不均匀沉降对框架混凝土结构的影响

摘要：地基不均匀沉降是引起工程事故的主要原因之一。地基基础不均匀沉降对混凝土框架结构产生很大的危害，轻则引起建筑物出现裂缝，重则导致整个建筑物坍塌，对人们生命财产安全带来巨大隐患。鉴于此，本文对不均匀沉降对框架混凝土结构的影响进行了分析，并提出了几点针对性建议。

关键词： 不均匀沉降；框架；地基

中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：

一、不均匀沉降对框架混凝土结构的影响

沉降是建筑物的一种变形特征，地基沉降是建筑工程中普遍存在的工程质量问题。建筑物沉降一般分为均匀沉降和非均匀沉降，非均匀沉降是是很易发生的一种地基变形，往往会危害到建筑结构的安全，影响建筑物正常使用。不均匀沉降对框架混凝土结构的具体影响主要有：

1、墙体产生裂缝

不均匀沉降使得砖砌体承受弯曲应力而导致砌体因受拉应力过大而产生裂缝。长高比例大的砖混结构建筑物，若中部沉降比两端大可能产生八字裂缝，若两端沉降比中部大可能产生倒八字裂缝。试验得知，地基下沉一般可影响到上部5至6层框架结构的应力状态，甚至可能出现正负应力反号现象，导致梁、柱出现严重的裂缝。其影响顺序是从基础逐步向上反应，影响程度逐渐衰减。当箱形基础或底层结构有较大的刚度时，对上层框架的影响显著减小，可以自动调整地基反力，逐步趋近均匀沉降。

2、柱体断裂或压碎

不均匀沉降使得中心受压柱体产生纵向弯曲而导致拉裂，严重的可以造成压碎失稳。例如国内有所大学住宅楼)在筏板基础浇筑完毕尚未砌墙时，筏板基础横向断裂，缝长超过7米，缝宽2-7毫米。

3、建筑物产生倾斜

不均匀沉降导致建筑物倾斜。长高比小的建筑结构，特别是高耸的构筑物，不均匀沉降将引起建筑物倾斜，如果倾斜过大，则影响建筑物的安全使用。若果倾斜不断发展，重心不断偏移，严重时将引起建筑物倒塌破坏。原因是多方面的，其主要有:(1)基础埋置深度不够，导致建筑物整体稳定性的削弱:(2)地基承载力不够，使得建筑物随之沉降而倾斜;(3)地下桩发生破坏使建筑物发生倾斜;(4)上部结构受力不均从而出现扭转倾斜;(5)上地基土质差或地下水位高等原因。由此可见，不均匀沉降对房屋结构造成的危害最为严重，

二、框架结构不均匀沉降治理对策研究

相对砌体结构而言，框架结构更适应地基不均匀沉降，但是由于不均匀沉降产生的原因比较复杂，带来影响也比较严重。因此需要我们认识到问题的复杂性，从地基处理、结构措施、建筑措施等各方面入手，从而减少不均匀沉降对建筑结构的损害，方可取得最佳的效果。

1、地基处理

框架结构不均匀沉降的地基处理应该采用合适的方法，具体方法见下表：

2、建筑措施

（1）合理布置纵横墙。地基不均匀沉降最易产生在纵向挠曲上，因此，一方面要避免纵墙开洞、转折、中断而削弱纵墙刚度，另一方面应使纵墙尽可能与横墙联结，缩小横墙间距，以增加房屋整体刚度，提高抵御不均匀沉降的能力。在相对不均匀沉降作用下，填充墙等围护结构限制了框架柱侧向的自由变形，相当于斜压杆作用。因此，砖墙填充框架在地基不均匀沉降作用砖填充墙对框架刚度有一定的贡献作用。考虑到实际结构中，框架柱之间的相对不均匀沉降方向不确定，可以将砖填充墙简化为两根斜对角撑，并将对角撑定义为只能受压、不能受拉的斜压杆，模拟砖填充墙与框架柱之间的共同作用。（2）合理安排相邻建筑物之间的距离。由于邻近建筑物或地面堆载作用，会使建筑物地基的附加应力增加而产生附加沉降。为减少相邻建筑物的影响，相邻建筑物基础间净距应按下表选用。

相邻建筑物基础间距

注：L 为分割单元长度，H 为房屋高度

（3）设置圈梁。设置圈梁可增强砖石承重墙房屋的整体性，提高墙体的抗挠、抗拉、抗剪的能力，是防止墙体裂缝产生与发展的有效措施，在地震区还起到抗震作用。因为墙体可能受到正向或反向的挠曲，一般在建筑物上下各设置一道圈梁，下面圈梁可设在基础顶面处，上面圈梁可设在顶层门窗以上(可结合作为过梁)。更多层的建筑，圈梁数可相应增多。圈梁在平面上应成闭合系统，贯通外墙、承重内纵墙和内横墙，以增强建筑物的整体性。当墙体挠曲时，圈粱的作用犹如钢筋混凝土梁内的受拉钢筋，它主要承受拉应力，弥补了砌体抗拉强度不足的弱点。当墙体正向挠曲时，下方圈梁起作用；反向挠曲时，上方圈梁起作用。因为不容易正确估计墙体在某一段内可能发生的挠曲方向。另外，圈梁必须与砌体结合成整体，否则便不能发挥应有的作用。

3、结构措施

（1）减轻建筑物的自重。框架结构建筑物主要荷载来源于自身重量。根据统计，建筑物自身的重量占到总荷载的60%以上。因此为了尽量减少建筑物荷载带来的影响，对于框架结构建筑物要尽量选择轻型材料，减少不均匀沉降。例如可以用一些轻型墙体材料代替传统的实心砖墙，采用一些轻型钢结构和预应力钢筋混凝土结构也可有效减少荷载。（2）采用对不均匀沉降不敏感的结构。试验得知，有些建筑结构在发生不均匀沉降时，相对于其它结构类型，不会发生太大的附加应力，在一定程度上避免开裂等问题的出现，例如铰接排架、三铰拱等结构。（3）设置沉降缝，地基不均匀沉降产生附加的应力，从而会导致建筑物部分错动而开裂，沉降缝可有效避免不均匀沉降的危害，使其较高部分与较低部分完全分开，不受相对沉降的影响。如果不设沉降缝，可以将连接建筑物较高框架与较低框架的两端刚结梁改为两端简支梁，从而消除原本存在的附加应力。（4）增加配筋法 。增加配筋法就是在预测附加弯矩大的一侧增加配筋量，增加的配筋量用于抵抗由于下沉而产生的附加力，以此来增强结构自身刚度和强度，用来抵抗由于不均匀沉降产生的附加力，此法方便快捷，应用比较广。（5）减小或调整基底的附加压力。采用地下室或半地下室，利用挖除的土重去补偿建筑物的重量，有效地减少基底的附加压力，起到均匀与减小沉降的目的。此外，也可通过调整建筑与设备荷载的部位以改变基底的尺寸来达到控制与调整基底压力的目的，减少不均匀沉降量。

三、结语

总之，不均匀沉降对框架混凝土结构的危害是十分巨大的，其原因涉及到建筑物结构、地基基础以及人为因素等各个方面，需要我们认真对待，采取必要的技术措施，避免或减轻不均匀沉降的危害。

参考文献：

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