磚混斜屋面結構頂層墻體裂縫分析與預防措施

楊建軍  李曉紅

(商洛市建筑勘察設計院726000商洛)

    隨著社會經濟的發展和城市建設的需要，磚混斜屋面建筑在城市如雨后春筍般地出現，有的做成小青瓦斜屋面，有的做成水泥彩瓦斜屋面，有的做成琉璃瓦斜屋面等等，尤其是磚混斜屋面住宅受到了人們的普遍青睞。可隨之而來頂層墻體的嚴重裂縫給住戶心理上帶來了不安全感，如房屋頂層端單元的內外縱墻、門窗洞口中，與外縱墻交接的橫墻端部都出現斜裂縫，山墻以及有的內外墻交接處還出現水平裂縫，縫寬在.1mm~0.2mm之間，裂縫一般在房屋建成或使用一年后出現。由于裂縫在較長時間內不穩定，并且隨氣候發生變化，如不能及時采取有效措施給予治理，此類裂縫不僅破壞了結構的整體性和裝飾效果，還降低了房屋的抗震能力和耐久性，所以，必須引起足夠的重視。只有充分了解了裂縫的特點及產生的原因，才能對癥下藥，采取相應的治理措施。

1、裂縫的特點

    1.1裂縫在磚砌體結構房屋頂層縱墻兩端(一般在l~2開間的范圍內)，嚴重時可發展到房屋的1／3長度內，有時橫墻也可能發生。裂縫寬度中間大兩端小，當外縱墻上有窗洞口時，裂縫沿窗口對角方向裂開。

    1.2在山墻下頂層圈梁2～3皮磚灰縫位置，外縱墻洞口上角發生水平裂縫，兩端較中間嚴重，在轉角處與橫墻水平裂縫相交而形成包角裂縫。

    1.3裂縫的特點：頂層重、下層輕；兩端重、中間輕；向陽重、背陰輕。

2、頂層墻體裂縫產生的原因

    地基沉降、墻體材料干縮、施工質量及材料不合格，都能引起墻體裂縫。但根據裂縫隨氣候發生變化及頂層墻體裂縫的特點，分析常見裂縫產生的原因有以下幾點：

    2.1磚混斜屋面頂層墻體產生裂縫，主要是冬夏季節長及溫差大。夏季屋面長時間直接受陽光照射，屋頂表面溫度高達70左右，而墻體溫度一般只在40℃左右。溫差高達30℃左右；而冬季溫差最大時也有25℃左右。在相同的溫度條件下，鋼筋混凝土的線膨脹系數(10×10-60℃)，是磚砌線膨脹系數(5×10-60℃)的兩倍，因此，屋面溫度變形比磚墻大得多。斜屋面多為現澆板，有相同條件下，現澆板的變形受到約束，而斜屋面比一般平屋頂又少了架空隔熱層，散熱性能更差，溫度變形也就更為嚴重。

    斜屋面變形受到墻體的約束，屋面板對墻體頂端產生水平推力，使墻體產生的剪力大致為兩端大，中間為零。由于端部正應力小，其主拉應力接近于剪應力，使橫墻及內給墻端部出現“八”字形裂縫。

    2.2由于屋面板膨脹，山墻給檐口圈梁以較大的推力，再加上檐口圈梁內外溫差產生外拱或內凹變形，使圈梁底面與磚墻產生水平裂縫。屋面板的變形也使外縱墻上應力集中處的門窗洞口上角產生水平裂縫。

3、建筑及結構設計中存在的問題

    3.1建筑中由于立面效果及排水的需要，設置過大的鋼筋砼挑檐，挑檐上一般未設保溫層，這樣就會產生較大的溫度應力，使墻體開裂。

    3.2建筑中斜屋面設計時，未采取良好的通風散熱措施。

    3.3建筑設計時，未經熱工計算而選擇了不合適的屋面保溫材料及保溫層厚度。

    3.4結構中選用磚、砂漿，只考慮砌體的豎向承載力，越到頂層越低，對溫度應力引起的抗剪強度及溫度變形沒有考慮。

    3.5結構設計時未嚴格按磚混規范采取構造措施。

4、應采取的預防措施

    4.1嚴格按照《磚體結構設計規范)(GB50003—2001)第6、3、1條設置墻體伸縮縫。

    4.2因斜屋面無架空隔熱層，設計上應按節能標準，對屋面保溫進行熱工計算，對保溫材料提出質量、密度、粒徑、導熱系數、含水率等技術指標。另外，保溫隔熱層應從檐口泛水根部作起，檐口板抹保溫隔熱砂漿，采用淺色防水卷材。

    4.3頂層山墻及斜屋面應開窗，保證良好的通風環境，可減輕溫度變形。

    4.4屋面保溫(隔熱)層或屋面剛性面層及砂漿找平層應設置分隔縫，分格縫間距不宜大于6m，其縫寬不小于30mm。

    4.5為提高頂層的整體性，抵消部分屋蓋傳來的水平推力或拉力，在頂層山墻和端部適當增加構造柱，在無構造柱的開間橫墻與內外縱墻交接處設置構造柱。

    4.6頂層斜屋面板下設置現澆鋼筋砼圈梁，并沿內外墻拉通。為增強頂層房屋端部砌體強度，在頂層靠端頭的兩個開間范圍內，內外墻及承重橫墻增設水平縫內鋼筋，一般240墻設2φ6鋼筋，豎向間距500mm。為增強砌體抗剪強度，頂層砂漿強度等級不應低于 M5。

    4.7在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設置水平滑動層，滑動層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片等；對于長縱墻，可只在其兩端的2-3個開間是內設置，對于橫墻可只在其兩端各L／4范圍內設置(L為橫墻長度)

    4.8頂層挑梁末端下墻體灰縫內設置3道焊接鋼筋網片(縱向鋼筋不宜少于2φ4，橫筋間距不宜大于200mm)或2φ6鋼筋，鋼筋網片或鋼筋應自挑梁末端伸入兩邊墻體不小于lm。(如圖l)

    4.9頂層墻體有門窗等洞口時，在過梁上的水平灰縫內設置2-3道焊接鋼筋網片或2中16鋼筋，并應伸入過梁兩端墻內不小于600mm。

    4.10合理安排屋面保溫、隔熱層施工，盡量避開高溫和寒冷季節。

    4.11現澆鋼筋混凝土斜屋面及挑檐，每隔l5米左右留后澆帶縫寬600-800mm(縫不能留在1／3板跨內)，縫內鋼筋連通，砼斷開，待主體結構完成后，做保溫層前，用高強度砼澆注，并加膨脹劑和止水帶。

5、溫度裂縫的治理措施

    對于裂縫首先應做好觀察工作，注意裂縫發展規律，不要忙于及早治理，待觀察一個熱脹冷縮周期，裂縫不再產生變化時再采取治理措施。對于一般性裂縫，如若干年后不再發展，則可認為不影響結構安全使用，局部縫寬處，用嵌補密封膠或砂漿堵抹即可。對于裂縫較多且貫穿墻厚、影響美觀和正常使用，給住戶造成不安全感時，可在裂縫墻體兩側用φ4a200或φ6a200鋼筋網片，用鐵絲固定后，以1：1水泥粗砂漿外部抹面處理。

6、小結

    磚混結構墻體溫度裂縫雖屬工程通病，但只要認真分析采取合理的構造措施，一定能把裂縫控制到可接受的程度。

參考文獻：

1.郭玉禮，《磚混結構墻體裂縫分析與預防措施》[J] PKPM新天地2002，(5)

2.國家標準《砌體結構設計規范[M)]))(GBS0003—200)，中國建筑工業出版社

3.童岳生等，《砌體結構教程[M]》，西安冶金建筑學院出版社，1989

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)