關於建築砌體結構裂縫分析

線漲係數是什麼意思

1.裂縫的性質

引起砌體結構牆體裂縫的因素很多，既有地基、溫度、幹縮，也有設計上的疏忽、施工質量、材料不合格及缺乏經驗等。根據工程實踐和統計資料這類裂縫幾乎佔全部可遇裂縫的80%以上。而最為常見的裂縫：一是溫度裂縫； 二是乾燥收縮裂縫，簡稱幹縮裂縫； 三由溫度和幹縮共同產生的裂縫； 四地基不均勻沉降裂縫。

2.溫度裂縫

溫度的變化會引起材料的熱脹、冷縮，當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時，牆體就會產生溫度裂縫。最常見的裂縫是在砼平屋蓋房屋頂層兩端的牆體上，如在門窗洞邊的正八字斜裂縫，平屋頂下或屋頂圈樑下沿磚（塊）灰縫的水平裂縫，以及水平包角裂縫（包括女兒牆）。導致平屋頂溫度裂縫的原因，是頂板的溫度比其下的牆體高得多，而砼頂板的線脹係數（a=1 ×10-5/℃）又比磚砌體（a=0。5×10-5/℃）大一倍左右，故頂板和牆體間的變形差，在牆體中產生很大的拉力和剪力。剪應力在牆體內的分佈為兩端附近較大，中間漸小，頂層大，下部小。溫度裂縫是造成牆體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經過一個冬夏之後才逐漸穩定，不再繼續發展，裂縫的寬度隨著溫度變化而略有變化。

3.幹縮裂縫

燒結粘土磚，包括其它材料的燒結制品，其幹縮變形很小，且變形完成比較快。只要不使用新出窯的磚，一般不要考慮砌體本身的幹縮變形引起的附加應力。因這類砌體在潮溼情況下會產生較大的溼脹，而且這種溼脹是不可逆的變形。

對於砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體，隨著含水量的降低，材料會產生較大的幹縮變形。如砼砌塊的幹縮率為0。3～0。45mm/m，它相當於25～40℃的溫度變形，可見幹縮變形的影響很大。輕骨料塊體砌體的幹縮變形更大。幹縮變形的特徵是早期發展比較快，如砌塊出窯後放置28d能完成50%左右的幹縮變形，以後逐步變慢，幾年後材料才能停止幹縮。但是幹縮後的材料受溼後仍會發生膨脹，脫水後材料會再次發生幹縮變形，但其幹縮率有所減小，約為第一次的80%左右。這類幹縮變形引起的裂縫在建築上分佈廣、數量多、裂縫的程度也比較嚴重。如房屋內外縱牆中間對稱分佈的倒八字裂縫；在建築底部一至二層窗臺邊出現的斜裂縫或豎向裂縫；在屋頂圈樑下出現的水平縫和水平包角裂縫；在大片牆面上出現的底部重、上部較輕的豎向裂縫。另外不同材料和構件的差異變形也會導致牆體開裂。如樓板錯層處或高低層連線處常出現的裂縫，框架填充牆或柱間牆因不同材料的差異變形出現的裂縫；空腔牆內外葉牆用不同材料或溫度、溼度變化引起的牆體裂縫，這種情況一般外葉牆裂縫較內葉牆嚴重。

4. 溫度、幹縮裂縫

對於燒結類塊材的砌體最常見的為溫度裂縫，面對非燒結類塊體，如砌塊、灰砂磚、粉煤 灰磚等砌體，也同時存在溫度和幹縮共同作用下的裂縫，其在建築物牆體上的分佈一般可為這兩種裂縫的組合，或因具體條件不同而呈現出不同的裂縫現象，而其裂縫的後果往往較單一因素更嚴重。

5. 地基不均勻沉降引起牆體裂縫分析

房屋的全部荷載最終透過基礎傳給地基，而地基在荷載作用下，其應力是隨深度而擴散，深度大，擴散愈大，應力愈小；在同一深處，也總是中間最大，向兩端逐漸減小。也正是由於土壤這種應力的擴散作用，即使地基地層非常均勻，房屋地基應力分佈仍然是不均勻的，從而使房屋地基產生不均勻沉降，即房屋中部沉降多，兩端沉降少，形成微向下凹的盆狀曲面的沉降分佈。

如果房屋設計的長高比較大，整體剛度差，而對地基又末進行加固處理，那麼牆體就可能出現嚴重的裂縫。裂縫對稱的發生在縱牆的兩端，向沉降較大的方向傾斜，沿著門窗洞口約成45。呈正八字形，且房屋的上部裂縫小，下部裂縫大。這種裂縫，必然是地基附加應力作用使地基產生不均勻沉降而形成的。

當房屋地基土層分佈不均勻，土質差別較大時，則往往在不同土層的交接處或同一土層厚薄不一處出現較明顯的不均勻沉降，造成牆體開裂，其裂縫上大下小，向土質較軟或土層較厚的方向傾斜。

在房屋高差較大或荷載差異較大的情況下，當未留設沉降縫時，也容易在高低和較重的交接部位產生較大的不均勻沉降裂縫。此時，裂縫位於層數低的荷載輕的部分，並向上朝著層數高的荷載重的部分傾斜。

此外，新建房屋的基礎若位於原有房屋基礎下，則要求新、舊基礎底面的高差H與淨距L的比值應小於0。5~1。否則，由於新建房屋的荷載作用使地基沉降而引起原有房屋、牆體裂縫。同理，在施工相鄰的高層和低層房屋時，亦應本著先高、重，後低、輕的原則組織施工；否則，若先施工了低層房屋後再施工高層房屋，則也會造成低層房屋牆體的開裂。

6. 懸挑結構坍塌分析

懸挑結構坍塌例項較多，一是整體傾覆坍塌；二是沿懸臂樑、板根部斷塌。其主要原因有：

6。1。穩定力矩小於傾覆力矩

懸挑結構是靠壓重或外加拉力來保持穩定，要求抗傾覆的安全因素不小於1。5，若穩定力矩小於傾覆力矩時，必然失穩，傾覆坍塌。如雨蓬、挑梁，當樑上壓重（砌磚的高度）不能滿足穩定要求時，就拆除支撐、模板，即會產生坍塌事故。

6。2。模板支撐方案不當

懸挑結構根部受力最大，當混凝土澆築後，尚未達到足夠強度時，模板支撐產生沉降，根部混凝土隨即開裂，拆模後將從根部產生斷裂坍塌；若懸挑結構為變截面時，施工時將模板做成等截面外形，而造成根部斷面減小，拆模後也會造成斷塌事故。

6。3。鋼筋錯位、變形

懸挑結構根部負彎矩最大，主筋應配在梁板的上部。若施工時將鋼筋放在下部，或被踩踏向下變形過大，或錨固長度不夠等原因，拆模後，均會導致根部斷塌。

6。4。施工超載

懸挑結構的固端彎矩與作用荷載成正比，如施工荷載超過設計荷載，當模板下沉時就在根部出現裂縫；尤其是當由根部向外澆築混凝土時，隨著荷載增加；模板變形，也極容易在根部產生裂縫，導致拆模後斷裂。

6。5。拆模過早

不少懸挑結構斷塌事故都是由於拆模過早，混凝土未達到足夠強度所造成。所以，規範規定，跨度小於2m的懸臂樑及板，混凝土拆模強度應大於等於70%；跨度大於2m的懸臂樑及板，混凝土的拆模強度為100%。

另外設計上的疏忽、無針對性防裂措施、材料質量不合格、施工質量差、違反設計施工規程、砌體強度達不到設計要求，以及缺乏經驗也是造成牆體裂縫的重要原因之一。如對砼砌塊、灰砂磚等新型牆體材料，沒有針對材料的特殊性，採用適合的砌築砂漿、注芯材料和相應的構造措施，仍沿用粘土磚使用的砂漿和相應的抗裂措施，必然造成牆體出現較嚴重的裂縫。