结构顶层砖墙裂缝的分析与控制.docx

框架结构顶层砖墙裂缝的分析与控制现浇框架结构的顶层墙顶（屋面梁底）常出现水平裂缝，有时裂缝呈爆裂状态。框架结构或砖混结构顶层墙两端顶部常出现正八字形斜裂缝或端开间窗洞脚侧墙体出现水平裂缝。这些裂缝不但对建筑的装饰和观感大打折扣，而且影响到正常的使用（风雨天外墙裂缝将导致雨水向室内渗透），甚至还会影响建筑的使用年限。1框架顶层墙顶梁底裂缝分析框架顶层墙顶与屋面梁底交界处裂缝分两种情况：梁下墙顶发生单纯的水平裂缝；梁下墙顶间的墙面粉刷层呈爆裂状状，甚至粉刷层剥落。前者是由于温度的变化使屋面梁板和墙顶不断产生伸缩差而相对错动而形成，后者由粉刷层内空气受热膨胀所致。因框架结构均要求填充墙砌体顶皮砖斜砌，并与梁底顶紧。这个斜砌砖的上下部各留出了三角形孔洞，此孔洞由粉刷砂浆或粉刷砂浆夹碎砖块填充。由于砂浆具有流动性，在填充孔洞后因自重而坍落或因操作工人的技艺及责任心等因素，使得斜砌砖上下部孔洞的上方仍然存在一定的缝隙。上部缝隙靠近屋面，夏季受热，缝隙内的气体膨胀而向外挤压墙面粉刷层，使粉刷层呈爆裂状态甚至剥落。2墙顶梁底水平裂缝控制由于墙顶梁底水平裂缝或粉刷层爆裂是墙梁间相对错动或墙顶孔隙内的空气膨胀或两者共同作用而形成，所以控制的原则是设法阻止或减小梁墙间的相对错动，杜绝梁底孔隙的存在，加强粉刷层的强度和整体性。2.1挂钢丝网粉刷在屋面梁底和顶层墙顶交界处的墙面两侧挂贴钢丝网粉刷水泥砂浆。钢丝网水泥砂浆整体刚度好，可以抵抗梁底缝隙内空气的膨胀力，同时对抵抗梁墙间的相对错动也有效。理想的做法是在装钉屋面梁模板时用铁钉由梁模内侧钉入侧模，拆模后钉头就固定在钢筋砼梁内，钉尖外露于钢筋砼梁外侧，钢丝网很容易地挂贴其上。钢丝网可用铁钉沿砖缝钉入砖墙面来固定。这样，使钢丝网上下分别固定于梁侧和墙侧，与粉刷水泥砂浆形成一个具有一定强度和刚度的整体。2.2改变施工工序对于屋面梁宽度大于下部墙厚者，不能挂贴钢丝网粉刷水泥砂浆，可改变顶层结构的施工工序来控制墙体裂缝。即按混合结构的施工顺序，先砌筑顶层砖墙，并随砌随埋墙柱拉结钢筋，后浇框架柱及屋面梁板砼，使梁、柱砼的水泥砂浆挤入砖墙缝隙内。由于缝隙的消失，墙面粉刷层就不存在空气膨胀的威胁了。又因梁板砼后浇，梁底墙顶能够紧密结合，二者相对错动的约束得到加强，从而进一步避免了梁底墙顶水平裂缝的形成。这种施工顺序要求屋面梁板砼达到一定强度后方可拆除次顶层框架梁支撑。然而墙顶约束的加强，容易在纵墙端上角产生斜裂缝或开窗洞的窗洞脚侧产生水平裂缝。该裂缝控制见下文分析。3顶层实墙端斜裂缝和窗脚侧墙水平裂缝夏季屋面受太阳热幅射温度升高而使梁板伸长，梁板下的墙体温度均低于屋面，而且砖墙的温胀系数仅是砼的1/2，所以夏季屋面下的砖墙因温升而伸长的值远小于梁板，从而墙体成了屋面梁板伸长的连续约束体。屋面梁板的变形值越大，约束剪应力也越大，因此常在顶层纵墙两端开裂。典型的裂缝有：不开洞的纵墙上角呈正八字型斜裂缝，开洞口的纵墙两端常在窗洞口底侧呈水平裂缝。4实墙端顶斜裂缝和窗洞脚侧水平裂缝控制不论是因墙顶剪应力引起还是因端柱顶水平位移引起顶层砖墙裂缝，裂缝的分布都有一定的规律。采取适当的构造措施即可避免温差裂缝的生成。4.1配置钢筋网砌体对顶层实墙两端约的附近区域的墙体配置钢筋网。配筋原则是尽可能集中在近顶皮砖缝内。配筋离墙顶越远，钢筋发挥的作用就越小，建议在顶皮与次顶皮砖缝内以及次顶皮与再次顶皮砖缝内分别配置4根以及3根810钢筋，以增强砌体的抗拉强度和整体性。钢筋外端应锚入端山墙或端部现浇柱内，内部应穿过3L/8的附近区域。4.2设置现浇构造柱顶层外墙端部第一、第二开间若开窗洞，则在洞口底部外侧（近山墙侧）将产生水平裂缝处设置现浇构造柱。施工过程先砌砖墙，并随砌随埋墙与构造柱的拉结钢筋，后浇构造柱砼。由于构造柱与砌体形成了整体，在顶部水平剪力作用下或在端部柱顶水平位移影响下，可将构造柱和砌体看成一个整体受弯构件，类似于墙梁作用效应。这样组成的竖向受弯构件可以承担顶部水平剪力的作用。同样可承受与墙体相连的柱顶水平位移的影响。由于仅在顶层纵向的端部，所以增加的造价是微乎其微的。4.3设置有效的架空隔热层屋面温度与顶层室内越接近（温差越小），温差应力就越小。虽然人们不能控制大气温度，但可以控制屋面与室内的温差。这个控制的办法是设置有效的隔热层，并保证隔热层的施工质量，以期最大限度地起到隔热作用。4.4确保屋面温度缝伸缩自由尽管从理论上可以取消温度缝，但过长建筑物的温度应力对结构的不利影响还是存在的，而且有些建筑的特殊体型和抗震要求，也必须设置变形缝。建筑平面纵向较长的房屋，规范也要求设置温度伸缩缝。当大气温度变化时，屋面板可向变形缝与山墙两方向自由伸缩。5 其他防裂措施此类裂缝的产生还很大程度和砌体材料、施工工艺以及监督管理水平等密切相关。5.1 减小砌块热胀冷缩系数差异。比较简便的方法是顶层不采用砌块，而采用多孔砖或其它粘土砖，以此来减小墙体和屋顶材料的热胀冷缩系数差异，提高抗剪能力。顶层墙体材料的选择也不能按常规设计(如顶层墙体一般采用MU7.5砖砌体和M5混合砂浆砌筑)。实际设计时，在端部采用MU10砖砌体和M10混合砂浆砌筑，则可提高砌体的抗剪、抗拉强度。5.2 防止墙体材料的干缩引起的开裂。加强砖砌体的施工质量。砌筑砂浆强度必须达到设计要求、灰缝砂浆饱满、砖湿润后上墙等都会很大程度防止墙体出现裂缝。屋面现浇混凝土的施工应尽量避开严寒和高温季节。屋面现浇混凝土的施工应尽量避开严寒和高温季节，并应严格按照施工规范进行。 选用干缩值低的墙材。控制砌筑时材料的含水量先让材料干缩后砌墙。采用低强度砂浆和长度小的砖块可以避免砖块的断裂并将细小裂缝均匀分散到各个垂直的灰缝隙中避免变形和应力集中累加出现大裂缝。正确掌握和控制各种砌块使用时的含水率。砌体在生产储存期、运输、现场堆放等均要防止被水浸湿雨季还应做好对砌块和砌体的遮盖。 5.3减少砼的收缩和干缩对屋面板的影响。减少砼的收缩和干缩对屋面板的影响，施工中严格控制砼的水灰比和水泥用量，同时在屋面板中部设置了后浇带，