框架剪力墻結(jié)構(gòu)輕質(zhì)填充墻裂縫產(chǎn)生的機(jī)理分析及預(yù)防措施

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目前國(guó)內(nèi)高層住宅設(shè)計(jì)中，普遍為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，樓層中一般以加氣混凝土輕質(zhì)填充墻作為房間分隔。該部分墻體粉刷前雖然采用了拉結(jié)鋼筋、鋼板網(wǎng)片等連接措施，但由于設(shè)計(jì)、施工工藝、環(huán)境等多方面原因，墻體粉刷后經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生墻體裂縫，尤其是墻體斜裂縫，施工中最不易控制，已經(jīng)成為高層結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)施工中常見的質(zhì)量通病。以下主要就填充墻體斜裂縫產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行分析：

　　斜裂縫產(chǎn)生的影響因素

　　1.料溫度變形系數(shù)差異：由于鋼筋混凝土材料溫度變形系數(shù)較小，加氣混凝土輕質(zhì)砌塊溫度變形系數(shù)相對(duì)較大，故而在溫度變化時(shí)，溫度變形系數(shù)的差異導(dǎo)致兩者溫度變形的不同步性，從而產(chǎn)生了壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，特別是溫度降低導(dǎo)致拉應(yīng)力出現(xiàn)，到達(dá)一定的數(shù)值，大于加氣混凝土砌體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，裂縫便會(huì)產(chǎn)生。

　　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(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的另一原因。當(dāng)墻體粉刷完成達(dá)到初步凝固，鋼板網(wǎng)、拉結(jié)筋與粉刷形成共同受力系統(tǒng)時(shí)，此時(shí)的溫度為墻體的臨界溫度。當(dāng)外界氣溫升高，填充墻與鋼筋混凝土墻體之間產(chǎn)生壓應(yīng)力，因?yàn)槠鲶w的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其抗拉強(qiáng)度，一般不會(huì)有裂縫等破壞情況出現(xiàn)。當(dāng)外界溫度降低，低于臨界溫度時(shí)，拉應(yīng)力出現(xiàn)，最終導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

　　3.填充墻體的形狀、尺寸：材料溫度變形的幅度與其長(zhǎng)度成正比，若填充墻尺寸增大，其溫度變化時(shí)，相應(yīng)的變形幅度也會(huì)相應(yīng)增大，在受到束縛的前提下產(chǎn)生的應(yīng)力相應(yīng)也會(huì)增大，在輕質(zhì)填充墻砌體抗拉強(qiáng)度一定的情況下，產(chǎn)生裂縫的幾率也就越高。

　　4.墻體的砌筑質(zhì)量：填充墻砌體是加氣混凝土砌塊、砂漿、拉結(jié)筋、鋼板網(wǎng)的統(tǒng)一受力整體，輕質(zhì)填充墻砌體的抗拉強(qiáng)度、材質(zhì)的均勻性、砌筑砂漿的質(zhì)量及工藝的合理性，都會(huì)影響到砌體的整體抗拉強(qiáng)度，進(jìn)而直接影響到整個(gè)墻體的抗裂能力。

　　斜裂縫產(chǎn)生的機(jī)理分析

　　當(dāng)墻體外界溫度低于臨界溫度時(shí)，整個(gè)填充墻體相對(duì)于鋼筋混凝土墻體產(chǎn)生收縮，從而在墻體內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。此時(shí)，填充墻體兩端由于拉結(jié)筋和鋼板網(wǎng)共同作用，產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力，墻體上部由于鋼板網(wǎng)作用產(chǎn)生向上的拉應(yīng)力，由橫向拉應(yīng)力和向上的拉應(yīng)力產(chǎn)生合力。當(dāng)合力值到達(dá)一定數(shù)值時(shí)，由砌塊和砂漿組成的砌體抗拉強(qiáng)度不足以抵抗拉應(yīng)力合力，于是在垂直于合力方向，砌體的相對(duì)薄弱部位產(chǎn)生斜裂縫。斜裂縫的形成一般呈近似直線狀，當(dāng)砌筑砂漿強(qiáng)度不足或加氣混凝土砌塊澆水不足時(shí)，有時(shí)裂縫也會(huì)沿砌體灰縫部位呈階梯狀分布。上述裂縫一般出現(xiàn)在輕質(zhì)填充墻體上部，下部由于砌體自重與拉應(yīng)力合力部分抵消，所以一般不會(huì)產(chǎn)生裂縫。

　　斜裂縫的預(yù)防措施

　　在分析了斜裂縫產(chǎn)生的機(jī)理后，即可采取相應(yīng)的預(yù)防措施加以預(yù)防，主要預(yù)防措施有如下幾項(xiàng)：

　　1.控制填充墻體的砌筑質(zhì)量：首先須確保砌筑原材料——加氣混凝土砌塊的質(zhì)量，一定要使用品質(zhì)良好、材質(zhì)均勻，各項(xiàng)復(fù)驗(yàn)指標(biāo)都達(dá)到要求的砌塊。其次，砌筑用砂漿必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配比配制，并充分?jǐn)嚢杈鶆?；施工前，加氣混凝土輕質(zhì)砌塊必須澆水充分，以免過(guò)度吸收砂漿水分導(dǎo)致砂漿強(qiáng)度不足。在施工操作上，拉結(jié)筋，橫、豎縫坐漿，頂部斜砌及鋼板網(wǎng)騎縫壓釘，都必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范施工，充分保證砌體的砌筑質(zhì)量。

　　2.控制抹灰時(shí)的溫度：根據(jù)溫度對(duì)裂縫影響的因素，墻體粉刷施工宜在較低溫度下進(jìn)行，但因?yàn)楣こ涕_發(fā)進(jìn)度要求，工程的抹灰施工不可能選擇季節(jié)施工，加之鋼板網(wǎng)和粉刷砂漿何時(shí)開始共同受力，很難量化確定，故而很難通過(guò)控制抹灰時(shí)的溫度來(lái)達(dá)到避免和減少裂縫，一般不會(huì)采用控制抹灰時(shí)的溫度控制裂縫產(chǎn)生。

　　3.以技術(shù)措施減短填充墻長(zhǎng)（或高度）：通過(guò)減短填充墻長(zhǎng)度（或高度）來(lái)減小溫度變化時(shí)的應(yīng)力大小，從而降低裂縫產(chǎn)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(guò)增設(shè)橫向構(gòu)造梁的方式來(lái)分隔墻體高度的做法并不多見。在墻體長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)或長(zhǎng)高比過(guò)大時(shí)，應(yīng)考慮在填充墻體內(nèi)部增設(shè)構(gòu)造柱來(lái)加以分隔，從而通過(guò)減短墻體長(zhǎng)度、降低高寬比達(dá)到來(lái)減少裂縫的目的。

　　4.增設(shè)斜向鋼板網(wǎng)：本技術(shù)預(yù)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(shè)鋼板網(wǎng)，鋼板網(wǎng)的長(zhǎng)度根據(jù)不同填充墻體情況而定，一般情況下，鋼板網(wǎng)下部超過(guò)填充墻體對(duì)角線10~15cm即可，寬度一般按照設(shè)計(jì)騎縫鋼板網(wǎng)寬度。通過(guò)增設(shè)斜向鋼板網(wǎng)來(lái)提高輕質(zhì)填充墻體的斜向整體抗拉強(qiáng)度，可以有效的控制斜裂縫的產(chǎn)生。

　　通過(guò)上述分析，控制框架剪力墻內(nèi)加氣混凝土輕質(zhì)砌塊填充墻出現(xiàn)斜裂縫，以上措施具備一定的針對(duì)性。對(duì)于加氣混凝土砌塊填充墻與框架剪力墻結(jié)構(gòu)交接處出現(xiàn)的橫向和豎向裂縫，只要在施工中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和施工規(guī)范操作——放置拉結(jié)筋位置準(zhǔn)確、抗拉合格、長(zhǎng)度準(zhǔn)確，鋼板網(wǎng)寬度和規(guī)格滿足要求、布釘合理牢固，砌筑質(zhì)量、工藝控制合理，就能夠得到有效的控制。