框架剪力墙结构轻质填充墙裂缝产生的机理分析及预防措施 |
目前国内高层住宅设计中，普遍为框架剪力墙结构，楼层中一般以加气混凝土轻质填充墙作为房间分隔。该部分墙体粉刷前虽然采用了拉结钢筋、钢板网片等连接措施，但由于设计、施工工艺、环境等多方面原因，墙体粉刷后经常会产生墙体裂缝，尤其是墙体斜裂缝，施工
工中最不易控制，已经成为高层结构住宅结构施工中常见的质量通病。以下主要就填充墙体斜裂缝产生的机理进行分析：
斜裂缝产生的影响因素
1、料温度变形系数差异：由于钢筋混凝土材料温度变形系数较小，加气混凝土轻质砌块温度变形系数相对较大，故而在温度变化时，温度变形系数的差异导致两者温度变形的不同步性，从而产生了压应力和拉应力，特别是温度降低导致拉应力出现，到达一定的数值，大于加气混凝土砌体的抗拉强度时，裂缝便会产生。
2、温度变化：由于裂缝是材料温度变形造成，所以温度变化是导致裂缝产生的另一原因。当墙体粉刷完成达到初步凝固，钢板网、拉结筋与粉刷形成共同受力系统时，此时的温度为墙体的临界温度。当外界气温升高，填充墙与钢筋混凝土墙体之间产生压应力，因为砌体的抗压强度远大于其抗拉强度，一般不会有裂缝等破坏情况出现。当外界温度降低，低于临界温度时，拉应力出现，最终导致出现裂缝。
3、填充墙体的形状、尺寸：材料温度变形的幅度与其长度成正比，若填充墙尺寸增大，其温度变化时，相应的变形幅度也会相应增大，在受到束缚的前提下产生的应力相应也会增大，在轻质填充墙砌体抗拉强度一定的情况下，产生裂缝的几率也就越高。
4、墙体的砌筑质量：填充墙砌体是加气混凝土砌块、砂浆、拉结筋、钢板网的统一受力整体，轻质填充墙砌体的抗拉强度、材质的均匀性、砌筑砂浆的质量及工艺的合理性，都会影响到砌体的整体抗拉强度，进而直接影响到整个墙体的抗裂能力。
斜裂缝产生的机理分析当墙体外界温度低于临界温度时，整个填充墙体相对于钢筋混凝土墙体产生收缩，从而在墙体内部产生拉应力。此时，填充墙体两端由于拉结筋和钢板网共同作用，产生横向拉应力，墙体上部由于钢板网作用产生向上的拉应力，由横向拉应力和向上的拉应力产生合力。当合力值到达一定数值时，由砌块和砂浆组成的砌体抗拉强度不足以抵抗拉应力合力，于是在垂直于合力方向，砌体的相对薄弱部位产生斜裂缝。斜裂缝的形成一般呈近似直线状，当砌筑砂浆强度不足或加气混凝土砌块浇水不足时，有时裂缝也会沿砌体灰缝部位呈阶梯状分布。上述裂缝一般出现在轻质填充墙体上部，下部由于砌体自重与拉应力合力部分抵消，所以一般不会产生裂缝。
斜裂缝的预防措施在分析了斜裂缝产生的机理后，即可采取相应的预防措施加以预防，主要预防措施有如下几项：
1、控制填充墙体的砌筑质量：首先须确保砌筑原材料——加气混凝土砌块的质量，一定要使用品质良好、材质均匀，各项复验指标都达到要求的砌块。其次，砌筑用砂浆必须严格按照设计配比配制，并充分搅拌均匀；施工前，加气混凝土轻质砌块必须浇水充分，以免过度吸收砂浆水分导致砂浆强度不足。在施工操作上，拉结筋，横、竖缝坐浆，顶部斜砌及钢板网骑缝压钉，都必须严格按设计和施工规范施工，充分保证砌体的砌筑质量。
2、控制抹灰时的温度：根据温度对裂缝影响的因素，墙体粉刷施工宜在较低温度下进行，但因为工程开发进度要求，工程的抹灰施工不可能选择季节施工，加之钢板网和粉刷砂浆何时开始共同受力，很难量化确定，故而很难通过控制抹灰时的温度来达到避免和减少裂缝，一般不会采用控制抹灰时的温度控制裂缝产生。
3、以技术措施减短填充墙长（或高度）：通过减短填充墙长度（或高度）来减小温度变化时的应力大小，从而降低裂缝产生的概率。通常情况下，由于使用功能原因，加气混凝土填充墙高度一般在3米左右，所以通过增设横向构造梁的方式来分隔墙体高度的做法并不多见。在墙体长度过长或长高比过大时，应考虑在填充墙体内部增设构造柱来加以分隔，从而通过减短墙体长度、降低高宽比达到来减少裂缝的目的。
4、增设斜向钢板网：本技术预防措施的效果最为明显，主要方法是在墙体粉刷施工前，沿两顶角平分线45度布设钢板网，钢板网的长度根据不同填充墙体情况而定，一般情况下，钢板网下部超过填充墙体对角线10~15cm即可，宽度一般按照设计骑缝钢板网宽度。通过增设斜向钢板网来提高轻质填充墙体的斜向整体抗拉强度，可以有效的控制斜裂缝的产生。
通过上述分析，控制框架剪力墙内加气混凝土轻质砌块填充墙出现斜裂缝，以上措施具备一定的针对性。对于加气混凝土砌块填充墙与框架剪力墙结构交接处出现的横向和竖向裂缝，只要在施工中，严格按照设计和施工规范操作——放置拉结筋位置准确、抗拉合格、长度准确，钢板网宽度和规格满足要求、布钉合理牢固，砌筑质量、工艺控制合理，就能够得到有效的控制。
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