砖混住宅工程墙体温度裂缝的产生原因及预防
摘要:在分析砖混住宅墙体温度裂缝这个普遍技术问题的基础上,在分析其主要产生原因的基础上,提出对温度裂缝控制的具体的预防措施。
关键词:墙体;温度裂缝;预防措施
前言。砖混结构墙体裂缝是住宅工程的通病,根据裂缝形成的原因不同,住宅墙体裂缝可以分为沉降裂缝、温度裂缝等多种。以下就温度裂缝的技术问题进行了简单的阐述。
1温度裂缝产生的特点
温度裂缝一般在住宅建成后1-2年出现,经四季交替的影响,裂缝逐渐扩大,一般要经过3年左右的时间才基本稳定。温度裂缝主要表现为八字型裂缝和水平线性有规则裂缝。八字型裂缝一般出现在顶层纵墙的两端,严重时发展到房屋的1/3长度内,有时在横墙上也可能发生。当外纵墙两端有窗时,裂缝沿窗口对角线方向展开。水平裂缝一般出现在平顶屋檐下或顶层圈梁底面标高处,沿外墙顶部断续分布,两端较中间严重。在转角处,纵横墙水平裂缝相交形成包角裂缝。另外,外窗洞口上皮砖标高处也较易出现水平裂缝。温度裂缝的分布特点为:两端重,中间轻;南朝向重,北朝向轻;两侧重,东侧轻;外窗洞口大者重,外窗洞口小者轻;屋面保温者重,外窗洞口小者轻;屋面保温长者重,建筑长度短者轻;裂缝从顶层向下延伸,严重时向下延伸多个楼层,多条斜向裂缝呈近乎平行方向延伸。
2温度裂缝产生的原因
2.1施工质量差引起的墙体裂缝。按规范要求,砌块水平灰缝的砂浆饱满度不得低于90%,竖向灰缝饱满度不得低于80%。然而,在实际施工中,由于对砌块灰缝铺设的饱满度不够重视,往往会出现瞎缝、透明缝,这就使得砌筑的砌体抗拉、抗剪强度大大降低,在砌体干缩和温差作用下在墙体中引起温度应力,使得墙体开裂。
2.2屋面温差引起的墙体开裂。在夏季,屋面与墙体之间存在较大的温差。当温度高的混凝土屋面膨胀时,温度低的墙体会约束屋面变形,在屋面与墙面的接触面上引起水平剪应力,使墙体产生斜裂缝或八字形裂缝。
2.3钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同引起的裂缝。当材料随时间发生收缩变形和自然界温度发生变化时,由于钢筋混凝土和墙体砌体材料收缩系数和线膨胀系数的不同,会在房屋的墙体及楼盖结构中引起因约束变形而产生的附加应力,当这种附加应力过大时会在墙体上产生局部竖向裂缝。
2.4温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩引起的裂缝。由于室内外温差过大,引起钢筋混凝土楼盖和墙体温度变形的差异也可能使外纵墙在门窗洞口附近或楼梯间等墙体薄弱部位发生竖向贯通裂缝。这种裂缝有时会使楼盖的相应部位发生断裂,形成内外贯通的周围裂缝。
3温度裂缝预防措施
3.1在施工中严把质量关,严格控制砌筑砂浆的配合比及砌筑工艺,确保砌体砂浆的饱满度,控制各抹灰层间隔时间和厚度。在保证砌体的砌筑质量前提下,确保砌体的抗剪强度,减少温差裂缝的产生。
3.2优先选用保温隔热性能好的保温材料,同时增加保温层厚度,满足热工规范的要求,以减小屋面与顶层墙体的温差,达到有效控制温度应力的目的。同时,在施工中应合理安排屋面保温层施工。由于屋面结构层施工完毕至保温层施工,中间有一段时间间隔,因此屋面施工应尽量避开高温季节。
3.3应合理布置屋面圈梁及顶层墙体的构造柱,屋面板应设置伸缩缝,使温度变形应在一定范围内得到有效调节、释放,减小屋面与墙面的接触面之间水平剪应力。
4结论。虽然在住宅墙体温度裂缝产生的原因较多,但是通过严格执行规范,从材料、设计、施工各方面层层把关,采取有效的控制措施,温差裂缝是可以防止的。近几年我站加强了对管辖范围内同类工程的质量控制,在已经竣工验收的同类工程中基本杜绝了温度裂缝的产生。
提高建筑抗震设防烈度对土建造价的影响
摘 要:5·12汶川大地震后,建筑抗震又引起了人们的重视,根据建设部落实国务院《汶川地震灾后恢复重建条例》的要求,相应变更了灾区的设防烈度。以一框架—剪力墙结构为算例,研究抗震设防烈度的改变对土建造价的影响,分析了不同抗震设防烈度情况下土建造价的差异,为人们了解建筑抗震设防与造价之间的关系提供一个参考。
关键词:地震;抗震设防烈度;结构抗震等级;土建造价
0 前 言
截至2008年9月,5·12汶川大地震已造成超过87000人遇难,直接经济损失达上千亿元,间接损失无法估计,绝大部分是由建筑物垮塌造成的。根据2002年实施的GB50011-2001《建筑抗震设计规范》,此次地震中,遭受巨大破坏市县的建筑抗震设防烈度多数为7度,包括了此次受灾最严重的汶川、北川等地区,这项规范一直沿用至震前。根据国家地震局统计,此次地震中,受损严重的地区实际烈度都超过了当地的设防烈度,最高甚至达到了11度。建设部为落实国务院《汶川地震灾后恢复重建条例》的要求,灾后重建中提高了一些地区的设防烈度。在结构设计中,提高设防烈度需要通过提高建筑物的抗震等级实现,建筑物的造价也随之提高,造价增加的幅度是大家所关心的。
建筑物的造价一般由三部分组成:土建造价:包括基础、墙柱、梁、楼板结构构件;设备造价:包括给排水、强弱电、电梯、空调暖通、智能化、安防等;装修造价:包括室内、外各种装修。提高建筑物的抗震等级对造价方面影响的主要是建筑的土建造价部分。下面,通过算例分析提高结构的抗震等级对土建造价的影响。
1 算 例
建筑物抗震等级的确定与当地的抗震设防烈度、地震分组、设计基本加速度、建筑场地等外部因素有关,还与建筑物高度、建筑物抗震设防分类、结构类型等有关。建筑物抗震等级的提高,将加大结构构件的计算内力,提高配筋率和配箍率,对造价的影响是加大截面尺寸,即增加混凝土和钢筋用量,而对楼板厚度、配筋量几乎没有影响。
以某10层普通综合办公楼为例,框架—剪力墙结构,主体高度39·9m,首层3·6m,2~10层层高为3·3m,上人平屋顶,围护墙选用190mm厚加气混凝土墙。丙类建筑,Ⅱ类场地,地震分组为第一组,基本风压w0=0·5kN/m2,地面粗糙度B类。
分析该工程在不设防及抗震设防烈度分别为6度、7度和8度时的造价差异,在规范允许范围内,全部构件按最经济尺寸采用。表1,2,3给出该工程在各种抗震设防烈度下钢筋总用量及工程土建造价之间的关系。这里的土建造价包括了上部主体结构的材料费、人工费、机械使用费、其他直接费、施工管理费和间接费用等。
根据表1中计算得到的数据结果,对比处理可以得出在不同的抗震设防烈度情况下,钢筋用量、土建造价等的变化情况,见表2,3。
由计算可以得出:在保持结构体系不变的情况下,抗震设防烈度从6度提高到7度需加大6根柱子的截面尺寸;从7度调整到8度截面尺寸变化的柱子数13根,同时,各个构件配筋量增加。相对于不设防情况下,土建造价增加率,抗震烈度为6度时约提高单方造价2%;7度时,约提高单方造价6%;8度时,约提高单方造价11%,这与文献[3]统计结果相同。钢筋用量增加率的变化从不设防到6度约提高12·46%、从6度到7度约提高10·96%、从7度到8度约提高8·65%,呈现出从不设防到8度抗震烈度依次增加,钢筋增加率渐小的规律[5]。
经过对实例的研究,可以得到以下结果:
(1)从6度到8度设防时,通过改变构件的截面尺寸和配筋率来提高结构的抗震能力,是个很有效的方法。
(2)当设防烈度超过8度时,依旧通过改变构件的截面尺寸和配筋率来提高结构的抗震能力已经不是最经济的方法,一方面加大竖向构件尺寸将降低有效使用面积,同时由于刚度的增加也加大了地震的作用力,此时应通过改变结构体系、增加抗震斜撑体系、增设隔震消震措施等提高结构抗震性能来达到抗震设防烈度的要求,这样提高的造价比单纯提高结构的截面尺寸和配筋量还少。根据各种结构类型的抗震性能从低到高,依次选择砖混结构、框架结构、框—剪结构、框—筒结构、筒中筒结构等,选择合适的结构体系是保证结构抗震能力的第一步,且直接影响建筑物的土建造价。
(3)斜撑体系是抗震研究的新方向,其往往也有降低土建造价的作用。结构的竖向构件主要用于承担竖向力,而承受水平力时为受弯构件,需要较大的截面尺寸,不经济。采用斜撑体系可以改善这一缺点,斜撑为拉压构件,可以起到有效抵抗水平力作用,且可减少竖向构件的数量和尺寸,从而降低土建造价。
(4)除了单纯以结构自身抵抗地震作用上下功夫外,还可以采用隔震、减震等措施,虽然增加了隔震、减震的设备费,由于作用于结构上的地震作用降低,使上部结构构件、配筋降低而使结构造价降低,仍可降低总的土建造价5%[8]。
2 结 语
改革开放30年,随着我国经济实力的提高,建筑标准不断提高,特别是人们用于室内外装修的费用日趋增加,少则百余元每平方米,多则可达几千元每平方米,甚至更高。此外,还有各种设备、仪器、管道等的投入,且装修数年需要更新,使建筑总造价增加,而单纯土建造价相对比例则减少。根据本文的结论可以知道,提高结构的安全度,建筑物土建造价增幅并不大,相对于整个建筑物的造价,只占很小比例,特别对于那些昂贵的地价和豪华装修的费用,所占比例就更小。而结构产生过大的变形或破坏,昂贵的装修和设备管线等也将付之东流,甚至引起失火、漏电等次生灾害,造成人身伤亡。由结构变形和破坏而引起装修和设备的破坏损失,远远大于土建造价的损失。
根据日本统计结果资料显示[9],在地震发生时,通过自救或互救逃生的人数占了近70%,这部分人之所以能逃生,应该说是建筑结构在地震中存在足够延性的原因,而震后花费巨大成本的专业救护人员救出的人数只占2%,所以说,预防胜于事后补救,特别是生命财产。建筑抗震的好坏在于结构抗震性能的优劣,结构乃建筑之根本,应当确保其有足够的抗震能力,而提高土建成本,对结构抗震性能改善效果非常显著。本着政府提出的“以人为本”方针,本文作者认为,应该适当提高土建投入,确保结构经济上的安全性。
在一些人的观念中,往往愿意接受奇异的建筑造型、昂贵的室内外装修,却不愿增加结构抗震、建筑安全度的费用投入,这种“重外观、轻结构”的观念使我们在每次地震来临时,都遭受了惨痛的损失,其实,结构才是建筑物之根本,正所谓“皮之不存,毛将焉附”。
参考文献:
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[9] 耐震建筑研究会.巨大地震VS耐震施工.株式会社ィ一ストフ·レス,2003.
[10]GB50223-2008建筑工程抗震设防分类标准[S].