河南科技学院866414509.doc

_毕业设计（论文）摘 要工程实践中发现大量砌体结构出现裂缝，轻者影响美观，重者影响使用；因此对墙体开裂的原因进行分析，以及对已开裂的砌体结构如何进行加固与处理显得非常重要。本文针对砌体开裂提出了一些预防加固措施，同时也为施工和设计人员今后预防砌体开裂积累一些有益的经验。 关键词：砌体结构；裂缝分析；裂缝预防；加固措施ABSTRACTCrack is always found in the masonry structure in the constuction. As a not important consequence,they looks ugly. when it carried to the extreme,they will enfluence the function.It is important to make out the reason why the wall cracked and find the measure to cope with the problem.In this article,the author give some opinions on the reinforcement, and this will be a usefull experience to the relevant worker.key words: masonry structure; crack analysis; crack precaution; reinforcement; 目 录摘 要 1ABSTRACT2前 言41地基不均匀沉降引起的裂缝5 1.1原因分析5 1.2预防措施52.地基冻胀引起的裂缝6 2.1原因分析6 2.2预防措施63. 温度变化引起的裂缝7 3.1原因分析7 3.2预防措施74. 建筑材料使用不当84.1原因分析84.2预防措施85.构造措施处理不当85.1原因分析85.2预防措施86、砌体构件因受力变形形成裂缝的原因和特征97. 砌体裂缝处理与加固在砌体裂缝出现的原因分析清楚以后，则应按裂缝砌体的危害程度采用不同的加固补强措施。108、参考文献11前 言砌体出现裂缝是非常普遍的质量事故之一。砌体轻微细小裂缝影响外观和使用功能，严重的裂缝可能影响砌体的承载力，甚至引起倒塌。在很多情况下裂缝的发生与发展往往是重大事故的先兆，对此必须认真分析，妥善处理。砌体中发生裂缝的原因主要有：地基不均匀沉降，地基不均匀冻胀，温度变化引起的伸缩，建筑材料使用不当及建筑构造处理不合理等。17共 17 页 第 页1、地基不均匀沉降引起的裂缝1.1原因分析：1.1.1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，砌体中便产生裂缝。1.1.2在纵墙的两端出现斜裂缝，多数裂缝通过窗口的两个对角，裂缝向沉降较大的方向倾斜，并由下向上发展。裂缝多在墙体下部，向上逐渐减少，裂缝宽度下大上小，常常在房屋建成后不久就出现，其数量及宽度随时间而逐渐发展。1.1.3在窗间墙的上下对角处成对出现水平裂缝，沉降大的一边裂缝在下，沉降小的一边裂缝在上。 1.1.4在纵墙中央的顶部和低部窗台处出现竖向裂缝，裂缝上宽下窄。当纵墙顶部有圈梁时，顶层中央顶部竖向裂缝较少。1.2预防措施：1.2.1加强基础坑（槽）钎探工作。对于较复杂的地基，在基坑（槽）开挖后应进行普遍钎探，待探出的软弱部位进行加固处理后，方可进行基础施工。1.2.2合理设置沉降缝。操作中应防止浇筑圈梁时将断开处浇在一起，或砖头、沙浆等杂物落入缝内，以免房屋不能自由沉降而发生墙体拉裂现象。1.2.3提高上部结构的刚度，增强墙体抗剪强度。应在基础顶面（0.000）处及各楼层门窗口上部设置圈梁，减少建筑物端部门窗数量。操作中严格执行规范规定，如砖浇水润湿，改善砂浆和易性，提高砂浆饱满度和砖层间的粘结（提高灰缝的砂浆饱满度，可以大大提高墙体的抗剪强度）。在施工临时间断处应尽量留置斜搓。当留置直搓时，也应加拉结筋，坚决消灭阴搓又无拉结筋的作法。1.2.4宽大窗口下部应考虑设混凝土梁或砌反砖拱以适应窗台反梁作用的变形，防止窗台处产生竖直裂缝。为避免多层房屋低层窗台下出现裂缝，除了加强基础整体性外，也可采取通长配筋的方法来加强；另外，窗台部位也不宜使用过多的半砖砌筑。1.2.5对于非地震地区一般性裂缝，若数年后不再发展，则可认为不影响结构安全使用，局部宽缝处，用砂浆堵抹即可；对于影响安全使用的结构裂缝和因墙体原材料强度不够发生的裂缝，应会同设计部门提出方案后，进行加固处理。2.地基冻胀引起的裂缝2.1原因分析地基土上层温度降到0以下时，上部开始冻结，下部水由于毛细管作用不断上升在冻结层中形成冰晶，体积膨胀，使土体向上隆起。隆起的程度与冻结层厚度及地下水位高低有关，一般隆起可达几毫米至几十毫米，其折算冻胀力可达2-10Mpa，而且往往是不均匀的。建筑物的自重往往难以抗拒冻胀隆起的力，因而建筑物的某一局部就被顶了起来，和地基不均匀沉降类似地引起房屋开裂。这类冻胀裂缝在寒冻地区的一、二层小型建筑物中很常见。设计人员对冻胀危害性认识不足，认为是小建筑，基础埋浅一点就可以了；或者施工人员素质欠佳，遇到冻土很坚硬，难以开挖，擅自抬高基础埋深，从而造成冻胀裂缝。此外，有些建筑物的附属结构，如门斗、台阶、花坛等往往设计或施工不够精心，埋深不够，常造成冻胀裂缝。2.2预防措施2.2.1 一定要将基础的埋置深度到冰冻线以下，不要因为是中小建筑或附属结构而把基础置于冰冻线以上。有时，设计人员对室内隔墙基础，因有采暖而未置于冰冻线以下，而在施工时或交付使用前就有冻胀的可能，那么应及时采取适当的预防措施。2.2.2 当基础不能做到冰冻线以下时，应采取换土（换成非冻胀土）等措施消除土的冻胀。2.2.3用单独基础、基础梁承担墙体重量时，基础梁下面应留有一定的孔隙，以防止土的冻胀顶裂基础和砖墙。3.温度变化引起的裂缝3.1原因分析由混凝土楼（层）盖和砖砌体组成的砖混房屋是一个空间结构。当自然界温度发生变化时，房屋各部分构件都会发生各自不同的变形，结果由于彼此间制约作用而产生内应力。而这两种材料（混凝土和砖砌体）又都是抗拉强度弱的材料，当构件中因制约作用所产生的拉应力超过其极限抗拉强度时，不同形式的裂缝就会出现。温度升高后，混凝土构件温度变形大，砖砌体温度变形小。但由于粘结力的存在使两者的变形彼此约束，混凝土构件受压，砖砌体受拉受剪。在砖砌体中必然产生主拉应力1，当1砖砌体的抗拉强度后，就形成斜裂缝。反之，温度降低时，模型混凝土构件受拉，砖砌体受剪，在混凝土构件上可能产生受拉竖向裂缝，在砖砌体中可能产生相反方身的斜缝。实践表明，由温差引起的墙体裂缝大部分是上述原因产生的。这类裂缝一般不危及房屋的安全，但有碍观瞻，使人产生不安全感，而且会降低房屋的整体刚度，造成渗漏，影响房屋的耐久性，需要及时修理。（1）由于混凝土屋盖和砖砌墙体温变形引起的顶层墙体裂缝女儿墙裂缝不少房屋的女儿墙建成后不久即发生侧向变形，现象是在女儿墙根部和平屋顶交接处砌体外凸或女儿墙外倾，造成女儿墙墙体开裂。这种裂缝有的在墙角，有的在墙顶，有的沿房屋四周开成圈状。其中规律大体是短边比长边严重，房屋愈长愈严重。产生这种现象的主要原因是气温升高后，混凝土屋顶和水泥砂浆面层沿长度方向的伸长比砖墙体大，砖墙阻止这种伸长，因此混凝土对砖墙砌体产生外推力的缘故。温度愈高、房屋长度愈长、面层愈密实愈厚，这种外推力就愈大，裂缝就愈严重。屋面板下边外墙的水平和包角裂缝无女儿墙房屋有时在外墙上还会出现端角部的包角缝和沿纵向的水平裂缝。裂缝的位置在屋顶板底部附近或顶层圈梁底部附近。裂缝深度有时贯通墙厚。内外纵墙和横墙的八字裂缝八字裂缝多分布在房屋顶层墙面的两端，而且多数发生在门窗洞口上下，呈八字形，主要原因是气温升高后，屋顶板沿长度的伸长比墙体大，使顶层砖砌体受拉、受剪，拉应力的剪力的分布大体是中间为0，两端最大，因此八字缝多发生在顶层墙体两端附近。其规律大体是屋面保温层做得愈差，屋面混凝土板和墙体的温差愈大，相对变形差也愈大，裂缝愈明显；房屋愈长，裂缝也愈明显；内纵墙裂缝比外纵墙明显，这是由于内纵墙处于室内，它与屋面板的变形差要比外纵墙大的缘故。在北方寒冷地区，夏季施工的工程，到了冬季常出现与上述情况相反的倒八字裂缝。顶层墙体沿门窗口的其它水平裂缝在比较空旷高大房间的顶层外墙上，常在门窗口上下水平处出现一些通长水平裂缝，有壁柱的墙体常连壁柱一齐裂通。其原因也是由温度变化后屋面板的纵向变形比墙体大，外墙在屋面板支承处产生水平推力的缘故。3.2预防措施3.2.1 按照国家颁布的有关规定，根据建筑物的实际情况（如是否采暖，所处地点温度变化等）设置伸缩缝。3.2.2 在施工中要保证伸缩缝的合理作法，使之能起作用。3.2.3屋面如为整浇混凝土、或虽为装配式屋面板，但其上有整浇混凝土面层，则要留好施工带，待一段时间再浇带中间混凝土，这样可避免混凝土收缩及两种材料因温度线胀系数不同而引起的协调变形，从而避免裂缝。 3.2.4 在屋面保温层施工的期间如遇高温季节，很容易因温度变化急剧而导致屋面开裂。故屋面施工最好避开高温季节。3.2.5遇有长的现浇屋面混凝土挑檐，可分段施工，预留伸缩缝，以避免混凝土伸缩对墙体的不良影响。3.2.6优先采用加气混凝土屋盖结构或预制钢筋混凝土有檀屋面板结构，尽可能不采用整体现浇混凝土屋盖结构。3.2.7加强顶层墙体的抗拉能力。例如设置顶层钢筋砖圈梁；或在屋盖四角檐口下一定高度的砌体内配置适量转角水平钢筋；或在屋盖下设置沿外墙交圈并不外露的钢筋混凝土圈梁。3.2.8在女儿墙顶部配置适量水平钢筋，沿女儿墙内缘将混凝土面层切断做成天沟，以减少面层因温差变形的推挤作用；更好的是不做女儿墙。4.建筑材料使用不当4.1原因分析在南方地区对开裂砌体的统计分析证明，使用煤渣砖的砌体极易产生裂缝，主要原因是煤渣砖的原材料及生产工艺与普通粘土砖不同，其线膨胀系数与粘土砖亦不同。4.2预防措施4.2.1 对煤渣砖砌体裂缝只有在设计中选择其他材料的办法，结构构造上的防治措施，尚有待进一步研究。4.2.2对水泥空心砖墙体，每隔2米加设一道竖向和横向加强筋，并用混凝土或水泥砂浆灌实。4.2.3采用实心水泥砖墙体，水泥砖强度必须达到设计要求，留搓正确，砂浆饱满。5.构造措施处理不当5.1原因分析不少砌体结构由于墙体布置不当，构造柱设置不合理，梁垫设计不合理等造成砌体的开裂。5.2预防措施5.2.1 加强图纸设计审查5.2.2在施工时尽量保证建筑物各部位的基础承载力一致，增设圈梁和增设构造柱提高建筑物的整体性。6、砌体构件因受力变形形成的裂缝的原因和特征。 砌体构件裂缝原因、特征、表现形态（受力） 表一原因一般裂缝特征裂缝表现（1）中心受压（压力与砖顶面垂直）裂缝平行于压力方向，先在砖长条面中部断裂，沿竖向砂浆缝上下贯通；贯通裂缝之间还可能出现新竖向裂缝（2）中心受拉（拉力与砖顶面垂直）裂缝垂直于拉力方向，在水平砂浆缝与砖的界面上形成通缝（3）中心受拉（拉力与砖顶面平行）裂缝垂直拉力方向，沿竖向砂浆缝和水平砂浆缝形成齿缝（1）或由于砖受拉后断裂，沿断裂面和竖向砂浆缝成通缝（4）较大偏必受压（e0.7y,e 0.95y）裂缝发生在垂直于压力方向的远离压加重一侧，在水增砂浆缝与砖界面上形成的通缝（5）较小偏心受压（e0.7y）裂缝发生在平行于压力方向的近压力一侧，出现沿砖长条面中部断裂并沿竖向砂浆缝上下贯通的竖缝（6）局部受压（局压面积较大时）在局部受压界面附近的局压面积以内，形成平行于压力方向的密集竖向裂缝，受压砖块断裂，甚至压酥（7）局部受压（局压面积较小时）在局部受压界面附近的局压面积以内，形成大体平行于压力方向的纵向劈裂裂缝（8）弯曲受拉（砖的顶面受拉）裂缝发生在弯曲的受的一侧，是在砖的顶面与砂浆缝界面上形成通缝（9）弯曲受拉（砖的条面受拉）裂缝发生在弯曲的受拉一侧，是在砖的条面，顶面与砂浆缝界面上形成齿缝（10）弯剪因正应力和剪应力组合后主拉应力大于砌体强度而发生的大致45。方向的斜裂缝，沿水平砂浆缝和相应竖向砂浆缝形成齿缝（11）压剪同（10）或沿剪力作用方向，在水平砂浆缝与砖的界面上形成通缝（12）直剪裂缝平行于剪力方向，因承受剪力作用的砖断裂而形成（13）网状配筋砌体受压网状钢筋片之间的砌体被压酥，出现大量密集、短小、平行于压力作用方向的裂缝 砌体结构裂缝原因、特征、表现形态（变形） 表二原因和裂缝特征裂缝表现（1）因气温变化，当砌体结构纵向变形受到约束时，在结构薄弱部位形成裂缝，典型情况如下；屋顶隔热层不良，形成的墙体裂缝如（a）(多在顶层两端，正八字形成或倒八字形裂缝)房屋过长未高伸缩缝，形成的墙体裂缝如（b）（多在房屋构造薄弱部位，竖向裂缝，上下连通）（2）因地基有过大不均匀沉降，在砌体结构底下几层的墙体上形成斜向裂缝，典型情况如：房屋中间部分沉降过大，呈现正八字形裂缝，如（a）房屋一端或两端沉降过大，呈现倒八字形裂缝，如（b）（3）因高度厚比过大，使墙体（或柱身）丧失稳定，在墙体中部突然形成水平裂缝，严重时可使墙体倒塌（4）因墙体不同部位的压缩变形差异过大而形成的裂缝，典型情况如：底层窗下墙一的直裂缝，如（a）；挑梁下墙体上的斜裂缝，如（b）；梁支承面下两侧墙体上的斜裂缝；如(c)（5）因地基土冻胀在墙体上形成的各种裂缝（6）因火灾，粘土砖耐火温度可达8009000C,遇水后表面剥落；硅酸盐砖耐火温度可达3004000C，表面因热变形发生网状裂缝7.砌体裂缝处理与加固在砌体裂缝出现的原因分析清楚以后，则应按裂缝砌体的危害程度采用不同的加固补强措施。6.1灌浆加固方法 当裂缝较细、缝数量较少、裂缝已基本稳定时，可采用灌浆加固方法。对灌浆加固的强度，必要时可做试验来检验。试验的方法是：用同样的材料做两个或四个试验砌体柱。分为两组，一组用压力机先压裂，再灌浆，然后对两组砌体柱做破坏试验进行对比，如灌浆补强的砌体与原砌体强度基本相同，则认为补强合格。根据以往的试验表明，灌浆后加固后的砌体可以达到甚至超过原砌体的强度。灌浆用的材料有纯水泥浆、水泥砂浆，水玻璃砂浆或水泥石灰浆。在砌体修补中，多用纯水泥浆；因纯水泥浆的可灌性较好，可顺利地贯通外露的孔隙，对于宽度为3.0mm左右的裂缝可以灌实。实际裂缝宽度大于5.0mm时，可采用水泥砂浆。裂缝细小时，可采用压力灌浆。下面给出一些灌缝材料配合比（见表一），可供参考。表中稀浆一栏适用于0.31.0mm宽的裂缝；稠浆适用于1.05.0mm的裂缝；砂浆适用于宽度大于5.0mm的裂缝。以纯水泥浆补强为例，其施工顺序为：步骤一清理裂缝，使裂缝的通道贯通无堵塞；步骤二用加有促凝剂的1：2水泥砂浆嵌缝，以避免灌浆时，浆体外溢；步骤三用电钻或手锤在裂缝上端制成灌浆孔或灌浆嘴；步骤四用1：10的稀水泥浆冲洗裂缝一遍，并检查裂缝通道的流通情况，同时将裂缝周边的砌体浸湿；步骤五灌入3：7或2：8的纯水泥浆；步骤六将裂缝补强处局部养护。采用压力灌浆的施工顺序与上述相仿，工艺流程如图所示。灌浆压力为0.2-0.25Mpa。对于水平的通长裂缝，可沿裂缝钻孔，做成销键，以加强两边砌体的共同作用。销键直径25mm，间距250-300mm，深度应比墙厚小20-25mm。做完销键后再进行灌浆，灌浆方法同上。6.2嵌补法 裂缝较宽但数量不多时，可在裂缝相交在灰缝中，用高标高砂浆和细钢筋填缝，也可用块体嵌补法，即在裂缝两端及中部用钢筋砼楔子或扒据加固。楔子或扒锯可与墙体等厚，或为墙体厚度的1/2或2/3。6.3外部加固法 当裂缝较多时，可用局部钢筋网外抹水泥砂浆予以加固。钢筋网可用6100-300（双向）或4100200。用混凝土楔子或膨胀螺栓固定于墙体上，楔子或螺栓间距500mm左右，呈梅花形布置。施工前墙体粉刷层应去除干净，抹水泥砂浆前应将砌体淋湿，抹水泥砂浆后应养护至少7天。6