砌体结构论文范文

时间:2023-10-07 13:17:07

砌体结构论文

砌体结构论文篇1

关键词:墙体裂隙产生机理控制措施

一、概况

在多层砌体结构建筑物中,墙体裂隙多有发生,裂隙出现的时间因不同的建筑物而异,有的出现早,有的出现晚,但多发生在新建房屋的1一3年内;缝宽不等,较宽者有3,二以上,严重者形成贯穿性裂缝。砌体结构裂隙问题已经是一个普遍性的问题,它不仅影响了建筑物的正常使用,降低了建筑功能,缩短了使用年限,而且对抗震也是极为不利的,尤其是在住宅商品化的今天,这个问题已日益引起开发商和居民的普遍关注,因此,如何控制砌体结构房屋墙体开裂的问题是摆在工程技术人员面前的新课题。

二、裂隙成因及类型

产生裂缝的原因是多方面的,归纳起来主要有两方面:一是由外荷载(包括静、动荷载)变化引起的裂隙,二是由变形引起的裂隙(主要有温度变化,不均匀沉陷或膨胀等变形产生应力而引起的裂隙)。在砌体结构的民用建筑中,砌体裂隙绝大部分是由于变形引起的,温度变化是引起墙体开裂的主要因素。由于砖砌体的线膨胀系数,而钢筋混凝土线膨胀系数是因此当温度发生变化时,二者产生变形差异。此外,由于建筑物中的构件大多属于超静定杆件,具有多个约束,对由于温度变化所引起的变形将予以限制,从而会在构件内产生温度应力。对墙体与混凝土之间的变形差异势必在砌体中产生很大的拉力和剪力,这些力超过一定限度时,砌体就产生错位裂隙,温度裂隙是造成墙体早期开裂的主要原因。由于温度应力和变形而产生的裂隙具有“顶层重下层轻”、“两端重中间轻”、“阳面重阴面轻”的特点与规律,裂缝的类型及其产生的原因可具体分为如下5种:

l、八字形裂隙。

主要出现在横墙与纵墙两端部,此种裂缝属正八字形的热胀裂缝,随温度升降而变化,其原因是由于设计一与施工中的缺陷,使屋面保温层的热阻减少甚至失效,致使屋面板温度变形大于砌体温度变形,当产生一定的温度应力的,屋面板的推力就传给墙体,并因墙体温度附加应力在房屋两端较大,当砌筑砂浆强度较低时,则易发生剪力产生的主拉应力,当超过砌体抗拉极限时,墙体即出现八字形开裂。

2、倒八字形裂隙。

属冷缩裂隙,主要出现在纵横墙两端的窗洞口处,尤以顶层两端窗洞口处最严重。由于墙体冷缩附加应力在墙体两端较大,当房屋收缩变形大于墙体时,在门窗洞口处产生应力相对集中而导致形成倒八字形裂隙,使墙体开裂。

3、水平裂隙。

多见于顶层横墙、纵墙、“女儿墙”及山墙处。当屋面保温隔热较差,屋面板受热膨胀对墙体产生水平推力,由于墙体在端部收缩要大于中部且砌体抗剪能力较低,使纵横墙与屋盖的接触面上产生水平裂隙。

4、垂直裂隙。

主要出现在窗台墙处、过梁端部及楼层错层处。此种裂隙主要由于温度变化,墙体受到楼板的拉应力作用,在门窗洞口处产生应力集中效应而拉裂,或因冷缩变形,在与墙漆之间变形差异最大的钢筋混凝上梁端和楼板错层处,引起墙体垂直开裂。

5、X形裂缝。

多数沿砌体灰缝开裂,主要受房屋热胀冷缩的反复作用形成,而底层墙体产生的X形裂缝则是由于基础不平整或不均匀沉降引起。

三、设计过程中对砌体裂隙的主动控制

砌体结构裂隙一旦产生,就会降低建筑物的使用功能,严重裂隙还会影响结构安全,同时对裂隙进行“加固补强”困难较大,因此防止、控制砌体结构产生裂隙是十分重要的,尤其是在地震区更为重要,否则将产生严重后果。

1、从计算角度控制。

由于砌体裂隙主要是由间接作用引起的,而温度变化与材料胀缩系数不同等间接作用引起的砌体附加应力的定量计算目前尚无统一的规范,因此设计人员应根据当地的实际情况,对间接作用可能引起的附加应力给予充分考虑和计算,并对砌体强度进行分析计算,以减少在通常温差下变形裂隙的产生。

2、规范结构控制。

为控制裂隙的产生,在建筑物的平面布置设计中,结构的平面形状应力求规则对称,如平面形状不规则,应尽量采用“伸缩缝”将其分成若干独立规则单元,“以放为主,抗放兼施”,以避免由于墙体温度变化产生竖向开裂。对伸缩缝的设置,设计规范的规定一般较灵活,没有严格和明确规定,设计方法均由设计人员自行处理。根据多年实际经验,只要按规范每隔一定距离留一条“伸缩缝”,按“留缝就不裂”的简单方法,在一般情况即可得到基本控制。在建筑物的竖向设计时,应力求按竖向规范规则,尽可能不出现错层,以避免由于温度变化产生的水平裂缝。

3、构造控制。

(1)、加强设置钢筋硷圈梁,提高墙体的整体性。在建筑顶层每个开间、在错层处及屋面不等高处必须设置圈梁;顶层外圈梁应设计为暗圈梁,不应外漏,这样可使外圈梁免受阳光直接照射或大气影响;无论“女儿墙”高低,均要设置钢筋混凝土压顶圈梁,并与“构造柱”连为整体,以抵抗裂缝的产生。

(2)、除据规范要求设置“构造柱”外,在“L’’“I”“L’’平面形状中的纵横墙交接处必须设置“构造柱”,以提高建筑物的整体刚度和墙体的可延性,约束墙体裂缝的扩展。

(3)、提高屋面板的整体性。屋面板最好采用现浇板,或在预制屋面板上增加现浇层;在预制屋面板与外纵墙间设置现浇板带,预制屋面板间设置现浇板缝梁,使屋面成整体式装配。

(4)、在房屋顶层端部1一2开间范围内的墙体采用配筋砌体,即每隔8皮砖在水平灰缝内加配2必6钢筋,并在1一2开间范围内拉通,与“构造柱”钢筋结合。顶层用砖不应低于MU7.5,砌筑砂浆强度不应低于MS,以提高墙体坑裂能力。

(5)、屋面“挑檐”为外露结构,在一天内的温度变化较大,不仅本身容易开裂,而且对墙体开裂也有一定的影响,故应适当增加“挑檐”纵向配筋并增设“变形缝”或“后浇带”,以减少收缩。“后浇带”的做法是在其纵向受力较小的中间适当部位,预留300mm宽的“后浇带”,用钢筋贯通,在施工40一60天后再二次浇筑,以起到先放后抗的控制作用。

(6)、重视屋面保温。选择屋面保温层时,适当加厚或选用保温隔热性能良好的材料。对屋面保温层必须按建筑节能标准进行热工计算,进一步提高屋面保温层的保温隔热性能。屋面保温不好是屋面板产生温度应力的直接原因,严重时会导致顶层墙体开裂或屋面漏水。保温层应做至“挑檐”或檐沟处,以防止混凝土结构外漏,有条件者必须增设、架空隔热层。

四、砌体裂隙的加固处理

l、当屋面保温层未达到热工要求和节能标准时,应重做屋面保温层,使裂缝稳定,因为对温度裂缝仅做一般性的加固补强是无济于事的,必须从减少温度应力人手。保温层使用的绝热材料要满足表观密度、粒经、导热系数与含水率等各项技术指标的要求,在施工中要严格按照设计和现行施工规范的要求施工,力求达到设计的保温效果。

2、对地基不均匀沉降引起的砌体裂隙,应先加固地基,等沉降量达到稳定标准(平均日沉量0.02-0.03以内)后,再加固墙体。

3、对外纵墙、横墙、内纵墙的裂隙采用钢筋网水泥砂浆抹面加固法,剔灰缝深12cm,必胀锚栓@500,呈梅花型分布。挂钢筋网必,M10水泥砂浆40mln厚,3道成活,施工完后,要注意喷水养护预防空鼓。

4、对于轻微裂隙可用水泥砂浆加107胶嵌补即可。

五、结束语

砌体结构论文篇2

提要:本文在简要总结分析国内外砌体裂缝的性质和裂缝控制原则和措施的基础上,结合我国当前国情,针对性地提出了砌体结构裂缝控制的具体构造措施建议,该措施已引入我院编制的大庆油田砌块建筑构造图集。关键词:砌体结构 裂缝控制措施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。而最为常见的裂缝有两大类,一是温度裂缝,二是干燥收缩裂缝,简称干缩裂缝,以及由温度和干缩共同产生的裂缝。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。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。[KG-*2]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。[KG-*2]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。[KG-*2]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。〖KG-*2〗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。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 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。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。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住者在感观上和心理上造成不良影响。特别是随着我国墙改、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

砌体结构论文篇3

中图分类号:TU3文献标识码: A 文章编号: 由砖、石材或砌块组成,并用砂浆黏结而成的材料称为砌体。采用砌体材料的结构称为砌体结构。砌体结构几乎与人类的文明同时诞生,也是因为砌体结构成本低廉、材料选取广泛而方便,所以砌体结构在我国的悠久建筑历史长河中有着光辉的一笔。举世闻名的万里长城,1400年前隋朝时期建造的河北赵县安济桥,大雁塔以及北魏时期河南嵩岳寺塔等都是我国砌体结构应用的典型案例。随和时代的发展,需要我们立足现在来探讨如何在保证建筑的安全性、经济型的同时实现可持续发展。

一、我国砌体结构发展的现状新中国成立以来,砌体结构得到迅速发展。目前砌体结构是我国建筑工程中量大而面广的最常用的结构形式,砌体结构中砖石砌体约占95%以上。据了解,目前我国实心黏土砖的年产量已达6000亿块,破坏土地资源数10万亩,十分惊人。砌体材料方面的发展必然应考虑“节土”、“节能”、“利废”的基本国策。作为“节土”、减轻自重的重要措施,20世纪80年代以来,砖已从过去单一的烧结普通砖发展到采用多孔砖和空心砖、混凝土空心砌块、轻骨料混凝土或加气混凝土砌块、非烧结硅酸盐砖、硅酸盐砖、粉煤灰砌块、灰砂砖以及其他工业废渣或煤矿石等制成的无熟料水泥煤渣混凝土砌块等。为适应城市建设的需要,结构形式也从过去单一的墙砌体承重结构发展为大型墙板、内框架结构、内浇外砌、挂板等不同类型。砌体结构的应用范围也在不断地扩大,出现了以砖砌体建造屋面、楼面结构的情况。各地也在积极研究论证砌体用于高层建筑结构中的可行性。在应用新技术方面,我国曾采用过振动砖墙板技术、预应力空心砖楼板技术与配筋砌体等。配筋砌体结构的试验与研究在我国虽然起步较晚,但进步显著。20世纪60年代起在一些房屋的部分砖砌体承重墙、柱中尝试采用管网配筋,结果墙、柱的承载力得到了很大的提高且材料利用率也提高了很多,取得了显著的经济效果。70年代以来,尤其是经历了1975年海城地震及1976年唐山大地震之后,我国加强了对配筋砌体结构的试验和研究,且于1983年和1986年,在广西南宁修建了10层配筋砌块的住宅楼和11层办公楼试点房屋。当时采用MU20高强砌块是两次人工投料振捣而成。于辽宁盘锦市建成了一栋15层配筋砌块剪力墙点式住宅楼。1998年上海建成一栋配筋砌块剪力墙18层塔楼,所用砌块也是用美国设备生产MU20的砌块,这是我国最高的18层砌块高层房屋,而且建在7度设防的上海市,其影响和作用都是比较大的。2000年抚顺也建成一栋6.6m大开间12层配筋砌块剪力墙板式住宅楼。

二、砌体结构的优点与缺点砌体结构能够得到如此广泛的应用必然有它存在的道理,同时也会造成一些负面的影响,随着时代的发展与自然资源的变换,砌体结构的优缺点也体现的越来越明显:

1、砌体结构的优点①容易就地取材。砖主要用粘土烧制;石材的原料是天然石;砌块可以用工业废料──矿渣制作,来源方便,价格低廉。②砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。③砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备。在寒冷地区,冬季可用冻结法砌筑,不需特殊的保温措施。④砖墙和砌块墙体能够隔热和保温,所以既是较好的承重结构,也是较好的围护结构。

2、砌体结构的缺点①与钢和混凝土相比,砌体的强度较低,因而构件的截面尺寸较大,材料用量多,自重大。②砌体的砌筑基本上是手工方式,施工劳动量大。③砌体的抗拉和抗剪强度都很低,因而抗震性能较差,在使用上受到一定限制;砖、石的抗压强度也不能充分发挥。④粘土砖需用粘土制造,在某些地区过多占用农田,影响农业生产。基于砌体结构在我国建筑中应用的如此广泛,而它的优缺点又越来越影响了社会的发展,所以我们要总结出一条砌体结构在我国可持续发展之路。

三、我国砌体结构的发展前景随着科学技术的进步,古老的砌体结构将逐步被现代砌体结构所取代。21世纪我国砌体结构已进入了成熟的发展阶段,但仍具有诸多不足之处,其今后的主要发展方向有如下几个方面。

1、研究和生产节能、环保、轻质、高强、高性能、可持续发展的块体材料。 轻质、高强空心块体,能使墙体自重减轻,生产效率提高,且保温隔热性能良好,受力更加合理,抗震性能也得到了提高。在努力研究和生产轻质、高强的砌块和砖的同时,还应注意对高黏结强度砂浆的研制和开发,发展高强、高黏结力的砂浆可有效的提高砌体结构的强度和抗震性能。

2、研究和发展新的设计理论和新的结构体系 相对其他结构形式而言,砌体结构的设计理论发展较慢,还有不少问题有待进一步研究。同时需要更加深入地研究砌体结构的结构布置,整体受力性能和破坏机理,通过物理和数学模式,建立精确而完整的砌体结构理论,研究有优良抗震性能的砌体结构,使砌体结构这种古老而有生命力的结构形式更好地造福人民。

3、研究和推广先进、高效新技术采用工业化生产,提高砌体施工技术的机械化水平,可减轻劳动强度、加快工程建设速度。国外在砌体结构的预制、装配化方面做了许多工作,积累了不少经验,我国在这方面有较大差距。我国对预应力砌体结构的研究相当薄弱,为此,有必要在我国较大范围内改变传统的砌体结构建造方式。先进、高效的建造技术,将为创造舒适的居住和使用环境提供良好的条件。综上所述,砌体结构在我国得到了广泛的应用,但随着时代的变迁也需要进行不断的进步才能适应社会的发展需要,这就要求我们站在可持续发展的角度上不断的进行科技创新,利用新技术将砌体结构这古老的建筑传统延续下去。

参考文献:

[1]高东.砌体结构发展展望[J].吉林建筑,2004(5).

[2]周炳章.砌块砌体结构发展的若干思考[J].建筑砌块与砌块建筑,2001(1).

砌体结构论文篇4

解放以来我国砖的产量逐年增长,据统计[3],1980年的全国年产量为1600亿块,1996年增至6200亿块,为世界其它各国砖每年产量的总和。全国基建中采用砌体作墙体材料约占90%左右。在办公、住宅等民用建筑中大量采用砖墙承重。50年代这类房屋一般为3-4层,现在已为5-6层,不少城市一般建到7-8层。现在每年兴建的城市住宅建筑面积多达1亿m2以上。根据重庆市1980~1983年新建住宅建筑面积为503万m2,其中采用砖承重的占98%,7~7层以上的占50%,1972年还建成12层住宅。

在中小型单层工业厂房和多层轻工业厂房,以及影剧院、食堂、仓库等建筑也广泛采用砖墙、柱承重结构。

砖石结构还用于建造各种构筑物。如镇江市建成的顶部外经2.18m、底部外径4.78m、高60m的砖烟囱;用料石建成的80m排气塔;在湖南建造的高12.4m、直径6.3m、壁厚240mm的砖砌粮仓群;福建用毛石建造的横跨云宵—东山两县的大型引水工程—向东渠,其中陈岱渡槽全长4400m,高20m,槽支墩共258座,工程规模宏大。此外我国在古代建桥技术的基础上,于1959年建成跨度60m、高52m的石拱桥,接着又建成了敞肩式现代公路桥,最大跨度达120m——湖南乌巢河大桥。我国建成的100m以上的石拱桥有10座,每座都有新发展和世界纪录。

我国还积累了在地震区建造砌体结构房屋的宝贵经验。我国绝大多数大中城市在6度或6度以上地震设防区。地震烈度≤6度的砌体结构经受了地震的考验。经过设计和构造上的改进和处理,还在7度区和8度区建造了大量的砌体结构房屋。据不完全统计,从80年代初至今10多年间我国主要大中城市建造的多层砌体结构房屋建筑面积已达70-80亿m2[4]。

二新材料、新技术、新结构的研究与应用

60年代以来,我国粘土空心砖的生产和应用有较大的发展,在南京建造了6-8层的空心砖承重的旅馆。当时空心砖孔洞率为22%,与实心砖强度等效,但可减轻自重17%、墙厚减小20%,节省砂浆20~30%,砌筑工时少20-25%,墙体造价降低19~23%。根据节能进一步要求,近年来我国在消化吸收国外先进技术的基础上,制造出规格为380240190、孔洞率为40%的烧结保温空心砖,这种保温砖的密度为1012kg/m3,抗压强度10.5Mpa,热阻1.649m2K/W。在主要力学和热工性能的指标接近或达到国际同类产品的水平[5]。《多孔砖砌体设计与施工技术规程》行业标准,为这种砖的推广创造了条件。

近10余年来,采用砼、轻骨料砼或加气砼,以及利用河砂、各种工业废料、粉煤灰、煤干石等制无热料水泥煤渣砼砌块或蒸压灰砂砖、粉煤灰硅酸盐砖、砌块等在我国有较大的发展。1958年建成采用砌块作墙体的房屋,经过四十多年的实践,砌块墙体已成为我国墙体革新的有效途径之一。砌块种类、规格较多,其中以中、小型砌块较为普遍,在小型砌块中又开发出多种强度等级的承重砌块和装饰砌块。据不完全统计[6],1996年全国砌块总产量约为2500万m3,各类砌块建筑

约5000万m2,近十年砼砌块与砌块建筑的年递增都在20%左右,尤其以大中城市推广迅速,以上海推广砌块建筑为例,1994年约50万m2,1995年100万m2,1996年约150万m2,到1999年一季度累计完成的砌块建筑450万m2。这些砌块建筑大多是多层的,至于中高层、高层砌块建筑我国于80年代就着手和进行试点工作,如1982年建成的广西区科委十层砌块住宅试验楼、1986年建成的广西区建二公司十一层小砌块试验楼,[7]为我国砌块中高层的发展作了开创性的工作。从90年代初期,在总结国内外配筋砼砌块试验研究经验的基础上,我国在配筋砌块结构的配套材料、配套应用技术的研究上获得了突破,在此基础上开展了更具代表性和针对性的试点工程[10],如1997年建成的盘锦市国税局15层砌块住宅,1998年建成的上海砼空心砖块配筋砌体住宅试点工程[8]。试点工程实践表明,中高层配筋砌块建筑具有明显的社会经济效益:前者15层砌块建筑,节省钢材45%、土建造价降低18%;上海18层节约钢材25%,土建造价降低7.4%。因此,将中高层配筋砌块结构体系纳入到我国砌体结构设计规范中是理所当然的。由此可见,作为粘土砖的主要替代材和某些功能强于粘土砖的砌块的发展前景是非常好的。

我国在50年代~70年代,采用预制大型墙板建造多层住宅,如采用振动砖墙板、烟灰煤渣、矿渣砼墙板建造了几十万m2的建筑。近10多年来北京等地采用内浇外砌的混合结构建造中高层建筑,取得了较好的经济效益。最近几年清华大学开展了多层大开间砼核心筒、砌体外墙的混合结构的试验研究和小规模试点工程,在改进和扩展砌体结构的性能和应用范围作了有益的探索。[12、13]

我国配筋砌体应用研究起步较晚,60年代衡阳和株州一些房屋的部分墙、柱采用网状配筋砌体承重,节省纲材和水泥。1958~1972年在徐州采用配筋砖柱建筑了12-24m、吊车起重量50-200t的单层厂房36万m2,使用情况良好。70年代以来,尤其是1975年海城—营口地震和1976年唐山大地震之后,对设置构造柱和圈梁的约束砌体进行了一系列的试验研究,其成果引入我国抗震设计规范。在此基础之上,通过在砖墙中加大加密构造柱形成所谓强约束砌体的中高层结构的研究取得了可喜的成果。如辽宁省沈阳市、江苏徐州、湖南长沙、兰州等地先后建造了8~9层上百万m2的这类建筑,获得了较好的经济效益。这些研究成果有的已纳入到地方标准或国家标准[14、15、16]。这是我国科研工在粘土砖砌体低强材料情况下,向中高层作出的贡献。利用如此低的砌体材料在地震区建造如此之高的建筑唯有中国!

和约束配筋砌体对应的是所谓均匀配筋砌体,即国外广泛应用的配筋砼砌块剪力墙结构,这种砌体和纲筋砼剪力墙一样,对水平和竖向配筋有最小含钢率要求,而且在受力模式上也类同于砼剪力墙结构,它是利用配筋砌块剪力墙承受结构的竖向和水平作用,是结构的承重和抗侧力构件。配筋砌体具有强度高、延性好,和钢筋砼剪力墙性能十分类似,可以用于大开间和高层建筑结构[6]。如美国抗震规范规定,配筋砌体的适用范围同钢筋砼结构。我国在80年代初期主持编制国际标准《配筋砌体设计规范》[11]起至今对其进行了较为系统的试验研究[7、8、9],表明用配筋砌体可建造一定高度的既经济又安全的建筑结构,如广西的10-11层、盘锦的15层、上海的18层等。目前正在筹建的配筋砌块高层有首钢十八层配筋砌块住宅工程,辽宁抚顺6栋16层砌块住宅、哈尔滨2栋18层砌块住宅等。可见配筋砌体中高层的研究和应用具有十分广阔的前景。

我国有着用砖砌筑拱和券的丰富经验,解放以来,又向新的结构形式和大跨度方向发展。50-60年代修建了一大批砖拱屋盖和楼盖,还建成了10.511.3m的扁球形砖壳屋盖,1616m的双曲扁球型砖薄壳和40m直径的园形球砖壳。60年代南京用带勾空心砖建成1410m双曲扁壳屋盖仓库,以及10m直径的园形壳屋盖油库,在西安建成了24m双曲扁壳屋盖等。70年代我国还在闽清梅溪大桥工程中建成88m跨的双曲砖拱桥等。

三砌体结构理论研究与计算方法

解放前直至1950年我国谈不上有任何结构设计理论。国家建委于1956年批准在我国推广应用苏联《砖石及钢筋砖石结构设计标准和技术规范》NUTY120-55,直到60年代。60~70年代初,在我国有关部门的领导和组织下,在全国范围内对砖石结构进行了比较大规模的试验研究和调查,总结出一套符合我国实际、比较先进的砖石结构理论、计算方法和经验。在砌体强度计算公式、无筋砌体受压构件的承载力计算、按刚弹性方案考虑房屋的空间工作,以及有关构造措施方面具有我国特色。在此基础上于1973年颁布了国家标准《砖石结构设计规范》GBJ3-73。这是我国第一部砖石结构设计规范。从此使我国的砌体结构设计进入了一个崭新的阶段。70年代中期至80年代末期,为修订GBJ3-73规范,我国对砌体结构进行了第二次较大规模的试验研究,其中收集我国历年来各地试验的砌体强度数据4023个,补充长柱受压试件近200个,局压试件100多个,墙梁试件200多根及2000多个有限元分析数据和进行了11栋多层的砖房空间性能实测和大量的理论分析工作等。这样在砌体结构的设计方法、多层房屋的空间工作性能、墙梁的共同工作,以及砌块的力学性能和砌块房屋的设计方面取得了新的成绩。此外对配筋砌体、构造柱和砌体房屋的抗震性能方面也进行了许多试验研究。相继出版了《中型砌块建筑设计与施工规范》JGJ5-80、《砼小型空心砌块建筑设计与施工规程》JGJ14-82、《冶金工业厂房钢筋砼墙梁设计规程》YS07-79、《多层砖房设置钢筋砼构造柱抗震设计与施工规程》JGJ13-82等,非凡是《砌体结构设计规范》GBJ3-88,使我国砌体结构设计理论和方法趋于完善。我国砌体结构可靠度的设计方法,已达到当前的国际先进水平。对于多层砌体房屋的空间工作,在墙梁中考虑墙和梁的共同工作和局压设计方法等专题的研究成果在世界上处于领先地位。近10余年来,非凡是《砌体结构设计规范》GBJ3-88颁行后,进入了第三次较大规模的修订时期。如1995年颁行的《砼小型空心砖块建筑技术规程》JGJ/T14-95,通过试验增强抗震构造措施,使原规范可增加一层,扩大了地震区的应用范围。1999年6月1日颁行的《砌体工程施工及验收规范》GB50203-98,取代了《砖石工程施工及验收规范》GB203-83。它主要补充了近年来新型材料和配筋砌体施工技术、施工质量控制等级方面的内容。目前正在修编的《砌体结构设计规范》GBJ3-88,主要在砌体结构可靠度方面、配筋砼砌块砌体、墙梁的抗震方面作了调整和补充。砌体结构可靠度,根据我国当前国情,作了适当的上调。这样作主要为促进采用较高等级的砌体材料,提高耐久性和适当提高抗风险能力。配筋砌体,非凡是配筋砼砌块中高层,根据我国主编的国际标准《配筋砌体结构设计规范》和我国近年来各地较大规模的试验研究和试点建筑的经验,使我国配筋砌体的理论更完善,应用范围和限制有了较大的扩展和突破。如其应用范围,已达到钢筋砼剪力墙的适用范围。配筋灌孔砼砌块砌体是作为一个体系纳入到砌体规范中的,它的未来的实施,对促进我国砌块结构向高档次发展具有重要作用。

另外本次修订增补了墙梁在地震区的设计方法,进一步扩大了这种结构形式的使用范围。另外根据多年来砌体结构,非凡是新型墙体材料结构的温度裂缝、干燥收缩裂缝普遍比较严重,进行深入研究后,增加了比较有效的抗裂构造措施。

我国砌体结构理论近年来有较大提高,反映在《砌体结构设计规范》GBJ3-88颁行前后,陆续出版了许多教材和著作,如丁大钧主编的《砌石结构》、《砌体结构学》、施楚贤主编的《砌体结构理论与设计》,以及《砌体结构论文集》、《砌体结构设计手册》等。这些对促进我国砌体结构的发展有一定作用。

四展望

砌体是包括多种材料的块体砌筑而成的,其中砖石是最古老的建筑材料,几千年来由于其良好的物理力学性能、易于取材、生产和施工,造价低廉,致今仍成为我国主导的建筑材料。但是我国的砌体材料普遍存在着自重大、强度低、生产能耗高、毁田严重、施工机械化水平较低,和耐久性、抗震性能较差等弊病。因此我认为要针地这些问题开展下列方面的工作。

1、积极开发节能环保形的新型建材[3]

1988年第一次国际材料研究会议上首次提出“绿色建材”的概念,1992年6月联大巴西里约热内卢环境和发展世界各国首脑会议,通过了“21世纪议程”宣言,确认了“可持续发展”的战略方针,其目标是:依据环境再生、协调共生、持续自然的原则,尽量减少自然资源的消耗,尽可能对废弃物的再利用和净化。保护生态环境以确保人类社会的可持续发展。

近年来发达国家在实施《绿色建材》计划上取得了较大的进展,我国以1992年联合国环境与发展首脑会议为契机,遵照同志“经济的发展,必须与人口、环境、资源统筹考虑,决不能走浪费资源和先污染后治理的老路,更不能吃祖宗饭、断子孙路……。”的指示精神,迅速行动起来,广泛研制“绿色建材”产品,取得了初步成果。

1)加大限制高能耗、高资源消耗、高污染低效益的产品的生产力度。如对粘土砖国家早就出台了减少和限制的政策。近年的限制力度越来越大,如北京、上海等城市在建筑上不准采用粘土实心砖,这间接地促进了其它新材的发展。

2)大力发展蒸压灰砂废渣制品。这包括钢渣砖、粉煤灰砖、炉渣砖及其空心砌块、粉煤灰加气砼墙板等。这些制品我国80年代以前生产量曾达2.5亿块,吃掉工业废渣几百万吨,但由于种种原因大多数厂家已停产,致使粘土砖生产回潮。今后应加大科研投入、改进工艺、提高产品性能和强度等级、降低成本,向多功能化发展。

3)利用页岩生产多孔砖。我国页岩资源丰富,分布地域较广。烧结页岩砖具有能耗低、强度高、外观规则,其强度等级可达MU15~MU30,可砌清水墙和中高层建筑。页岩砖在四川、湖北和大连等地已初步应用。如城都的“绵城苑”小区16万m2的建筑均采用这种砖。

4)大力发展废渣轻型砼墙板。这种轻板利用粉煤灰代替部分水泥,骨料为陶粒、矿渣或炉渣等轻骨料,加入玻璃纤维或其它纤维。以及其它轻材料墙板,提高砌体施工技术的工业化水平。

5)GRC板的改进与提高。这种板自重轻、防火、防水、施工安装方便。GRC空心条板是大力发展的一种墙体制品,需用先进的生产工艺和装配,以提高板的产量和质量。

6)蒸压纤维水泥板。我国是世界上第三大粉煤灰生产国,仅电力工业年排灰量达上亿吨,目前的利用率仅为38%。其实粉煤灰经处理后可生产价值更高的墙体材料。如高性能砼砌块、蒸压纤维增强粉煤灰墙板等。它具有容重低、导热系数小、可加工性强、颜色白净的特点,目前全国的产量已达700万m2。

7)大力推广复合墙板和复合砌块。目前国内外没有单一材料,既满足建筑节能保温隔热,又满足外墙的防水、强度的技术要求。因此只能用复合技术来满足墙体的多功能要求。如钢丝网水泥夹芯板。目前看来,现场湿作业,抹灰后难以克服龟裂现象有待改进。

复合砌块墙体材料,也是今后的发展方向,如采用矿渣空心砖、灰砂砌块、砼空心砌块中的任一种与绝缘材料相复合都可满足外墙的要求,目前已有少量生产。我国在复合墙体材料的应用方面已有一定基础,宜进一步改善和完善配套技术,大力推广,这是墙体材料“绿色化”的主要出路。

2、发展高强砌体材料

目前我国的砌体材料和发达国家相比,强度低、耐久性差。如粘土砖的抗压强度一般为7.5~15Mpa,承重空心砖的孔隙率≤25%。而发达国家的抗压强度一般均达到30~60Mpa,且能达到100Mpa,承重空心砖的孔洞率可达到40%,容重一般为13KN/m3,最轻可达0.6KN/m3。根据国外经验和我国的条件,只要在配料、成型、烧结工艺上进行改进,是可以显著提高烧结砖的强度和质量的。如我国中美合资大连太平洋砖厂可生产出20Mpa~100Mpa的页岩砖。由于强度高、耐久性、耐磨性和独特的色彩,可作清水墙和装饰材料,已出口和广泛用于高档建筑。高强块材具有比低强材料高得多的价格优势。

根据我国对粘土砖的限制政策,可就地取材、因地植宜,在粘土较多的地区,如西北高原,发展高强粘土制品、高空隙率的保温砖和外墙装饰砖、块材等;在少粘土的地区发展高强砼砌块、承重装饰砌块和利废材料制成的砌块等。

在发展高强块材的同时,研制高强度等级的砌筑砂浆。目前的砂浆强度等级最高为M15。当与高强块材匹配时需开发大于M15以上的高性能砂浆。我国正在起草的《砼小型空心砌块砂浆和灌孔砼》行业标准中砂浆的强度等级为M5~M30,灌孔砼的强度等级为C20~C40,这是砼砌块配套材料方面的重要进展,对推动高强砌体材料结构的发展有重要作用。

根据发展趋势,为确保质量,发展干拌砂浆和商品砂浆具有很好的前景。前者是把所有配料在干燥状态下混合装包供给现场按要求加水搅拌即可。天津舒布洛克水泥砌块公司已供给这种干拌砂浆,价格约高20%左右。商品砂浆的优点同商品砼。这类砂浆的发展一旦取代传统砂浆,将是一个多么巨大的变化!

3、继续加强配筋砌体和预应力砌体的研究。

我国虽已初步建立了配筋砌体结构体系,但需研制和定型生产砌块建筑施工用的机具,如铺砂浆器、小直径振捣棒、小型灌孔砼浇注泵、小型钢筋焊机、灌孔砼检测仪等。这些机具对配筋砌块结构的质量至关重要。

预应力砌体其原理同预应力砼,能明显地改善砌体的受力性能和抗震能力。国外,非凡是英国在配筋砌体和预应力砌体方面的水平很高。我国80年代初期曾有过研究,但直至最近才有少数专家研究,如重庆建筑大学的骆万康教授对预应力砖墙的抗震设计提出了建议。[17]

4、加强砌体结构理论的研究

进一步研究砌体结构的破坏机理和受力性能,通过物理和数学模式,建立精确而完整的砌体结构理论,是世界各国关心的课题。我国在这方面的研究具有较好的基础,有的题目有一定的深度,[18]继续加强这方面的工作十分有利,对促进砌体结构发展也有深远意义。为此还必须加强对砌体结构的实验技术和数据处理的研究,使测试自动化,以得到更精确的实验结果。

正如一位资深砌体结构学者,E、A、James指出“砌体结构经历了一次中古欧洲的文艺复兴,其有吸引力的功能特性和经济性,是它获得新生的关键。我们不能停留在这里。我们正在进一步赋予砌体结构的新的概念和用途”。我们对砌体结构的未来布满信心,在党的方针政策的正确指引下,坚持科学态度,敢于创新,不断努力,为我国及世界的砌体结构的发展作出更大的贡献。

参考文献

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2、施楚贤主编.砌体结构理论与设计.中国建筑工业出版社.1992.

3、周玉琴等.浅谈新世纪“绿色建材”在国内外发展趋势.天津墙改办.墙改与节能.1999.

4、建筑结构设计统一标准修订组.我国建筑结构设计可靠度设定水平分析与改进意见.1999.7

5、郑墨林.烧结保温空心砌块的性能与应用初探.天津墙改办.墙改与节能.1999.

6、苑振芳.砼砌块建筑发展现状及展望.工程建设标准化.1998.

7、广西建科所.抗震设防配筋小砌块高层建筑研究—成果鉴定资料.1987.12

8、肖小松.砼砌体的性质.同济大学博士后工作报告.1998.5

9、谢小军.砼小砌块砌体力学性能及其配筋砌体抗震性能的研究.湖南大学硕士论文.1998

10、苑振芳.15层配筋砌块住宅试点工程简介.施工技术.1998.

11、苑振芳.国际标准《配筋砌体结构设计与施工规范》简介.工程建设标准化.1995.

12、方鄂华等.砼筒一组合墙及开洞组合墙模型试验及承载力研究.建筑技术.1997

13、王绍豪等.带砼筒大开间砖混结构灵活住宅结构设计建议.建筑技术.1997

14、沈阳市建设标准《钢筋砼—砖组合墙结构技术规程》SYJB2-95

15、江苏省地方标准《约束砖砌体建筑技术规程》DB32/113-95

16、甘肃省标准《中高层砖墙与砼剪力墙组合砌体结构设计与施工规程》DBJ25-56-95

17、骆万康.关于砌体抗剪力强度计算与集中式预应力砖墙抗震设计的建议.99’全国砌体结构学术会议论文集.1999.9

砌体结构论文篇5

关键词:水工压力隧洞;衬砌;内水压力;外水荷载

1水工压力隧洞最小覆盖厚度

1.1抗抬准则

水工压力隧洞结构设计的核心问题之一,是研究分析如何使隧洞衬砌与围岩密切接触,联合工作,共同承载,并计算分析衬砌与围岩相脱离可能产生的不利后果。

围岩质量良好的不衬砌水工压力隧洞,内水压力直接作用于围岩,要使隧洞围岩不失稳,且不因渗水过大而影响隧洞结构安全,必须使隧洞上覆岩体厚度大于最小覆盖厚度,以达到必要的满足抗抬要求的初始应力条件。

对混凝土或钢筋混凝土衬砌压力隧洞,一般应考虑衬砌对内水压力的消减,计算作用于围岩洞壁上的内压力,进行围岩最小覆盖厚度验算。依据挪威抗抬准则,分别给出如下洞身垂直向、侧向岩体覆盖厚度计算公式(见附图):

(1)

式中:hl―沿洞室围岩径向岩体覆盖厚度;Cl―水平方向岩体厚度;γω―水的容重;γd―岩体容重;H―洞轴线埋深;β―山坡最小岩体覆盖面坡角;F―经验安全系数。

1.2水力劈裂准则与最小主应力准则

隧洞开挖后,总存在与洞室周边围岩相交的节理、裂隙,若在内水压力的作用下,裂隙法向应力变为拉应力,裂隙将张开,即产生水力劈裂。因此,隧洞上覆围岩最小覆盖厚度尚应满足围岩产生的初始法向压应力应大于内水压力产生的法向拉应力要求,即满足水力劈裂准则。

水力劈裂准则力学概念清晰,但由于围岩节理、裂隙的随机性,要分析计算每条与洞室周边正交的裂隙初始法向应力,在工程实际中是不可能的。针对水力劈裂准则的上述缺陷,挪威德隆汉姆大学提出了更合理、更通用的最小主应力准则,即隧洞充水运行后的内水压力应小于围岩二次应力场中的最小主应力,即

(2)

式中:σ2min―隧洞围岩二次应力场中的最小主应力;其它符号意义同前。

实际工程表明,如若洞周存有透水构造连通裂隙或排水设施,使洞周围岩渗透水力梯度增大,即便式(2)成立,则仍有可能产生严重内水外渗,甚至渗透失稳问题,危害隧洞及近邻建筑物安全。因此,应通过合理选择洞线与采用钢衬或对围岩实施化学灌浆等工程措施防止隧洞内水外渗,避免围岩发生水力劈裂和渗透失稳。

2水工压力隧洞主应力大小顺序与荷载关系

水工压力隧洞围岩在内水压力作用下,有可能出现围岩塑性区。对水工压力隧洞围岩进行弹塑性应力分析计算,工程界大多采用莫尔―库仑(Mohr-Coulomb)屈服条件或统一强度理论屈服条件,但在具体计算时,众多文献往往未深入分析水工压力隧洞荷载与主应力大小顺序间的相关联特性,拘泥于材料力学抗压试验莫尔应力圆的大小主应力符号规定,即局限于σθ

(3)

或如下统一强度理论屈服条件表达式:

(4)

对水工压力隧洞,充水运行时,由于荷载的变化,大主应力为σθ,小主应力为σr,相应莫尔―库仑屈服条件表达式为:

(5)

水工压力隧洞运行时,相应统一强度理论屈服条件表达式应为:

(6)

显然,式(5)、式(6)与式(3)、式(4)迥异。

综上可见,局限于岩石抗压试验所获得的应力圆包络线,机械地认为恒有关系式σθ

事实上,式(3)、式(4)仅分别为水工压力隧洞完建期(或放空检修期)的莫尔―库仑屈服条件、统一强度理论屈服条件表达式。也就是说,水工压力隧洞运行期屈服条件表达式与完建期(或放空检修期)屈服条件表达式不同,与荷载条件相关联。有必要指出,这一问题曾长期为水工设计人员疏忽,目前,仍有不少工程师未予明晰。

3水工压力隧洞外水荷载

3.1外水荷载概念与[(SL279-2002)、(DL/T5195-200)]《水工隧洞设计规范》近似处理

水工压力隧洞是赋存于地质岩体环境中的建筑物,其一个很重要的环境因素就是地下水,合理确定这一环境因素产生的地下水荷载值是隧洞结构设计的又一关键问题。囿于问题的复杂性,工程界对其争论时日已久,至今仍未达成共识。

近代隧洞支护理论深刻地认识到围岩既是产生围岩压力的主体,又是承受这一压力的承载结构主体,且是构成自承结构的天然主体材料,而衬砌的目的是加固围岩,保护围岩,与围岩联合工作,共同承载,这时衬砌外缘已不再是结构的自由边界。位处地下水位以下的衬砌所受外水荷载为浮力及相应渗流场产生的渗透体积力,在衬砌与围岩密切接触,联合工作条件下,正如不再存在作用于衬砌外缘边界上的山岩压力一样,此时衬砌外缘也不复承受作为边界荷载的外水压力。

由上可见,现行《水工隧洞设计规范》[(SL279-2002)、(DL/T5195-2004)](以下简称《规范》)引用“外水压力折减系数”概念,采用衬砌与围岩相脱离计算模型,将作用于衬砌的渗流体积力用作用在衬砌外缘的边界水压力代替,显然这是一种工程近似处理。也就是说,隧洞结构所受外水荷载为体积力是含水围岩的一般形态,而边界力是它的特殊形态,《规范》引用“外水压力折减系数”估算外水荷载仅是一种工程简化与近似处理,并未揭示外水荷载的工程本质性态。水工结构工程师明晰这一点,无疑可加深对隧洞外水荷载这一基本荷载的认知与对《规范》简化处理的理解。

隧洞外水荷载与隧洞所处山体地形、围岩渗透系数、岩层结构、地质构造、渗流流态、衬砌结构、排水条件等有关,对重要隧洞工程,如要准确确定,则需通过渗流场分析求算。

由于渗流场分析计算工作量较大,且囿于计算模型选取、计算参数确定存有实际困难,对一般隧洞工程这一方法便显得不现实,通常仍采用“外水压力折减系数”方法进行估算。

《规范》对外水压力折减系数的水力学意义界定,系指衬砌外缘所受水压力与隧洞轴线处地下水静水压力之比。而工程师在设计取值时,尚应考虑渗流中水头损失影响,无外水压力作用面积折减影响与排水设施的卸压影响,并应充分分析研究内水外渗对隧洞开挖后渗流场的扰动影响和对隧洞结构运行安全的影响。

如某水库调压井与隧洞衬砌质量差,内水外渗严重,致使近调压井隧洞衬砌外表面聚集很高的外水压力,在隧洞紧急下闸放空检查时,聚集的外水没有时间排出,而隧洞衬砌裂缝在外水压力作用下迅速闭合,外水返渗受阻,衬砌因承受极大的分布不均外水压力而遭破坏,只得采用钢衬进行加固处理。

这一工程事故实例明确无误地告诫水工工程师应高度重视隧洞外水荷载的合理取用与内水外渗可能产生的严重后果。

3.2《规范》外水荷载近似处理的理论缺陷

上目“3.1”所述《规范》外水荷载计算模型,将作用于隧洞衬砌的渗透体积力简化为作用于衬砌外缘的边界力,这一近似处理在理论上存有明显缺陷。

《规范》明确规定,水工隧洞混凝土及钢筋混凝土衬砌结构按限制裂缝开展宽度设计,允许最大裂缝宽度限值为0.3 mm,但是《规范》又假定衬砌是不透水的,将内水压力、外水荷载分别视作作用于衬砌内缘、外缘的边界力。即《规范》衬砌结构的固体力学模型认为衬砌已开裂且裂缝充分扩展,衬砌裂缝渗透性能很强;而衬砌结构的水力学模型又认为衬砌是不透水的,将内水压力、外水荷载作为面力处理,相互矛盾。显然,《规范》隧洞衬砌结构计算模型的不协调性,反映出《规范》设计理论的不完备性。

4钢筋混凝土衬砌的水工隧洞轴向裂缝与限裂设计

4.1钢筋混凝土衬砌轴向裂缝与限裂

《规范》“条文说明”明确指出,“采用混凝土和钢筋混凝土衬砌的水工隧洞,不可避免地都会出现裂缝”。其缘由是混凝土是抗拉强度远低于抗压强度的材料,试验资料给出混凝土的极限拉应变值εmax=0.0001~0.00015,于是隧洞混凝土衬砌能经受的降温变化只有7℃~10℃,从而常难抵抗降温与荷载联合作用产生的拉应力而开裂。在混凝土产生裂纹时,钢筋由于与衬砌混凝土变形协调,处于低应力工作状态,约为2×104kPa,也就是说,此时钢筋对钢筋混凝土衬砌的抗裂性能贡献甚微,无力以助。

如不计变温应力,则对于内半径r0=1.0m,采用0.3m厚C25混凝土衬砌的水工压力隧洞,若衬砌混凝土的极限拉应变取εmax=1×104,由式σmax=Ecεmax(Ec为衬砌混凝土弹性模量)计算得衬砌相应极限拉应力值为2.8MPa。

又由仅受内水压力作用的拉梅(Lame)公式:

(7)

式中:r0―隧洞衬砌内半径;r1―隧洞衬砌外半径;p0―衬砌内表面所受均匀内水压力。

令σθ=σmax,可得p0=0.72 MPa。这说明当不计围岩抗力,内水压力大于72 m水头时,隧洞衬砌混凝土将开裂。也就是说,对于高压水工隧洞钢筋混凝土衬砌,当衬砌所受主拉应力超过混凝土的抗裂强度时,衬砌混凝土开裂是必然的,众多水工高压隧洞工程实例均证实了这一结论。

混凝土衬砌开裂后,内水由裂缝外渗,隧洞洞室内壁所受水压力荷载将接近于内水压力荷载,也就是说,此时无论隧洞围岩能否承担内水压力,内水压力荷载基本上已由围岩承担,若要隧洞衬砌承担全部高内水压力,则只有采用钢衬,即钢筋混凝土衬砌只能按限制裂缝开展宽度设计。

而《规范》给出的隧洞钢筋混凝土衬砌裂缝宽度验算方法,是援用《水工钢筋混凝土结构设计规范(试行)》(SDJ20-78)普通钢筋混凝土结构理论,按独立构件正截面裂缝宽度验算公式计算隧洞衬砌混凝土裂缝开展宽度,未能考虑地下工程衬砌结构与围岩联合承载的本质特征,未能把握隧洞衬砌裂缝产生、开展与一般水工钢筋混凝土结构不同的性态特征。

因此,《规范》关于隧洞衬砌限裂设计的计算理论与计算模型均欠合理,存有严重缺陷。这一点,经长期争论,目前在水利水电工程界已达成共识,2008年11月由国家水利部颁布的《水工混凝土结构设计规范》(SL191-2008)7.2.2条注1已明确指出,普通钢筋混凝土构件最大裂缝宽度计算公式不适用于围岩中的衬砌结构。

4.2钢筋混凝土衬砌裂缝宽度验算的断裂力学法

室内试验与原型观测均表明,水工压力隧洞衬砌出现裂缝的规律与一般钢筋混凝土结构差异明显,其缘由是与隧洞结构特点和衬砌开裂后的应力状态变化有关,当衬砌在洞段围岩某薄弱处出现裂缝后,裂缝处的拉应力立即消除,近处围岩、衬砌的应力重新调整。压力水的进入并向着裂缝的两侧壁挤压,使裂缝附近的衬砌拉应力释放,并迅速降低、消退,而裂缝则在压应力的作用下快速扩展。

因此,在裂缝近侧随着压应力的增大且不断扩大其影响范围的同时,在其邻近将不可能再出现因拉应力超过衬砌混凝土抗拉强度而产生新的裂缝,即隧洞钢筋混凝土衬砌裂缝呈“稀而宽”的特征。随着混凝土裂缝的扩展,钢筋应力急剧增大,且起着限制裂缝开展宽度与改善混凝土应力的作用。

5钢筋混凝土衬砌伸缩缝间距设计与环向裂缝开展宽度

《规范》明确指出,隧洞衬砌“在地质条件明显变化处和井、洞交汇处,进、出口处或其他可能产生较大相对变位处,应设置永久伸缩缝”;对“有压隧洞……,衬砌的环向施工缝应根据具体情况采取必要的接缝处理措施”。通常,隧洞衬砌接缝处理措施有凿毛、布设接缝钢筋(或穿缝钢筋)、设止水结构等,如若水工压力隧洞有防止内水外渗对围岩结构产生不利影响的要求,则其施工缝的接缝处理措施只能是设置止水,纵向钢筋不得穿过缝面。也就是说,对有限裂防渗要求的水工压力隧洞,其环向施工缝布置应与伸缩缝间距设计相协调。

目前,国内外有关隧洞设计的规范及计算方法,只考虑隧洞衬砌的横断面结构内力与配筋计算,不考虑隧洞衬砌的轴向受力,但隧洞衬砌出现环向裂缝,说明疏忽隧洞结构的轴向受力分析是设计的缺陷。水工压力隧洞衬砌伸缩缝间距设计,目前主要由设计工程师凭经验估定,往往不尽合理,不能保证结构安全运行;而环向裂缝开展宽度计算,基本上属于设计盲区,设计人员甚少涉及。

为解决这一工程实际问题,根据隧洞结构所处的环境温度变化、围岩平整度与约束衬砌条件,采用岩体力学提出的隧洞衬砌与围岩接触面上的剪应力与剪应力方向位移成线性关系的理论,建立了考虑变温荷载与均匀内水压力联合作用的隧洞衬砌伸缩缝间距、环向裂缝开展宽度计算方法,给出了相应解析计算公式,所获成果可供水工设计人员参考使用。

参考文献:

[1]蔡晓鸿,蔡勇平.水工压力隧洞结构应力计算[M].北京:中国水利水电出版社,2004:35-42;181-187;212-234.

[2]蔡晓鸿,胡志英,等.龙源口水电站发电引水隧洞裂缝验算[J].江西水利科技,2007,33(4):191-193.

砌体结构论文篇6

关键词:缺点创新发展

中国的古迹“万里长城”,它是两千多年前用“秦砖汉瓦”建造的世界上最伟大的砌体工程之一。中国是个砌体大国。砌体结构是由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。从解放到现在砌体结构在新中国的发展建设中起到了不可替代的作用,但同时许多质量问题也暴露出来了。

一、砌体结构的缺点

(一)强度不满足要求。1、设计截面太小,承载力不够;2、水、电、暖、卫设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;4、施工质量差,砂浆饱满度严重不足,施工时的砖没有浸水,引起灰缝强度不足等。

(二)错位及变形。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,导致新砌体墙平面外变形失稳。

(三)局部损伤及倒塌。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。

1、温度变形。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,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。温度或环境温度温差太大。砖墙温度变形受地基约束。砌体中的混凝土收缩(温度与干缩)较大。

2、地基不均匀沉降。地基沉降差较大,地基局部塌陷,地基冻胀,地基浸水,地下水位降低,相邻建筑物影响。如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。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。中心受压砖注的竖向裂缝;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。沉降缝设置不当、建筑结构整体性差、墙内留洞、不同结构混合使用,又无适当措施,新旧建筑连接不当、留大窗洞的墙体构造不当等原因的存在使气体的结构上存在着诸多问题。

5、材料质量不良。(1)砂浆体积不稳定。如水泥安全性不合格,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。

设计不当、材料不良、施工低劣和地震及机械振动造成的裂缝比较容易观察和判别。砌体最常见的裂缝原因是温度变形和地基不均匀沉降引起的,但也有因荷载过大或截面过小导致的裂缝,则其危害性往往更严重。传统的砌体结构存在着如此多的缺点,但我们也不能否认其价格低廉,就地取材,施工简单等优点。通过改善砌体结构,使用绿色环保砌体原材料是砌体在建筑材料中继续担当重任的唯一出路。

二、砌体材料的创新

为了节约资源,保护耕地,保护环境的新型墙体材料目前已得到广泛的应用,新型砌体材料品种繁多,常用的有蒸压灰砂砖、砼小型砌块、加气珍珠岩砖等。许多施工人员对其施工工艺不甚了解,在选购、保管、使用中对一些有别于粘土实心砖的处理方法,因此在实际施工过程中出现了不少问题,特别是产生裂缝,渗漏。

(一)积极开发节能环保形的新型建材

1、大力发展蒸压灰砂废渣制品。这包括钢渣砖、粉煤灰砖、炉渣砖及其空心砌块、粉煤灰加气砼墙板等。今后应加大科研投入、改进工艺、提高产品性能和强度等级、降低成本,向多功能化发展。

2、利用页岩生产多孔砖。我国页岩资源丰富,分布地域较广。烧结页岩砖具有能耗低、强度高、外观规则,其强度等级可达MU15~MU30,可砌清水墙和中高层建筑。

3、 大力发展废渣轻型砼墙板。这种轻板利用粉煤灰代替部分水泥,骨料为陶粒、矿渣或炉渣等轻骨料,加入玻璃纤维或其它纤维。以及其它轻材料墙板,提高砌体施工技术的工业化水平。

4、蒸压纤维水泥板。其实粉煤灰经处理后可生产价值更高的墙体材料。如高性能砼砌块、蒸压纤维增强粉煤灰墙板等。它具有容重低、导热系数小、可加工性强、颜色白净的特点。

根据我国对粘土砖的限制政策,可就地取材、因地植宜,在粘土较多的地区,如西北高原,发展高强粘土制品、高空隙率的保温砖和外墙装饰砖、块材等;在少粘土的地区发展高强砼砌块、承重装饰砌块和利废材料制成的砌块等。

三、砌体结构的发展

国外广泛应用了配筋砼砌块剪力墙结构,这种砌体和纲筋砼剪力墙一样,对水平和竖向配筋有最小含钢率要求,而且在受力模式上也类同于砼剪力墙结构,它是利用配筋砌块剪力墙承受结构的竖向和水平作用,是结构的承重和抗侧力构件。配筋砌体具有强度高、延性好,和钢筋砼剪力墙性能十分类似,可以用于大开间和高层建筑结构。用配筋砌体可建造一定高度的既经济又安全的建筑结构,配筋砌体中高层的研究和应用具有十分广阔的前景。

我国虽已初步建立了配筋砌体结构体系,但需研制和定型生产砌块建筑施工用的机具,如铺砂浆器、小直径振捣棒(ф≤25)、小型灌孔砼浇注泵、小型钢筋焊机、灌孔砼检测仪等。这些机具对配筋砌块结构的质量至关重要。

预应力砌体其原理同预应力砼,能明显地改善砌体的受力性能和抗震能力。无论是砖砌体还是砌块砌体,其抗拉强度都很低,这一特点大大限制了砌体在工程中的应用。砌体规范[1]建议偏压砌体构件偏心距e 不宜超过0.7y,以防受拉破坏而使承载力过低。因此,在许多以水平荷载为主的构件设计中,会造成截面过大,竖向承载力富余的浪费。为进一步挖掘砌体的承载潜力,扩大其使用范围,人们从素混凝土配筋混凝土预应力混凝土的发展中得到了启示,对砌体施加预应力,能够改善砌体的受力情况,改善抗弯、抗剪性能,提高竖向承载力和主拉应力强度,充分提高砌体结构的延性和刚度[2]。

参考文献:

1 铁木辛柯(美).《结构理论》.北京,械工业出版社,2005 年5月;

2 李运华,王永锋.《浅谈砌体结构裂缝的原因及预防措施》. 黑龙江科技信息,2009年28期;

3 孙振鹏,曹震.浅谈砌体结构的加固方法.《黑龙江科技信息》,2009年 第26期;

砌体结构论文篇7

【关键词】砌体结构;历史发展;趋势

【中图分类号】TU 【文献标识码】A

【文章编号】1007-4309(2012)06-0142-1.5

砌体结构在我国有着悠久的历史。许多名胜古迹都是古人留下的砌体结构。砌体结构就是由砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构。在土木工程中砌体结构是一种主要的承重结构。

一、历史发展

石材和砖是两种古老的土木工程材料。石材砌体结构的应用屡见不鲜。据记载世界奇迹之一的长城始建于公元前7世纪春秋时期的楚国,它就是我国比较古老的砌体结构之一墙的结构内容是根据当地的气候条件而定的,总观万里长城的构筑方法,有如下几种类型:版筑夯土墙;土坯垒砌墙;青砖砌墙;石砌墙;砖石混合砌筑;条石;泥土连接砖等等。用砖砌、石砌、砖石混合砌的方法砌筑城墙,在地势坡度较小时,砌筑的砖块或条石与地势平行,而当地势坡度较大时,则用水平跌落的方法来砌筑。隋代时,由著名工匠李春建造的赵州桥,净跨37.37米,全长50.82米,宽约9米,拱高7.2米,是世界上最早建造的空腹式单孔圆弧石拱桥。

砖的使用也有较为悠久的历史。人们生产和使用烧结砖也有3000年以上的历史。我国在战国时期已能烧制大尺寸空心砖。南北朝以后砖的应用更为普遍。建于北魏孝明帝正光元年(公元520年)的河南登封嵩岳寺塔距今已有1470年,该塔底部在低平的基座上起两段塔身,中间砌一周腰檐作为分界。其中下段高3.59米,为上下垂直的素壁,比较简单,仅在四正面有门道;上段高3.73米,为全塔最好装饰,东、西、南、北四面各辟一券门通向塔心室,四正面券门与下段门道通,券门上有印度式火焰券门楣,其余八面各砌出一座单层方塔形壁龛,各转角处砌壁柱。中部是十五层密叠的重檐,用砖叠涩砌出,檐宽逐层收分,外轮廓呈抛物线造型,其意匠显然来自中国的重楼,其内部则是一个砖砌大空筒,有几层木楼板。最高处有砖砌塔刹,通高4.75米,以石构成,其形式为在简单台座上置俯莲覆钵,束腰及仰莲,再叠相轮七重与宝珠一枚。该塔塔心室作9层内叠涩砖檐,除底平面为十二边形外,余皆为八边形。塔下有地宫。岳寺塔是中国现存最古老的多角形密檐式砖塔。该塔虽然高大挺拔,但却是用砖和黄泥粘砌而成,塔砖小而且薄,历经千余年风霜雨露而依然坚固不坏,至今保存完好。以上这些历史上有名砌体结构建筑都体现了我国古代人民的智慧结晶,对我国后来的砌体结构建筑的研究起到了借鉴作用。

砌块的发展在我国起步比较晚。砌块中以混凝土砌块的应用较早,混凝土砌块于1882年问世,混凝土小型空心砌块起源于美国,第二次世界大战后混凝土砌块的生产和应用技术传至美洲和欧洲的一些国家,继而又传至亚洲、非洲和大洋洲。

1949年建国以来,砌体结构得到了飞速的发展。特别是60年代以后,我国粘土空心砖生产和应用有了很大的发展,在南京建造了8层空心砖承重的大桥旅馆。根据进一步节能要求,近年来我国在消化吸收国外先进技术的基础上,制造出规格为280mm×2mm×19mm孔洞率为40%的烧结保温空心砖,这种保温砖的密度为1012kg/m3,抗压强度10.5MPa主要力学和热工性能指标接近或达到国际同类产品的水平,20世纪90年代以来,在吸收和消化国外配筋砌体结构成果的基础上,建立了具有我国特点的钢筋混凝土砌块砌体剪力墙结构体系,大大地拓宽了气体结构在高层房屋及其在抗震设防地区的应用。除了以上的技术革新之外,近些年我国砖的年产量达到了世界其他各国产量的总和,百分之九十以上的墙体都采用砌体作为材料。

二、趋势

经过近几十年的发展,我国砌体结构已具有了自身的特性和理论,但与发达国家相比还存在一定的差距,因此我们应向新型的绿色材料的方向发展。砌体结构有着如下的特点,不得不让我们去重视对砌体结构的研究。砌体结构是由砌块和砂浆砌筑而成的构件,而砌块有多种材料的砌块,我国最古老的砌块即为砖和石。几千年来,由于砖、石具有良好的物理性能,可就地取材、生产和施工方法简便,造价低廉等优点,所以至今仍为我国主导的建筑材料。解放后我国也确实研制出多种材料的砌块,但都存在着自重大、强度低、生产耗能高、毁田严重、机械化水平低、耐久和抗震性能差的特点,所有这些都抑制着砌体结构的发展,砌体的这些特点不得不让我们去考虑怎样发展其特点,消除其弱点。

首先,我们要致力于发展高强轻质的砌体材料,现在我们国家的砌体材料要赶上发达国家,是存在很大距离的。从强度上来说,我国粘土砖的抗压强度一般为7.5-15Mpa。而发达国家的砖抗压强度一般均达到30-60Mpa,甚至可达到100Mpa。根据国外的先进经验和我国的条件,只要在配料、成型、烧结工艺等进行改进,可显著提高砖的强度和质量等等。其次我们要积极的研究节能环保的新型材料,这正是符合我国经济发展的现状,我国经济发展已经消耗了太多的不可再生资源,破坏了很多不可恢复的自然环境,这对我们子孙后代是非常不利的,我们在发展新型材料的时,要订立一下目标:依据环境再生,协调共生,持续自然的原则,尽量减少自然资源的消耗,尽可能对废弃物再利用和净化,保护生态环境,以确保人类社会的可持续发展。根据以上目标,我国已在这方面做出来了努力,如我国现已加大力度限制高能耗、高资源消耗、高污染、低效益的产品的生产等等。

【参考文献】

[1]熊仲明,许淑芳,韦俊.砌体结构[M].北京:科学出版社.

[2]王庆霖.砌体结构[M].北京:地震出版社.

[3]施楚贤.砌体结构理论与设计[M].北京:中国建筑工业出版社.

砌体结构论文篇8

论文关键词:砌体结构裂缝控制措施

 

1 前言

建筑砖砌体裂缝不仅种类繁多,形态各异,而且较普遍,轻微者影响建筑物美观,造成渗漏水,严重者降低建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。因此,正确分析原因、切实加以防治十分必要,十分迫切。现就笔者多年的工程质量监督实践谈几点本地区常见建筑砖砌体裂缝查处的体会。

2 温差变形引发的砖砌体裂缝

这类裂缝较典型和普遍的是建筑物(特别是那些纵向较长的)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,严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类型缝对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝、隔热层的房屋,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。具体的机理可认为是:在阳光照射下(特别是南方地区)屋面板温度可高达60~70℃,而在其下的砖砌体仅为30~35℃,如此大的温差,加上混凝土线膨胀系数比砖砌体近似大一倍,则根据王铁梦《建筑物的裂缝控制》一书中提出的计算理论和公式,可计算出砌体中的主拉应力。设砂浆强度M5.0、砖强度Mu7.5时,则其沿灰缝截面破坏时的轴心抗拉、抗剪强度设计值仅为0.14MPa和0.12MPa,而沿齿缝通缝的弯曲抗拉强度仅为0.25MPa和0.12MPa,则温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身抵抗力的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砌体结构裂缝控制措施,如无相应措施上述裂缝在所难免cssci期刊目录。当屋面向两端热胀时,致使下部砌体出现正“八”字缝,当冷缩时,就出现倒“八”字缝,一胀一缩则易出现“x”字缝。其防治的主要方法:一是减缓消除热胀冷缩动力源,如设隔热层、变形缝;二是增强相关砌体抗力,如提高砂浆强度,提高饱满度,空斗改实砌,加筋砌体,加设构造柱; 三是提高抹灰的抗裂能力(对于不影响结构安全的缝)。

例如本市长途运输公司一号集资楼,砖混7层,面积4901m2,建于1994年10月~1996年4月,纵长56m,未设变形缝,屋面为多孔板灌缝找平后加小青瓦坡屋面防水,两侧纵长为宽2m现浇屋面板并作排水檐沟使用,当年夏季过后即发现东西两端顶层边套边间纵墙出现约45°斜裂缝。为此,决定先作石膏试饼观察,及至1997年夏季后裂缝加剧,并由边间向内二三间发展、顶层向六、五层发展。在查明施工、设计及现状后即采取了对症措施:①以每套为独立元,将屋面板间正对的每套之间的多孔板端缝,重新切开留缝;②将相对此端缝的现浇檐沟板切缝分开(减缓了动力源);③将其内一道空斗纵墙干脆拆除改实砌;④在不明显影响结 构安全的缝部位,铲除原抹灰后加钢丝网片,再用高标号水泥砂浆粉刷修补。一年后再检未见变化。

又如在此事例教训下的该单位第二幢集资楼,砖混7层,面积6037m2,建于1996年6月~1998年6月,为防治上述裂缝,在六、七层的两端1/3纵长上加设必要的构造栓,提高砌筑砂浆强度到M5.0,全部实砌处理,至今检查未见此类裂缝出现。

同理,温差裂缝尚有屋面结构与其下相应砌体之间的水平缝,包角水平缝,沿窗上下角水平缝,女儿墙根部水平缝以及出现在靠近外纵墙的横墙上的内高外低斜裂缝等等。 对于出现这类斜裂缝一般为:上几层多于下几层,轻微者仅在靠外墙端约0.5~1.0m位置上,有1~2条缝而已,严重者可达横墙1/3跨度及各层都有,尤其是那种层层设混凝土梁(如圈梁)和纵横墙交角设混凝土柱(如构造柱)的房屋,其产生裂缝的机理可以认为是:由于外墙柱及横墙 (包括填充墙)上下梁均为混凝土结构,其线膨胀系数大于砖砌体近一倍,再加上温差效应,受热胀时,柱向上伸长(下有地基约束),梁向外墙伸长(内约束大于外端),于是在横墙端部 产生竖、横向拉应力σy和σx合力为主拉应力σr,约45°,当σr超过砌体抵抗强度时,裂缝就出现了。与此同理出现的尚有如窗角“八”字缝以及沿窗上下脚的水平缝等。防治这类缝的有效措施是加设混凝土窗台盘砌体结构裂缝控制措施,它不仅可以防裂缝,还可有效地解决铝合金等窗框安装配合问题,防止窗周渗漏水。

3 基基础不均匀沉降引起的裂缝

一般在建筑物下部,由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。当长条形的建筑物中部沉降过大,则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝,且首先在窗对角突破;反之,当两端沉降过大,则形成的两端由下往上的倒摪藬字缝,也首先在窗对角突破,还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当某一端下沉过大时,则在某端形成沉降端高的斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的水平缝;当外纵墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致在此处产生水平推力而组成力偶,从而导致此交接处的竖缝。

对于不均匀沉降导致的裂缝应以预防为主,即无地质勘察资料严禁做施工图设计,严格按图施工,不得擅自更改、任意处理,根据本地区通病,如能在那些开大窗洞的教学楼底层窗台下设置构造圈梁与地梁构成刚度较大的复合墙梁结构,对防止所述裂缝有明显效果。治理的原则是,观测裂缝发展的速度、部位、程度,决定是表面处理还是上部加固或基础加固处理。

4 特殊砌体材料产生的裂缝

如混凝土小型空心砌块、灰砂砖等的砌体,前者致裂的主要原因是竖缝砂浆难以饱满以及特殊的构造要求未能跟上。后者一般使用温州地区蒸压灰砂砖,由于其本身对温差敏感、表面光滑等特殊性,虽然外观、尺寸指标均较好,但在实际使用中对严格的灰砂砖砌体施工规程不熟悉,缺少使用经验,导致除存在粘土砖常见裂缝外,还常见在较长墙段中及外墙窗台下的竖斜裂缝。其机理可以认为:①刚出厂的灰砂砖稳定性差。灰砂砖主要由细砂和石灰组成,蒸压养护后,一般不到一周即已出厂,但根据生产经验,灰砂砖在出厂的一月内其释放的热量较大,存在着反复的化学反应过程,而且实际上一时难以完全反应,因此,体积极不稳定cssci期刊目录。 ②对含水率有苛刻的要求,据有关试验资料和使用经验表明,含水率控制在7%~10%之间砌体可获得较好的粘结力和抗剪强度,否则影响明显。③砖体表面太光滑,粘结性能差,特别是当含水率不当致使砌体砂浆强度低劣粘结不良后,直接地导致了在缝间抗拉剪强度低下。 预防的主要方法:①确保使用前的稳定期;②严格控制含水率;③严格按温州地区有关灰砂砖操作规程和构造要求施工,如在较长墙段中部及窗台下设统长构造筋等;④改善砖面造型 (如生产糙面灰砂砖)。如能切实落实这四类措施,在目前大力推广使用墙改材料的今天,灰 砂砖还是有广泛的生产和应用潜力的。

例如本市公改25幢商品房于1997年4月开工,1999年11月完工,采用灰砂砖砌体,由于缺乏使用经验砌体结构裂缝控制措施,于今年检查中发现在较长墙段及窗台下、上下角等,无论上下层,普遍有竖、斜缝出现,为此加设钢筋网片修补后,未见再现。

5 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。这些裂缝形态各异,必须对症防治。

6 小结

综上分析,砌体裂缝因温差和砖的材质因素产生的较普遍,而以沉降、超载致裂的危害较大,但其危害性和处理方法也不能一概而论,在具体处理时务须正确区分,对症防治,且以防为主。 治理的原则:凡已涉及结构安全且变化剧烈的,应当机立断,迅速采取相应对策,排除动力源,加固补强或作拆除返工处理;反之,如变化趋缓、稳定、仅与外观和评定有关、修复后不影响使用,则重点放在表面处理上。总之,只要坚持对国家和人民极端负责的态度,认真,切实查明原因,砖砌体裂缝问题也是不难处理的。

参考文献

〔1〕肖亚明,砌体结构裂缝与控制问题研究综述,第三届全国工程学术会议论文集,1994

〔2〕苑振芳,砌体结构的局部配筋对裂缝控制和伸缩缝间距影响的讨论,《工程建议标准化》1996.2期

〔3〕配置灰缝钢筋砌体的裂缝控制,第10届国际砌体会议论文集,1994.P719

 

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