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框架剪力墻結構輕質填充墻裂縫產生的機理分析及預防措施
發布日期:2010-07-29 閱讀:5746次
目 前國內高層住宅設計中,普遍為框架剪力墻結構,樓層中一般以加氣混凝土輕質填充墻作為房間分隔。該部分墻體粉刷前雖然采用了拉結鋼筋、鋼板網片等連接措 施,但由于設計、施工工藝、環境等多方面原因,墻體粉刷后經常會產生墻體裂縫,尤其是墻體斜裂縫,施工中最不易控制,已經成為高層結構住宅結構施工中常見 的質量通病。以下主要就填充墻體斜裂縫產生的機理進行分析:
斜裂縫產生的影響因素 
1.    料 溫度變形系數差異:由于鋼筋混凝土材料溫度變形系數較小,加氣混凝土輕質砌塊溫度變形系數相對較大,故而在溫度變化時,溫度變形系數的差異導致兩者溫度變 形的不同步性,從而產生了壓應力和拉應力,特別是溫度降低導致拉應力出現,到達一定的數值,大于加氣混凝土砌體的抗拉強度時,裂縫便會產生。 
2.      2.溫 度變化:由于裂縫是材料溫度變形造成,所以溫度變化是導致裂縫產生的另一原因。當墻體粉刷完成達到初步凝固,鋼板網、拉結筋與粉刷形成共同受力系統時,此 時的溫度為墻體的臨界溫度。當外界氣溫升高,填充墻與鋼筋混凝土墻體之間產生壓應力,因為砌體的抗壓強度遠大于其抗拉強度,一般不會有裂縫等破壞情況出 現。當外界溫度降低,低于臨界溫度時,拉應力出現,最終導致出現裂縫。 
3.      填充墻體的形狀、尺寸:材料溫度變形的幅度與其長度成正比,若填充墻尺寸增大,其溫度變化時,相應的變形幅度也會相應增大,在受到束縛的前提下產生的應力相應也會增大,在輕質填充墻砌體抗拉強度一定的情況下,產生裂縫的幾率也就越高。 
4.      .墻體的砌筑質量:填充墻砌體是加氣混凝土砌塊、砂漿、拉結筋、鋼板網的統一受力整體,輕質填充墻砌體的抗拉強度、材質的均勻性、砌筑砂漿的質量及工藝的合理性,都會影響到砌體的整體抗拉強度,進而直接影響到整個墻體的抗裂能力。 
斜裂縫產生的機理分析 
當 墻體外界溫度低于臨界溫度時,整個填充墻體相對于鋼筋混凝土墻體產生收縮,從而在墻體內部產生拉應力。此時,填充墻體兩端由于拉結筋和鋼板網共同作用,產 生橫向拉應力,墻體上部由于鋼板網作用產生向上的拉應力,由橫向拉應力和向上的拉應力產生合力。當合力值到達一定數值時,由砌塊和砂漿組成的砌體抗拉強度 不足以抵抗拉應力合力,于是在垂直于合力方向,砌體的相對薄弱部位產生斜裂縫。斜裂縫的形成一般呈近似直線狀,當砌筑砂漿強度不足或加氣混凝土砌塊澆水不 足時,有時裂縫也會沿砌體灰縫部位呈階梯狀分布。上述裂縫一般出現在輕質填充墻體上部,下部由于砌體自重與拉應力合力部分抵消,所以一般不會產生裂縫。 
斜裂縫的預防措施 
在分析了斜裂縫產生的機理后,即可采取相應的預防措施加以預防,主要預防措施有如下幾項: 
1.    控 制填充墻體的砌筑質量:首先須確保砌筑原材料——加氣混凝土砌塊的質量,一定要使用品質良好、材質均勻,各項復驗指標都達到要求的砌塊。其次,砌筑用砂漿 必須嚴格按照設計配比配制,并充分攪拌均勻;施工前,加氣混凝土輕質砌塊必須澆水充分,以免過度吸收砂漿水分導致砂漿強度不足。在施工操作上,拉結筋, 橫、豎縫坐漿,頂部斜砌及鋼板網騎縫壓釘,都必須嚴格按設計和施工規范施工,充分保證砌體的砌筑質量。 
2.      控 制抹灰時的溫度:根據溫度對裂縫影響的因素,墻體粉刷施工宜在較低溫度下進行,但因為工程開發進度要求,工程的抹灰施工不可能選擇季節施工,加之鋼板網和 粉刷砂漿何時開始共同受力,很難量化確定,故而很難通過控制抹灰時的溫度來達到避免和減少裂縫,一般不會采用控制抹灰時的溫度控制裂縫產生。 
3.      以 技術措施減短填充墻長(或高度):通過減短填充墻長度(或高度)來減小溫度變化時的應力大小,從而降低裂縫產生的概率。通常情況下,由于使用功能原因,加 氣混凝土填充墻高度一般在3米左右,所以通過增設橫向構造梁的方式來分隔墻體高度的做法并不多見。在墻體長度過長或長高比過大時,應考慮在填充墻體內部增 設構造柱來加以分隔,從而通過減短墻體長度、降低高寬比達到來減少裂縫的目的。 
4.      增 設斜向鋼板網:本技術預防措施的效果最為明顯,主要方法是在墻體粉刷施工前,沿兩頂角平分線45度布設鋼板網,鋼板網的長度根據不同填充墻體情況而定,一 般情況下,鋼板網下部超過填充墻體對角線10~15cm即可,寬度一般按照設計騎縫鋼板網寬度。通過增設斜向鋼板網來提高輕質填充墻體的斜向整體抗拉強 度,可以有效的控制斜裂縫的產生。 
通 過上述分析,控制框架剪力墻內加氣混凝土輕質砌塊填充墻出現斜裂縫,以上措施具備一定的針對性。對于加氣混凝土砌塊填充墻與框架剪力墻結構交接處出現的橫 向和豎向裂縫,只要在施工中,嚴格按照設計和施工規范操作——放置拉結筋位置準確、抗拉合格、長度準確,鋼板網寬度和規格滿足要求、布釘合理牢固,砌筑質 量、工藝控制合理,就能夠得到有效的控制。
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