌体结构,裂缝,房屋
在多层砌体混合结构房屋中, 砌体出现裂缝是常见的质量通病, 引起裂缝的原因有地基不均匀沉降、温度应力、地震力、膨胀力、冻胀力、设计和构造处理不当和施工质量等等, 现就地基不均匀沉降和温度应力等引起的砌体裂缝特征分析如下:
1 地基不均匀沉降引起的裂缝
1.1 当地基发生不均匀沉降后, 沉降大的
部分砌体与沉降小的部分砌体会产生相对位移, 从而使砌体中产生附加的拉力或剪力, 当这种附加内力超过砌体的强度时, 砌体中便产生相对裂缝。这中裂缝一般都是斜向的, 且多发生在门窗洞口上下。这种裂缝的特点是:
1.1.1 裂缝一般呈倾斜状, 说明系因砌体内主拉应力过大而使墙体开裂;
1.1.2 裂缝较多出现在纵墙上, 较少出现在横墙上, 说明纵墙的抗弯刚度相对较小;
1.1.3 在房屋空间刚度被削弱的部位, 裂缝比较集中。
1.2 为防止地基不均匀沉降在墙体上产生的各种裂缝而采取的措施有:
1.2.1 合理设置沉降缝将房屋划分成若干
个刚度较好的单元, 或将沉降不同的部分隔开一定距离, 其间可设置能自由沉降的悬挑结构。
1.2.2 合理地布置承重墙体, 应尽量将纵
墙拉通, 尽量做到不转折或少转折。避免在中间或某些部位断开, 使它能起到调整不均匀沉降的作用, 同时每隔一定距离设置一道横墙, 与内外纵墙连接, 以加强房屋的空间刚度, 进一步调整沿纵向的不均匀沉降。
1.2.3 加强上部结构的刚度和整体性, 提
高墙体的稳定性和整体刚度, 减少建筑物端部的门、窗洞口, 设置钢筋混凝土圈梁, 尤其是要加强地圈梁的刚度。
1.2.4 加强对地基的检测, 发现有不良地基应及时妥善处理, 然后才能进行基础施工。
1.2.5 房屋体形应力求简单, 横墙间距不宜过大。
1.2.6 合理安排施工顺序, 宜先建较重单元, 后建较轻单元。
2 收缩和温度变化引起的裂缝
2.1 热胀冷缩是绝大多数物体的基本物理
性能, 砌体也不例外。由于屋盖系统温度变化出会使砖墙产生裂缝, 由于温度变化不均匀使砌体因不均匀收缩产生裂缝, 或由于钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同也会产生裂缝。
2.1.1 屋盖系统温度变化时使墙体产生的裂缝:
这类裂缝较典型和普遍的是建筑物 (特别是纵向较长的) 顶层两端内外纵墙上的斜裂缝, 其形态呈“八”字或“X”型, 且显对称性, 但有时仅一端有轻微者仅在两端1~2个开间内出现, 严重者会发展重房屋两端1/3纵长范围内, 并由顶层向下几层发展。此类裂缝对那种刚性屋面的平屋顶, 未设变形缝、隔热层的房屋就更易发生。产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过其材料抗拉强度的结果。一般来说, 在阳光照射下, 屋面板温度可高达60~70℃, 而其下的砌体仅为30~35℃, 温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身的抵抗力的50%~300%不等。又加上房屋两端为自由端, 水平约束力小, 上部砌体垂直压力较小, 如无相应措施, 则上述裂缝在所难免。当屋面向两端热胀时, 会使下部砌体出现正“八”字裂缝, 当冷缩时, 就会出现倒“八”字缝, 一胀一缩则易出现“X”型缝。
2.1.2 由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩产生的裂缝:
由于房屋过长, 室内外温差过大, 因钢筋混凝土楼盖和墙体温度变形的差异, 有可能使外纵墙在门窗洞口附近或楼梯间等薄弱部位发生向竖向贯通墙体全高的裂缝, 这种裂缝有时会使楼盖的相应部位发生断裂, 形成内外贯通的周圈裂缝。另外, 当房屋空间高大时, 墙体因受弯在截面薄弱处 (如窗间墙) 会出现水平裂缝。
2.1.3 由于钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同产生的裂缝:
当材料随时间发生收缩变形和界温度发生变化时, 由于钢筋混凝土和墙砌体材料收缩系数和线膨胀系数的不同, 会在房屋的墙体及楼盖结构中引起因约束变形而产生的附加应力, 当这种附加应力过大时会在墙体上产生局部竖向裂缝。
2.2 防止收缩和温度变化引起裂缝的主要措施有:
2.2.1 在墙体中设置伸缩缝。将过长的房
屋伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。
2.2.2 隔缝的间距不宜大于6m, 并与女儿
墙隔开, 其缝宽不小于30mm。屋面施工宜避开高温季节。
2.2.3 楼 (屋) 面板下设置现浇钢筋混凝土
圈梁, 并沿内外墙拉通, 房屋两端圈梁下的墙体宜适当设置水平钢筋。
2.2.4 遇有较长的现浇屋面混凝土挑檐、
圈梁时, 可分段施工, 预留伸缩缝, 以避免砼伸缩对墙体的不良影响。
3 设计上对房屋的设计和构造处理不当而引起的裂缝
3.1 有一些砌体结构的房屋的设计是套用
图纸, 时未经校核;有时了别的图纸, 但荷载增加了或截面减少了而未作;有的虽然作了计算, 但因少算或漏算荷载, 使实际设计的砌体承载力不足;有的虽然进行了墙体总的承载力计算, 但忽视了墙体高厚比和局部承压的计算。如果砌体的承载力不足, 则在荷载作用下将出现各种裂缝, 以致出现压碎、断裂、倒塌等现象, 这类裂缝的出现, 很可能导致结构的失效。
3.2 预防措施
3.2.1 细心认真地设计。对拟建砌体结构
的房屋, 要做到力学模型准确, 传力清楚;荷载统计无误;大梁下砌体要设垫块并进行验算;加强对圈梁的布置和构造柱的设置, 以提高砌体结构的整体安全性。
3.2.2 裂缝一旦出现, 要注意观测裂缝的
宽度及长度的情况, 并及时采取相应的有效措施, 如灌缝, 封闭等, 必要时要进行结构加固。
4 施工质量不合格、使用材料不合格而引起的裂缝
4.1 当施工质量出现, 砂浆稠度过大, 吸水
后干缩、砂浆不饱满或砂浆稠度不够时, 会在平拱砖过梁处产生沿砖缝斜向的裂缝。
砖的质量不合格, 砂浆强度不够, 这些都会造成整个砌体的强度不够, 而造成砂浆强度偏低的原因是使用了不合格的水泥, 施工配合比不准确, 施工时不润湿砖等。当砌体质量较差, 砌体灰缝饱满度不当时也会到砌体的强度。而这些都可能在砌体结构中产生裂缝。
4.2 预防措施
提高施工质量, 保证结构所使用的材料, 严格按照施工工艺进行施工。
结束语
影响建筑物出现裂缝的原因很多而且复杂, 以上所述的仅是一些常见情况, 由于砌体的抗拉, 抗剪强度较小, 在很大的程度上只能预防。一旦出现裂缝则要注意观察, 必要时采取灌浆或加固措施以阻止裂缝的开展并加强结构的薄弱环节, 提高其抗拉强度等技术措施。
砌体结构裂缝控制措施初探 篇2
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、材料不合格等。有统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。最为常见的裂缝有两大类，一是温度裂缝。二是干燥收缩裂缝，以及由温度和干缩共同产生的裂缝。
1．1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。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又比砖体大得多，故顶板和墙体间的变形差，在墙体中产生很大的拉力。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之后才逐渐稳定，不再继续发展，裂缝的宽度随温度变化而略有变化。
1．2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，且变形完成较快。一类砌体在潮湿情况会产生较大的湿胀，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℃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，以后逐渐变慢，几年后材料才能停止干缩。但干缩后的材料受潮后仍会发生膨胀，脱水后材料会再次发生干缩变形，但其缩率有所减小。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。另外不同材料和枸件的差异变形也会导致墙体开裂。
1．3温度干缩及其它裂缝
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结合，或因具体条件不同呈现不同裂缝现象，而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。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。
2.砌体裂缝的控制
2．1裂缝的危害和防裂的迫切性
砌体属于干脆性材料，裂缝的存在降低了墙体的质量，如整体性耐久性和抗震性能，同时墙体的裂缝给居信者在感觉上和心理上造成不良影响。特别是随着我国房改、住房商品化进展，人们对居住环境和建筑质量要求不断提高，对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。因此，加强砌体结构，特别是新材料砌体结构的抗裂措施，巳成为工程量、国家行政主管部门、以及房屋开发商共同关注的课题。
2．2裂缝宽度的标准问题
建筑物的裂缝是不可避免的。此时提到的墙体裂缝宽度的标准是一个宏观标准。既肉眼明显可见的裂缝，砌体结构尚无这种标准。但对钢筋砼结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。根据德国资料当裂缝宽度≤0.2MM时,对外部构件(墙体)的耐久性是不危险的。
3.现有控制裂缝的措施
我国砌体结构裂缝仍然较严重,纠其原因有以下几种。
3.1设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施
长期以来,人们对砌体结构的各种裂缝习以为常,设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要计算后,针对构造措施绝大部分引进国家标准或标准图集,很少单独提出有关防裂要求措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结.
3.2我国《砌体规范》抗裂措施的局限性
《砌体规范》GBJ3-88的抗裂措施主要有两条,一是第5.3.1条:对钢砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,可采取设置保温层或隔热层:采用有檩屋盖或瓦材屋盖;硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。未考虑不同地区气候、温度湿度的差异和相同措施适应性。二是第5.3.2条：防止房屋在正常使用条件下，由温差和墙体干缩引起墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。从规范的温度伸缩缝的最大间距可见，它主要取决于屋盖或楼盖的类别和有无保温层，而与砌体种类、材料和收缩性能无直接关系。
由此可见，《砌体规范》的抗裂措施，如温度区段限值，主要是针对干缩小、块体小的粘土砌体结构的，而对于缩大、块体尺寸比粘土大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋，基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2~0.4MM/M,无筋砌体的温度区段不能越过10M；对配筋砌体也不能大于30M。
关于在砌体配置抗裂钢筋的数量（含钢率）和效果，是普遍比较关注的问题。因为它涉及到用钢量和造价的增幅问题。
4.防止墙体开裂的具体构造措施建议
4.1防止混凝土屋盖的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
4.1.1屋盖上设置保温层或隔热层。
4.1.2在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30M。
4.1.3当采用现浇混凝土挑檐的长度大于是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。
4.1.4建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体规范》GBJ3-88第5.3.2条规定外,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。
4.2防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一
4.2.1设置控制缝的位置
（1）在总后高度突然变化处设置竖向控制缝。
（2）在墻的厚度突然变化处设置竖向控制缝。
（3）在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝。
（4）在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝。
（5）竖向竖向控制缝，对于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。
（6）控制缝在楼、屋盖处可不贯通，但在该部位作成假缝，以控制可预料的裂缝。
（7）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。
4.2.2控制缝的间距
（1）对有规则洞口外墙不大于6MM。
（2）对无洞墙体不大于8M及墙高的3倍。
（3）在转角部位，控制缝至墙转角距离不大于4.5M。
4.3也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防度、基础结构布置式、建筑平面、外形等，综合采用上述抗裂措施
砌体混合结构 篇3
1 有限元模型
1.1 分析对象介绍
参考文献[2][3]，采用一个18层钢筋混凝土框架—配筋砌块砌体混合结构的例子，结构标准层如图1所示，底层层高4.5 m，其他层层高3.5 m，总高度为64 m，设计地震烈度为8度，地震分组为第一组，Ⅱ类场地。各层均布恒载为8.0 k N/m2，均布活载为2.0 k N/m2。构件强度等级及截面尺寸见表1。混凝土砌块基本尺寸为390×190×190，空心率为46%,100%灌芯。
1.2 分析模型在ANSYS中的实现
利用ANSYS，建立结构的有限元模型。其中，梁、柱采用Beam188单元，配筋砌块砌体及混凝土楼板采用Shell181单元。具体材料参数见表2。
约束结构底面各节点的三个方向的自由度来模拟基础对结构的约束。高度方向网格划分尺寸为0.5 m，水平方向划分尺寸为1.0 m。结构有限元模型见图2。
2 结构模态分析
固有频率和模态振型是结构的重要动力特性，本文计算得出了框架—配筋砌块砌体混合结构的前6阶固有频率以及对应的振型。同样的，也计算了同样结构尺寸的框架结构的前6阶固有频率以及对应的振型，以参照对比。固有频率见表3，前6阶振型见图3，图4。
从振型图和频率对比表中可以看出，同等条件下，框架结构的固有频率比框架—配筋砌块砌体混合结构的固有频率要小，由于框架—配筋砌块砌体混合结构配筋砌块砌体墙沿结构横向布置，使得结构横向的刚度比较大。
3 地震作用下的结构响应
根据抗震规范[4]的规定，采用的地震水平地震影响系数最大值αmax=0.16，特征周期Tg=0.35，结构阻尼取为0.05。
采用振型分解反应谱法来考虑地震作用。首先进行谱分析，取前18阶振型和频率，然后对每阶振型进行Z向(结构横向)的单点加速度反应谱分析，最后采用SRSS方法进行振型组合，得到结构在地震作用下的反应。并将相同尺寸、相同边界条件及相同荷载条件的框架—配筋砌块砌体混合结构与框架结构作了对比，计算结果见图5～图8。分析结果表明，框架结构楼层间柱上剪力为直线，而混合结构楼层间柱上剪力分布不均匀，楼层处较大，楼层间相对较小，可见楼层间水平力在框架与配筋砌块砌体间的分配是不均匀的，柱端剪力较大，因此需加强带配筋砌块砌体的框架柱端的抗剪构造。另外从第一主应力的数值上来看，框架—配筋砌块砌体混合结构的最大主应力为0.135 MPa，而框架结构为9.3 MPa，从剪力的数值上也可以看出框架结构的剪力要大于混合结构的剪力。这主要是因为配筋砌块砌体墙增加了混合结构的刚度，使其在同等条件下，承载力明显有所提高。
分析图9可知，框架结构呈剪切变形，水平位移上大下小;而混合结构中配筋砌块砌体墙和框架柱变形协调，下部结构以弯曲变形为主，随着楼层的增加，逐渐由弯曲变形为主转变为剪切变形为主，使得最大水平位移较框架结构减少了45%。
4 结语
1)文中运用ANSYS有限元分析软件建立了框架—砌块砌体混合结构和框架结构的三维有限元模型，并对模型进行了模态分析，通过比较前6阶固有频率和振型，得出混合结构的固有频率大于框架结构的固有频率，说明配筋砌块砌体墙的存在可以明显增加结构的刚度。2)通过分析在地震作用下的结构响应，可以看出混合结构的水平位移明显小于框架结构的水平位移，且承载力也有明显的提高，说明混合结构中框架与配筋砌块砌体墙能够协同工作，构造了双重抗侧力体系，有利于结构受力。
摘要：以一幢18层框架—配筋砌块砌体混合结构为算例,运用有限元软件ANSYS对其进行了结构模态分析以及地震作用下的结构响应分析,并与相同结构尺寸、同等约束条件及荷载条件下的框架结构进行了对比分析,得出同等条件下,框架—配筋砌块砌体混合结构在地震作用下的承载力有很大提高,且最大位移比框架结构也减小了45%,研究成果对今后同类工程有一定的参考价值。
关键词：框架,配筋砌块砌体,ANSYS,模态分析
参考文献
[1]凤来,张厚,唐岱新.论我国墙用混凝土砌块产业发展的教训和砌块整浇墙技术[J].建筑砌块与砌块建筑,2010(6):4-8.
[2]缪志伟.框架—剪力墙结构的静力弹塑性分析研究[J].工程抗震与加固改造,2008,30(6):42-54.
[3]于彩峰,付忠林,王凤来.哈尔滨地区17层住宅结构方案对比与造价分析[A].2010年全国砌体结构基本理论与工程应用学术交流会.新型砌体结构体系与墙体材料——工程应用[C].北京:中国建材工业出版社,2010:120-123.
[4]GB 50011-2010,建筑抗震设计规范[S].
砌体结构设计技术措施 篇4
关键词：砌体结构 设计 技术要点
砌体结构房屋由于采用的建筑材料为脆性材料，因此其抗震性能较差，遭遇强烈地震时容易毁坏，这在我国最近的几次大地震中已经得到了应证。虽然砌体结构房屋已经逐渐的退出了城市建筑，但是由于砌体结构具有成本低、可就地取材、施工简单等特点，仍然广泛应用于我国偏远的中小城镇、农村房屋建设中。因此，如何提高砌体结构的延性，增强其抗震性能，是我们广大设计人员应该思考的问题。以下笔者便从砌体结构的自身特点出发，提出了一系列的设计措施，以提高砌体结构房屋的抗震性能。
1砌体结构的特点
砌体结构房屋通常是采用粘土砖、多孔砖、混凝土空心砖等同材料砌筑而成，且依靠这些砌体承重。砌体结构房屋的高度一般不大，层数较少、层高较低、门窗较小，房屋内部设置较多的横墙，立面造型比较简单，结构形式比较单一。砌体结构主要是采用的建筑材料基本上都是脆性材料，其抗剪、抗拉、抗弯强度较低，因此结构构件的延性较差，抗震性能较差，即使采用了圈梁、构造柱等加固措施，也很难抵抗强烈的地震。
2设计措施
2.1严格控制建筑物的高度及层数
根据近年来我国的几次大地震灾害调查表明，在相同的地方、相同的地基、相同的地震影响下，房屋的高度越高、层数越多，受到的破坏程度也就越大，因此，控制砌体结构房屋的层数及高度可以减少地震灾害造成的损失。因此，我们尽量的将砌体房屋建的矮一点，屋顶尽量的轻一点，以降低房屋的重心，增强房屋结构的稳定性。砌体房屋的高度及层数应该符合下表的要求，而对于人口比较集中的房屋（比如学校、医院等），其高度应该要比下表规定的降低3.0m，层数也应该减少一层。而在实际设计中很多设计人员都是取下表规定的上限值，而忽视其他的限制条件。
根据我国近年来发生的汶川大地震、玉树大地震灾害的实际毁坏情况及其他发达国家的建筑情况，本人认为对多层砌体房屋的层数及高度还应该比规范要求的要更严格，对于人员密集的房屋（学校、医院等）应该不允许采用多层砌体结构。
2.2严格控制房屋层高及横墙间距
多层砌体结构房屋的层高不得大于3.6m，在相同条件下，降低层高可以增强房屋结构的整体性及空间刚度，可提高房屋的抗震性能。
房屋是由纵向、横向承重构件以及楼板、屋顶等组合而成的空间结构，房屋结构的空间刚度及整体稳定性决定了它的抗震性能。通常，房屋结构的纵向尺寸要比横向尺寸大，如果横墙的间距设置过大，那么该方向的的刚度就会更小，当遭遇地震时，就更容易受到破坏。为了确保结构物具有足够大的抗侧能力，横墙有着十分重要的作用，所以，砌体结构房屋尽量避免设置大开间。
2.3选择合适的材料
砌块强度的高低决定着承重墙的承载力，砂浆的强度、粘结力则对墙体的整体性有很大的影响。多次地震灾害表明，采用强度高的砌体材料，适当的提高砂浆的强度，可以提高房屋的抗震性能。在这方面规范已经对砌体块及砂浆的最低强度做出限制，以提高房屋结构的耐久性。另外，当房屋的设计使用寿命大于50年或者其安全等级为一级时，墙、柱采用的材料的强度等级还应该增大一级。对于地面以下结构或者常年潮湿的墙体，规范也对其材料的最低强度进行了要求。在地震烈度大于7度的地区，不宜采用混凝土空心砖作为承重构件。
2.4采用合理的结构体系
多层砌体房屋应该优先考虑采用横墙承重或者纵横墙共同承重的结构体系。纵横墙的应该均匀对称布置，平面内应该对其，竖直方向应该上下连续；在同一条轴线上的窗间墙应该均匀布置。按照规范要求设置防震缝、伸缩缝、沉降缝。也就是不管是在平面上还是立面上，都应该尽量使得结构的几何形状、质量、刚度、延性等分布均匀、对称、规整，尽量避免产生突变。现浇楼板、屋顶不但可以很好的传递水平力，同时对墙体也增强了约束作用，因此现浇钢筋混凝土楼、屋盖能够较好传递水平力，同时也加强了楼板对墙体的约束，因此，采用钢筋混凝土现浇楼板及屋顶可以增强结构的空间刚度及整体性。
2.5合理布局
建筑的平面布局应该遵循简单、规则、对称的原则，保证建筑结构具有良好的整体性。房屋的立面及竖向剖面应该规整，侧向刚度变化应该均匀，而且是由下到上逐渐的减小。房屋结构的平面布局应该防止出现扭转不规则、凹凸变化大、楼板局部不连续等情况。竖向的布局则应该防止出现刚度变化不均匀、竖直方向的抗侧力构件不连续、楼层的承载力产生突变等情况。另外，控制墙段的开洞率，有利于提高建筑的整体刚度。还有，房屋不要设计的太薄。
2.6合理选址、恰当的地基处理及基础选型
若将房屋建设在地质条件差、地基不稳定、承载力不足、存在软弱下卧层，那么整个房屋的稳定性则没有保障，严重影响到建筑物的结构安全。因此，房屋建设，选址尤为重要，不仅是保障房屋稳定性的基础，对整个房屋建设成本有着很大的影响。
房屋建设选址首先就应该考虑地基的稳定性，应该避开当地震发生时有可能发生地基失效的松软地基，应该选择质地均匀坚硬的地址。房屋建设时应该选择完整基岩或者干燥密实的土层作为地基持力层。不得将房屋建设在人工填土层、松散的沙砾层、古河道、淤泥层及活动的断层地段。另外也不可以将房屋建设在高岗、陡峭的山脚以及有可能发生泥石流、滑坡的地段。对地基下面的软弱层必须采取处理措施，避免地基产生不均匀沉降。
基础是整个建筑工程结构安全的保障与前提条件，只有将房屋建设在一个稳定可靠的基础之上，其安全性才会有保障。在进行房屋基础设计时，应该选用合理的基础形式以及采用恰当的基础处理方法。如果基础不具备一定的刚度，那么就不能对地基不均匀沉降造成的危害进行调整，也就会继续、加大结构的开裂；基础的面积过小，则不利于控制沉降量。房屋建筑的基础承载力必须要满足要求，当天然土层的承载力过小时，应该采取恰当的措施进行处理，直到满足要求为止。
应该根据房屋建筑的上部结构形式、及布局、荷载的大小等条件，选择合理的基础形式，以便与上部结构相协调，共同发挥作用。
2.7加强构造措施
加强砌体结构房屋的构造措施也是提高房屋的抗震性能的需要。可以通过合理的设置圈梁、构造柱，加强板与板之间、板与墙之间、墙体与周边构件之间的拉结钢筋，以增强结构的强度及延性。构造柱与圈梁以及房屋结构构件应该要连接成整体，连接点的强度与韧性也应该予以加强。在合适的部位设置构造柱，可以提高房屋结构的整体性；而设置钢筋混凝土圈梁则可以限制散落问题，提高结构的空间刚度与整体稳定性，增强房屋结构的抗震性能。
墙体交接位置应该采用咬合砌筑，尽可能减少门窗的数量，尽量少开洞。应该保证预制板在墙上或者梁上有足够的支撑长度，并且要求相互连接。在墙体砌筑时，可以适量的预埋一些钢筋，用以增强墙的整体性。经验表明，在墙的竖直方向每隔一定距离设置钢筋混凝土拉结带可以显著的提高墙体的整体性。
在进行构造措施设计时应该注意以下几点：①在配筋设计时，应该要注意构件的配筋率的上、下限值。特别是在抗震设计时，既要确保构件具备足够的延性，以提高建筑结构的抗震性能，又必须满足构件最小配筋率的要求。②严格按照规范要求,保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度,材料选用也必须满足强度要求。③必须采取有效的通风散热措施，避免墙体因为屋面的温度应力而开裂。④按照抗震设计要求设置的构造柱，在整个建筑高度范围内应该上下连通，上至女儿墙的压顶，下面应该深入基础圈梁50cm，或者深入地面以下50cm，且构造柱与圈梁、楼板以及墙体的拉接必须符合规范要求。
2.8防震缝的设置
最好将砌体结构房屋的平面布置设计为矩形，因为外墙拐角部位遭受破坏的程度要比其他位置严重，矩形结构比其他不规则形状的转角要少，因此，矩形结构房屋在遭受地震时，其破坏程度相对较小。如果收到条件限制，非采用不规则形状不可时，应该设置防震缝，将其划分为形状规则、简单的体型，以降低地震造成的破坏。还有，立面高差超过6米,有错层，并且楼板的高差较大的房屋也应该设置防震缝，因为在错层处、高差变化处等受地震破坏程度大。另外，当房屋各个组成部分的刚度、质量差异巨大时，由于地震作用效应不一致，从而导致扭转或者链接处变形很大而造成很大的破坏，因此，也应该设置防震缝。
3结束语
我国现在仍然处于社会主义初级阶段，经济还处于发展阶段，而且地区经济发展极不平衡，虽然，砌体结构由于抗震性能差，已经逐渐退出了城市现代建筑市场，但是，由于其具有成本低、施工简单等特点，在今后的很长一段时间内，多层砌体结构房屋仍然在我国的偏远城市、中小城镇以及广大的农村中有着很大的发展空间。因此，砌体结构房屋设计也有很大的发展空间，设计人员必须严格执行规范要求，认真负责的设计好每一座多层砌体房屋，为人们提供一个安全、舒适的住所。
参考文献：
[1]郭发俊.多层砌体房屋设计中的抗震构造措施[J].工程设计与研究,2010,(01).
[2]陈维超.砌体结构房屋抗震概念设计[J].山西建筑,2008,(23)
[3]张玮,宋琛年,韦海余.砌体结构的抗震设计浅议[J].山西建筑,2009,(14)
[4]李志强,孙晋垣.浅谈多层砌体房屋的抗震设计[J].山西建筑,2009,(05).
我国砌体结构的发展 篇5
砌体结构传统的定义是将砖、各种砌块、石材等用砂浆砌筑的结构。由于过去大量应用的是砖砌体和石砌体, 所以, 习惯上称为砖石结构[1]。随着新型砌体材料的产生和发展, 传统意义上的定义已不能准确描述现代砌体结构的概念。现代砌体结构的定义应为:将各种砌体材料用粘结材料砌筑起来的结构, 统称为砌体结构。
1 以时间为主线的发展
砌体结构在我国的历史悠久。如果以时间为主线和划分依据, 砌体结构在我国的发展过程大致可以分为以下3个阶段[1,2,3,4]:
第1阶段:至清朝末年、19世纪中叶以前, 我国的砖石建筑主要为城墙、佛塔和少数砖砌重型穹拱佛殿以及石桥和石拱桥等。我国最早的砌体建筑要追溯到新石器时代末期, 但到六朝时期才迅速发展起来, 普遍用于各种塔、建筑、拱桥、葬墓、墙体、砖梁等, 如著名的万里长城、隋代的安济桥 (赵州桥) 等。
第2阶段:19世纪中叶以后至1949年建国前, 我国广泛采用承重墙, 砌体材料主要是黏土砖。砌体结构的设计按容许应力法进行粗略估算, 但对静力分析缺乏较正确的理论依据。由于社会环境和科学技术等因素的制约, 前两个阶段砖石结构的实践和理论的发展极其缓慢。
第3阶段:1949年建国后至今, 砌体结构有了较快的发展。
(1) 在原有基础上的发展。
石砌拱桥的跨度加大, 厚度减薄, 在高度和承载力方面也有很大的发展。建筑逐渐发展为多层 (2～4层, 少数为5层) 砖砌房屋, 改进非承重的空斗墙为承重墙, 节约了农田, 扩大了砌体结构的应用范围。
(2) 获得新的发展, 包括新结构、新材料和新技术的采用。
在结构方面, 研究和建造了各种形式的砖薄壳;在材料方面, 出现了硅酸盐和泡沫硅酸盐砌块、混凝土空心砌块、各类大板、各种承重和非承重空心砖等;在新技术方面, 采用振动砖板墙及各种配筋砌体, 包括预应力空心砖楼板等。由南方向北方推进, 由少层推向中、高层, 从单一功能发展到多功能, 如承重保温装饰块等。唐山的大板房屋, 采用空心黏土砖取代实心黏土砖;南京的8层旅馆建筑, 采用空心承重结构等。
(3) 逐步建立了具有我国特色的砌体结构设计计算理论。
提出了各种强度计算公式, 如偏心受压构件连续的计算公式, 考虑风荷载下房屋空间工作的计算方法等。
2 以材料为主线的发展
砌体结构的发展过程与砌体材料的发展息息相关, 新砌体材料的出现会促进砌体结构的发展;当结构发展到一定程度时, 砌体材料又反过来制约着砌体结构的发展。同样, 新砌体结构形式的诞生, 也会促进砌体材料的不断更新和发展。二者是一种相互促进又相互制约的关系。我国砌体结构以材料为主线的发展如图1所示。
3 砌体结构的发展趋势[1,5,6,7,8]
随着新型砌体结构材料及其复合结构形式的出现, 砌体结构的设计理论方法又不断提出新的课题, 并不断促进砌体结构的发展。根据目前世界各国的砌体应用概况, 我国砌体结构正向适应科技迅猛发展和满足社会需求的现代砌体发展。其特点如下:
(1) 发展和推广应用砌体结构新材料。
为适应节能、节土、利废和环保的要求, 限制黏土砖的应用而大力发展新型砌体材料, 充分利用工业废料和地方性材料, 发展节能砌体结构。加大限制高能耗、高资源消耗、高污染低效益的产品生产的力度。大力发展蒸压灰砂废渣制品, 包括钢渣砖、粉煤灰砖、炉渣砖及空心砌块、粉煤灰加气混凝土墙板等。
(2) 发展轻质高强多功能砌块和高性能砂浆。
进一步研究轻质高强低能耗砌块, 使砌块向薄壁、大块发展;高强、大孔、薄壁和大尺寸是今后砌块的发展方向, 可以减轻自重, 节约运输费用, 减少灰缝, 节省劳力, 提高承载力;利用页岩生产多孔砖;大力发展废渣轻型墙板、蒸压纤维水泥板;改进与提高自重轻、防火、防水、施工安装方便的GRC板;大力推广复合墙板和复合砌块。目前, 国内外还没有单一的材料既能满足建筑节能保温隔热, 又满足外墙防水和强度的技术要求。
(3) 采用新技术、新结构体系。
配筋砌体、组合砌体和预应力砌体是砌体结构的发展方向。向砌块孔洞内灌混凝土, 使其成为钢筋混凝土与砌块的组合砌体, 可用于多高层房屋, 可减轻自重, 提高砌体的强度和抗震性能。
(4) 新设计方法。
更加深入地研究砌体结构的本构关系、破坏机理和受力性能, 研究砌体结构整体工作性能, 多高层计算理论和方法, 通过物理和数学模式, 建立精确而完整的砌体结构理论, 使砌体结构的计算方法和设计理论更趋于完善。
摘要：分别以时间的推移和砌体材料的发展为主线, 论述了我国砌体结构的发展情况, 分析了我国砌体结构的发展趋势。认为砌体结构与砌体材料既是相互促进的关系, 又是相互制约的关系。
关键词：砌体结构,砌体材料,砌块
参考文献
[1]东南大学, 同济大学, 郑州大学.砌体结构[M].北京:中国建筑工业出版社, 2004.
[2]丁大钧.砌体结构学[M].上海:中国建筑工业出版社, 1997.
[3]蔡勤毅.砌体结构的发展研究[J].城市档案研究, 1999, (2) :34-36.
[4]闫旭, 张丽.我国砌体结构研究进展及新材料应用[J].山西建筑, 2006, 32 (13) :66-67.
[5]高东.砌体结构的发展展望[J].吉林建材, 2004, (5) :39-41.
[6]田志勇.砖混结构房屋的抗震概念设计[J].山西建筑, 2006, 32 (13) :67-68.
[7]任金明.中国砌体结构的应用与发展[J].太原铁道科技, 2006, (1) :18-19.
浅谈砌体结构裂缝 篇6
关键词：砌体结构,裂缝,原因,措施
由砖、石或各种砌块等块体通过砂浆铺缝砌筑而成的结构称为砌体结构。由于砌体结构的材料来源广泛, 施工设备和施工工艺较简单可以不用大型机械, 能较好地连续施工, 还可以大量地节约木材、水泥和钢材, 相对造价低廉, 因而得到广泛应用。砌体中出现的裂缝不仅影响建筑物的美观, 而且还造成房屋渗漏, 甚至会影响到建筑物的结构强度、刚度、稳定性和耐久性, 也会给房屋使用者造成较大的心理压力和负担。
1 砌体结构裂缝的危害
砌体结构出现裂缝和产生变形对建筑物的危害主要表现在结构安全性和房屋使用功能两个方面, 砌体结构受力裂缝的出现预示着结构承载力可能不足, 结构变形的出现虽然对砌体抗压承载力没有直接影响, 但贯穿性裂缝的形成会降低结构的整体稳定性和抗震性能。外墙、楼板和屋面结构裂缝会影响结构防水, 造成房屋渗漏, 明显的结构裂缝或较大的变形会影响建筑物的美观。随着我国墙改、住房商品化的进展, 人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高, 对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣, 如墙体开裂、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多, 建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构, 特别是新材料砌体结构的抗裂措施, 已成为工程质量、国家行政主管部门, 以及房屋开发商共同关注的课题。
2 产生裂缝原因
2.1 温度裂缝
温度裂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温度应力集中够大时, 墙体就会产生温度裂缝, 最常见的裂缝是门窗洞边的正八字斜裂缝, 平顶屋面下或屋顶圈梁下沿压 (块) 灰缝的水平裂缝, 以及水平包角裂缝 (包括女儿墙) 。导致平屋顶处温度裂的原因是顶板的温度比其下面的墙体高得多, 而砼顶板的线膨胀系数又比砖砌体大得多, 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。
2.2 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。但对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。对于砼砌块、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, 这种情况一般外墙裂缝较内墙严重。
2.3 其它裂缝
这些裂缝包括:混凝土构件变形导致的砌体裂缝, 如当挑梁上填充墙、梁相继同步施工致使挠度过大, 其上砌体产生内低外高斜裂及与外纵墙之间的竖缝等;砌体本身承载力不足如砖柱承载不足时在下部1/3高度处出现的竖缝砌体构造要求不良如施工洞留置和拉结筋放置不当造成的洞边缝;施工质量差造成的缝, 如砌体通缝, 灰缝砂浆不饱满, 含水率掌握不当, 脚手眼设置不当, 组砌不当等。
3 裂缝的防治措施
在目前的技术经济水平下, 尚不能完全防止和杜绝由于钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝。只能通过一些合理的构造措施, 使砌体房屋墙体的裂缝的产生和发展达到可接受的程度。
3.1 预防措施
3.1.1 首先要作好地基处理, 严格控制地基
不均匀沉降, 尤其对松软土、填土及湿陷性黄土地基进行必要的夯实和加固处理, 避免地基浸水引起不均匀沉降。
3.1.2 严格按规范规定在适当的位置设置
沉降缝, 尽量减小地基的不均匀沉降差, 在抗震区适当设置基础梁, 合理设置伸缩缝, 最大间距不超过50米。
3.1.3 砌体结构现浇混凝土构件浇筑后, 在
其上覆盖塑料薄膜和草包或油布, 以加强混凝土的保湿、保温养护。
3.1.4 合理组织施工, 在混凝土制作的过程
中在下料、搅拌、浇注、振捣等环节严格进行过程控制。改善水泥性能, 合理减少水泥用量, 降低水灰比, 要严格控制混凝土单位用水量在170kg/m3以下, 水灰比在0.6以下, 选用良好的粗、细骨料和合适的坍落度。
3.2 出现裂缝后的处理措施
3.2.1 嵌缝填补法。
将裂缝两侧抹灰凿掉, 并清理干净, 采用M10聚合水泥砂浆, (掺入107胶) , 用勾缝刀、抹子、刮刀等工具将砂浆填入缝内, 然后重新抹灰, 经过一段时间后, 填严的裂缝还会开裂, 但一般要比原来小许多, 可用白胶泥填补, 最终可以从外观上消除裂缝。此法对微型小裂缝最适宜。
3.2.2 在墙体单侧或两侧加钢筋网加固法。
先将墙体的抹灰铲去, 刷洗干净, 用U形钢筋按一定的间距钉入砖缝, 以固定钢筋网, 再用M10水泥砂浆分层抹平。这种方法通常用于对裂缝大于1mm的贯通裂缝的处理。
3.2.3 剔缝埋入钢筋法。
在裂缝处每隔5皮砖剔开一道砖缝, 每边长50cm, 深5cm, 各埋入1φ6钢筋, 钢筋端部加直钩, 钩子深入砖墙裂缝中, 用M10水泥砂浆灌缝。采用此法应注意不要在墙体的两侧剔同一条缝, 且必须在加固好一面、砂浆达到一定强度后再处理另一面, 防止因扰动而降低砂浆强度, 另应注意浇水养护。
3.2.4 钢筋混凝土联结法。
在裂缝处, 每隔8~10皮砖, 抽砖嵌入预制钢筋混凝土块, 四周要清扫干净, 润水以M10水泥砂浆砌筑, 保证四周密实且按原砖墙砌法及裂缝走向而定, 混凝土标号C15, 内配φ4钢筋, 其他部位以M10水泥砂浆填补密实。
3.2.5 加设拉条法。沿裂缝每隔5皮砖钻孔
4个, 分别埋入φ10螺栓和φ6 S形钢筋拉杆将裂缝两侧螺栓焊接, 然后以M10水泥砂浆将砖洞及裂缝补抹。
3.2.6拆砖重砌法。裂缝处拆除50~100cm长砖墙, 用比原设计标号高一级且不低于M5的砂浆重新按原砌体走向进行砌筑, 新老砌体结合密实。处理时要注意拆除一处修补一处并注意安全。
结束语
对于我国现有的民用建筑, 墙体裂缝是困扰多年的质量问题。我们应从设计和施工阶段提早采取措施来加以预防。如果遇到建筑物出现裂缝, 首先要查明并分析裂缝和变形产生的原因, 评估其对结构的危害程度, 确定有效的补强加固措施。
参考文献
[1]何星华, 高小旺.建筑工程裂缝防治指南[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.[1]何星华, 高小旺.建筑工程裂缝防治指南[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.
砌体结构质量问题之浅见 篇7
在砌体结构广泛应用的同时, 也发现了许多的质量事故。砌体工程常见的质量问题有以下四类:
一、砌体强度不足
1、设计截面太小, 承载力不够;
2、水、电、暖、卫设备留洞留槽, 削弱墙截面太多;3、材料质量不合格, 如砌体用砖和砂浆强度等级不符合设计要求, 采用不符合标准的水泥和掺和料等;4、施工质量差, 砂浆饱满度严重不足, 施工时砖没有浸水, 引起灰缝强度不足等。
二、砌体错位, 变形
1、砌体墙高厚比过大导致使用阶段失稳变形;
2、施工质量问题, 如墙体出现竖向偏斜, 使用后受力而增加变形, 甚至错动;3、施工顺序不当, 如纵横墙不同时咬槎砌筑, 导致新砌体墙平面外变形失稳;4、施工工艺不当, 如灰砂砖砌筑, 导致砌筑时失稳。
三、局部损伤或倒塌
1、墙体由于施工或使用中的碰撞冲击而掉角、穿洞、甚至局部倒塌;
2、墙体在使用过程中受到酸碱腐蚀, 使得部分墙体严重损伤;3、冬季采用冻结法施工, 解冻期无适当措施, 导致砌体墙倒塌。
四、砌体裂缝
砌体的裂缝是质量事故最常见的现象, 砌体的强度不足、变形失稳损伤和可能出现的局部倒塌等情况也可通过出现的裂缝形态来分析和判别。现将砌体的裂缝类型及原因总结如下:
1、温度变形
(1) 因日照及气温变化, 不同材料及不同结构部位的变形不一致, 同时又存在较强大的约束。如平顶砖混结构顶层砖墙因日照及气温变化和两种材料的温度线膨胀系数不同, 造成屋盖与砖墙变形不一致所产生的裂缝, 位置多在两端顶层墙体上。 (2) 温度或环境温度温差太大。如房屋长度太长, 又不设置伸缩缝, 造成贯穿房屋全高的竖向裂缝, 位置常在纵墙中部。 (3) 砖墙温度变形受地基约束。如北方地区施工期不采暖, 砖墙收缩受到地基约束而造成窗台及其以下砌体中产生斜向或竖向裂缝。 (4) 砌体中的混凝土收缩 (温度与干缩) 较大。如较长的现浇雨蓬梁两端墙面产生的斜裂缝。
2、地基不均匀沉降
(1) 地基沉降差较大。如长高比较大的砖混结构房屋中, 中部地基沉降大于两端时产生八字裂缝;地基两端沉降大于中间时, 产生倒八字裂缝;地基突变, 一端沉降较大时, 产生竖向裂缝。 (2) 地基局部塌陷。如位于防空洞、古井上的砌体, 因地基局部塌陷而裂缝。 (3) 地基冻胀。如北方地区房屋基础埋深不足, 地基土又具有冻胀性, 导致砌体裂缝。 (4) 地基浸水。如填土地基或湿陷黄土地基局部浸水后产生不均匀沉降使纵墙开裂。 (5) 地下水位降低。如地下水位较高的软土地基, 因人工降低地下水位引起附加沉降导致砌体开裂。 (6) 相邻建筑物影响。如原有建筑物附近新建高大建筑物造成原有建筑产生附加沉降而裂缝
3、结构荷载过大或砌体截面过小
(1) 抗压、抗弯、抗剪、抗拉强度不足。如中心受压砖柱的竖向裂缝;砖砌平拱抗弯强度不足产生竖向或斜向裂缝;挡土墙抗剪强度不足而产生水平裂缝;砖砌水池池壁沿灰缝的裂缝。 (2) 局部承压强度不足。如大梁或梁垫下的斜向或竖向裂缝。
4、设计构造不当
(1) 沉降缝设置不当。如沉降缝位置不设在沉降差最大处;沉降缝太窄, 高层房屋沉降变形后, 低层房屋随之下沉砌体受挤压而开裂。 (2) 建筑结构整体性差。如混合结构建筑中, 楼梯间砖墙的钢筋混凝土圈梁不闭合而引起的裂缝。 (3) 墙内留洞。如住宅内外墙交接处留烟囱孔影响内外墙连接。使用后因温度变化而开裂。 (4) 不同结构混合使用, 又无适当措施。如钢筋混凝土墙梁挠度过大引起墙体裂缝。 (5) 新旧建筑连接不当。如原有建筑扩建时, 基础分离而新旧砖墙砌成整体, 使结合处产生墙体裂缝。 (6) 留大窗洞的墙体构造不当。如大窗台墙下, 上宽下窄的竖向裂缝。
5、材料质量不良
(1) 砂浆体积不稳定。如水泥安定性不合格, 用含硫量超标的硫铁矿渣代砂引起砂浆开裂 (2) 砖体积不稳定。如使用出厂不久的灰砂砖砌墙, 因收缩不一致较易引起裂缝。
6、施工质量低劣
(1) 组砌方法不合理, 漏放构造钢筋。如内外墙不同时砌筑, 又不留踏步式接茬, 或不放拉接钢筋, 导致内外墙连接处产生通长竖向裂缝。 (2) 砌体用断砖, 墙中通缝、重缝较多。如某单层厂房围护外墙因集中使用断砖而裂缝。 (3) 留洞或留槽不当。如某办公楼在500mm宽窗间墙留脚手眼, 而导致砌体开裂缝。
7、地震和工程振动
(1) 地震。如多层砖混结构宿舍在强烈地震下产生的斜向或交叉裂缝。 (2) 无下弦人字木屋架。如顶层人字木无下弦屋架, 在地震时产生水平推力, 顶部墙体出现纵向水平裂缝顶层墙角在地震时出现角部V形裂缝。 (3) 不均匀震陷。如楼盖有圈梁, 地震时一侧震陷较大窗间墙出现斜裂缝。 (4) 机械振动。如某工程附近爆破所造成的裂缝。
砌体结构地震破坏模式研究 篇8
砌体结构不同于框架结构体系, 由墙承受上部荷载和抵抗地震力作用。在上世纪九十年代以来的砌体结构建筑中, 一系列的构造措施诸如圈梁、构造柱的引入极大程度上的增强了结构的整体刚度。但受制于结构形式, 其刚度仍远远不及其他结构体系。需要对其破坏模式进行研究。
1 砌体结构地震破坏特征
2008年5月12日, 我国四川汶川发生了里氏八级地震, 地震造成了严重的经济财产损失和人员伤亡情况。造成严重经济财产损失和人员伤亡的一个重要原因就是以砌体结构为代表的当地建筑发生严重的破坏。当地多层居民住宅、学校建筑等多为上世纪90年代以后兴建的砖混结构建筑, 整体性较差, 未能达到结构抗震设计所要求的设计三原则。
512地震对汶川地区建筑物破坏极大, 但经过调查, 仍可以分析出其对于砌体结构的破坏具有如下特征:
1.1 横墙破坏
众所周知, 在砌体结构设计中往往采用横墙承重或者纵横墙承重的传力路径。而在地震作用时, 由于横墙本身自重较大, 地震反应同时较大。在横向地震剪力作用下承重横墙剪切破坏严重, 易形成与水平方向程45度的剪切破坏, 导致结构构件严重破坏, 最终导致建筑倒塌。
造成这种破坏形态的主要原因是由于结构采用横墙承重的布局, 同时由于建筑物使用功能的特点, 要求采用的大开间, 大洞口等一些列削弱墙体的行为, 造成承重墙体刚度过大, 易形成严重的破坏。同时, 该地区建筑物构造措施的施工也未能严格按照国家相关标准进行, 导致圈梁、构造柱无法有机的连接为一个整体达到提高整体稳定性的目的, 但却产生了构件之间变形的相互影响, 未能有效的提高建筑结构的抗震承载力。在地震力作用初期, 墙体迅速沿水泥砂浆灰缝形成上下贯通的通缝, 致使部分墙体平面外失稳, 从而整体垮塌造成严重的人员伤亡。墙体的垮塌加速了剩余墙体贯通裂缝的形成, 最终导致汶川地区大量民用建筑发生倒塌, 危及人民财产安全。
1.2 底框结构的整体塌陷
在上世纪90年代兴建的建筑中, 很大一部分采用了底框结构的设计方法。顾名思义底框结构就是将砌体结构房屋的首层采用框架结构代替。由于框架结构具有空间布置灵活等诸多优点, 大量居民住宅一层设计为临街商铺的使用要求加速了底框结构的推广和应用。底框结构的存在缺失极大程度的丰富了建筑的使用功能, 但是由于框架结构本身柔性连接的特点, 对底框结构的抗震承载力造成了严重影响。由于上部结构采用砖砌体, 上部结构刚度大、质量大、结构自振周期短;而一层采用框架结构, 刚度小、质量轻、自振周期长。这就导致了512地震时, 位于一层的框架部分同时受到上部结构惯性作用和有基础传递的地震力共同影响导致框架柱横向剪断, 最终导致底层框架竖向承载能力不足而整体压垮的情况。地震中大部分人员伤亡都是有这种结构形式的破坏造成的。
1.3 预制楼板的破坏
上世纪八九十年代, 居民住宅等建筑往往由于工期、成本的原因, 会有相当一部分楼面采用预制楼板做法。相较于现浇混凝土楼板, 预制板由于可以在工厂预制, 避免了在工程现场对于混凝土龄期、养护多多方面的要求, 可以很多程度的加快工期。但预制楼板本身存在严重的问题。砌体结构中, 墙体为刚性, 同样楼板也为刚性。但是由于现有的技术条件限制, 无法做到预制楼板与砌体墙之间可靠的刚性连接, 这就造成了预制楼板与砌体连接部位的薄弱性的产生。在实际震害发生时, 楼面破坏就是发生在连接处。易形成大面积楼板脱落, 造成人员坠亡等伤害事故。
2 砌体结构理想破坏模式
根据我国现行《砌体结构设计规范》规定, 砌体结构破坏应避免发生脆性破坏, 同时应保证在罕遇烈度地震发生时, 建筑物主体结构应保持原有功能不被破坏。附属结构应采用吸能减震等理念对地震能进行消散, 保证主体结构不发生严重塑性变形。同时对于结构的破坏顺序也应通过合理的设计按照非承重纵墙、窗间墙、承重横墙的顺序发生破坏。
3 建议
本文通过汶川地震为载体, 总结和分析了几种砌体结构地震破坏的主要问题并提出了问题产生的基本原因。对日后砌体结构的设计提出如下建议:
(1) 合理选择传力路径。砌体结构力的传递途径相对复杂, 合理选择传力途径不但可以优化计算简图, 还可以完善结构设计, 根据不同的结构采用横墙承重和混合承重的方式可以有效缓解地震反应过大的问题。
(2) 合理选择结构形式。在震害中破坏严重的底框形式主要是由于底部框架结构横向刚度不足造成。为了取得底层的灵活空间和结构抗震的安全性。设计时可以考虑将底部框架加入适量的剪力墙以抵抗地震剪力作用。
(3) 严格遵守国家规范法规的规定, 严格淘汰落后技术, 对于预制板应严格取缔, 同时应严格遵守《抗规》中关于砌体结构圈梁、构造柱设置的规定, 通过圈梁构造柱的设置达到增强砌体结构整体性的要求。
(4) 采用诸如橡胶隔振制作和阻尼器的措施从地震破坏的源头结局问题, 通过橡胶隔震支座和阻尼器可以改变建筑物的自振周期, 使之远离地震的周期, 达到避免共振减小破坏的目的。
摘要：长期以来由砖混结构为主要代表的砌体结构在我国房屋建筑结构中占了很大的部分。砖砌块因其取材广泛, 价格低廉, 同时具备良好的抗压能力, 在多层、底层建筑中具有广泛的应用。但是, 由于砌体结构抗剪、抗拉能力薄弱, 受地震力作用时破坏严重。本文讨论砌体结构地震破坏模式, 并提出相关抗震加固解决措施。
关键词：砌体结构,地震
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.2008年汶川地震建筑震害图片集[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.China Academy of Building Research.Illustrations of Damaged Buildings after Wenchuan Earthquake[M].Beijing:China Architecture&Building Press, 2008.
砌体结构裂缝成因及其防治 篇9
砌体结构的房屋出现各种裂缝,轻则影响房屋正常使用和美观,严重的将形成结构安全隐患。砌体结构出现裂缝和产生变形对建筑物的危害主要表现在结构安全性和房屋使用功能两个方面,砌体结构受力裂缝的出现预示着结构承载力可能不足,结构变形的出现虽然对砌体抗压承载力没有直接影响,但贯穿性裂缝的形成会降低结构的整体稳定性和抗震性能。外墙、楼板和屋面结构裂缝会影响结构防水,造成房屋渗漏。
1 裂缝的类型及其产生的原因分析
1.1 温度裂缝
砌体结构的房屋的裂缝一般多产生于房屋的顶层,特别是房屋两端的纵横墙体,裂缝沿屋顶圈梁与墙体交接面水平分布及墙体外角斜向分布,其次是门窗洞口45°斜向分布。这类裂缝的产生主要是结构温度收缩变形不协调所致。有些温度裂缝的形成是温差太大的原因。由于温度变形差别很大,因此在圈梁和砖墙接触处产生一个剪应力使砖墙处于受剪及受拉状态而出现裂缝。
1.2 地基沉降差异裂缝
地基沉降差异是引起砌体结构建筑物裂缝的一个主要因素。由于地基沉降差异引起的裂缝多为斜裂缝,此类裂缝一般情况下裂而不鼓,往往贯通到基础。尤其对于软土地基和湿陷性黄土地基,当地基处理不当时,很容易在底层墙体产生斜向裂缝和窗下墙竖向裂缝。在房屋纵横墙地基不均匀沉降的情况下,将使墙体承受较大的剪切力,当结构刚度稍差、施工质量和材料强度不能满足要求时,会导致墙体开裂。另外,当房屋层数相差较多而没有设置沉降缝时,容易在交接部位产生竖向裂缝,这类裂缝常伴有较大的地基不均匀下沉。
1.3 受力裂缝
受力裂缝多出现在抗震设防区的建筑物上,虽然有圈梁构造柱、钢筋混凝土现浇板等整体连接,但也不能完全保证不出现裂缝。比如发生在房屋底层窗台处的竖向裂缝,多数是由于纵墙开窗较大,地基受荷载后变形不均匀,窗台墙起到反梁的作用而引起的。在钢筋混凝土条形基础中,基础内一般均未设置基础梁,仅靠圈梁、构造柱等来加强建筑物的整体刚度,当地基受荷载较大时,窗台墙因反向变形过大而开裂。有些受力裂缝是由于地基沉降不均匀和温度的双重因素形成应力而产生的。
1.4 干缩裂缝
砌体结构中的混凝土相对于其他结构更容易产生干缩裂缝。因为在砌体结构当中,混凝土在空气中硬化时,其中的水分更容易逐渐蒸发,使毛细孔中形成负压,随着空气湿度的降低,负压逐渐增大,产生收缩力,当收缩受限制产生的拉应力超过其本身的抗拉强度时混凝土就会开裂而产生干缩裂缝。阳台栏板与砖砌体接槎处裂缝多由于混凝土二次浇筑引起。施工时未能在构造柱上留出钢筋进行搭接和焊接,导致钢筋混凝土栏板由于温度变化而使混凝土产生收缩形成裂缝。
1.5 其他裂缝
裂缝的产生还与材料、施工、环境及荷载等因素有关。例如施工时,钢筋的是否调直就是现浇板产生裂缝的一个重要原因。钢筋未调直就意味着钢筋受力后达不到屈服强度,随着混凝土内部拉应力的增大,应变的增长速度超过了应力的增长速度而在板中产生微裂缝,微裂缝随荷载的增加而发展,混凝土塑性变形也逐渐增加,最后形成比较明显的裂缝。
2 砌体结构裂缝的防治措施
2.1 预防措施
(1)首先要做好地基处理,严格控制地基不均匀沉降,尤其对松软土、填土及湿陷性黄土地基进行必要的夯实和加固处理,避免地基浸水引起不均匀沉降。
(2)严格按规范在适当的位置设置沉降缝,尽量减小地基的不均匀沉降差,在抗震区适当设置基础梁,合理设置伸缩缝,最大间距不超过50 m。
(3)砌体结构现浇混凝土构件浇筑后,在其上覆盖塑料薄膜和草包或油布,以加强混凝土的保湿、保温养护。
(4)合理组织施工,在混凝土制作的过程中在下料、搅拌、浇注、振捣等环节严格进行过程控制。改善水泥性能,合理减少水泥用量,降低水灰比,选用良好的粗、细骨料和合适的坍落度。
2.2 出现裂缝后的处理措施
(1)嵌缝填补法。将裂缝两侧抹灰凿掉,并清理干净,采用M10聚合水泥砂浆(掺入107胶),用勾缝刀、抹子、刮刀等工具将砂浆填入缝内,然后重新抹灰,经过一段时间后,填严的裂缝还会开裂,但一般要比原来小许多,可用白胶泥填补,最终可以从外观上消除裂缝。此法对微型小裂缝最适宜。
(2)在墙体单侧或两侧加钢筋网加固法。先将墙体的抹灰铲去,刷洗干净,用U形钢筋按一定的间距钉入砖缝,以固定钢筋网,再用M10水泥砂浆分层抹平。这种方法通常用于对裂缝大于1 mm的贯通裂缝的处理。
(3)剔缝埋入钢筋法。在裂缝处每隔5皮砖剔开一道砖缝,每边长50 cm,深5 cm,各埋入1Φ6钢筋,钢筋端部加直钩,钩子深入砖墙裂缝中,用M10水泥砂浆灌缝。采用此法应注意不要在墙体的两侧剔同一条缝,且必须在加固好一面、砂浆达到一定强度后再处理另一面,防止因扰动而降低砂浆强度,另应注意浇水养护。
(4)钢筋混凝土联结法。在裂缝处,每隔8～10皮砖,抽砖嵌入预制钢筋混凝土块,四周要清扫干净,润水以M10水泥砂浆砌筑,保证四周密实且按原砖墙砌法及裂缝走向而定,混凝土标号C15,内配Φ4钢筋,其他部位以M10水泥砂浆填补密实。
(5)加设拉条法。沿裂缝每隔5皮砖钻孔4个,分别埋入Φ10螺栓和Φ6 S形钢筋拉杆将裂缝两侧螺栓焊接,然后以M10水泥砂浆将砖洞及裂缝补抹。
(6)拆砖重砌法。裂缝处拆除50～100 cm长砖墙,用比原设计标号高一级且不低于M5的砂浆重新按原砌体走向进行砌筑,新老砌体结合密实。处理时要注意拆除一处修补一处并注意安全。
3 结语
砌体结构裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则,加强设计、施工及使用方面的管理,确保结构安全和避免不必要的损失。如果遇到建筑物出现裂缝,首先要查明并分析裂缝和变形产生的原因,评估其对结构的危害程度,确定有效的补强加固措施。
参考文献
[1]GB50003-2001,砌体结构设计规范[S]