砌体结构的一般构造措施(3)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-04
拉结件设计时,考虑压屈、抗拉、拔出和荷载分布等因素。美混凝土协会和加拿大标准协会已提出了宽夹心墙的建议。

6)夹心墙裂缝控制

  夹心墙与一般外墙有两点不同,一是内外叶墙承受力的荷载不同,前者要比后者大得多,因而在竖向有着较大的变形差,也是引起这种墙体开裂的重要原因;二是外叶墙处在室外不利环境中,对内墙提供保护,这也是外叶墙易开裂的另一个原因,国外有专门考虑内外叶墙差异变形的连接构造,如可调拉结件及沿竖向分布的水平控制缝等措施。

  7)本规范夹心墙拉结件的设置,从直径、间距及洞口周边附加拉结件的要求均较UBC的规定更严。如我国砌体规范规定的最大横向支点距离,对6度、7度及8度区,分别为9m、6m和3m,即近似于3层、2层和一个楼层。夹心墙的构造示于图5中。夹心墙横向支承圈梁节能构造示于图6。

砌体结构的一般构造措施

a) 拉结件布置                     b) 外叶墙的横向支承

砌体结构的一般构造措施

  (a)矩形                 (b)Z形             (c)焊接网片

c) 拉结件型式

图5  夹心墙结构构造

注:图中括号内数字仅用于砼砌块

砌体结构的一般构造措施


 


 

图6  夹心墙节能构造

8)夹心墙的抗震性能、简化计算及应用注意事项

  本规范规定的夹心墙属于非组合作用的夹心墙。两叶墙间的连接属于柔性连接,其刚度很少,因此不能按整体受力考虑。但是通过叶墙间的连接件(网)较大地提高了夹心墙的稳定性(增加了夹心墙的有效厚度),从而相应地提高了叶墙,特别是内叶墙的承载能力,而外叶墙通常是按自承重墙考虑的,因其很薄一般只有90mm~120mm厚,其稳定性主要靠与内叶墙的连接保证。根据夹心墙所受的荷载或叶墙间的传力路线,确保叶墙间连接的可靠性就成为该构件的关键点,尤其在地震作用下。我国的试验[5]也证明了这一点,如在往复荷载作用下,钢筋拉结件能在大变形情况下防止外叶墙失稳破坏。从保温角度,夹心墙叶墙间除连接件外不宜再有相连的构件(竖向的横向支承点除外),也是普遍采用的作法。因此其计算简图或试件也应这样,才能符合夹心墙的实际受力状态(图7)。

砌体结构的一般构造措施

a)外叶墙端部无约束                b)外叶墙端部有约束

图7  夹心墙的构造及试件简图

  很显然图7b)过分强化了外叶墙在端部的约束作用和其刚度,而按图7a)则外叶墙在纵向刚度要小得多,加之其竖向荷载很小(仅为自重),其变形能力要比前者好,其受到的地震作用较前者小。因此在文献[5]中砌体构件的抗震计算未列出夹心墙(Multiwythe walls)计算要求,而重申了连接构造,如拉结件、灰缝拉结网片、竖向及横向支承的规定。夹心墙的拉结件(网)具有足够的连接和传递横向荷载或作用的能力。根据本规范规定的拉结网片1φ4,横筋间距为400mm,竖向间距为400mm,其灰缝砂浆握裹承担的拉、拔力为3.3KN/m2,网片钢筋承担的抗压力为4.3KN/m2,外叶墙的自重为1.6KN/m2。可见其富裕度非常大,即使将外叶墙自重作为地震作用,也不会将外叶墙拉脱。这也就是本规范未列其计算方法的原因,但对于设计应用提出下列注意事项:

①在抗震计算时可不考虑外叶墙的作用,但偏于安全在计算承重的内叶墙承载力时应计入外叶墙的重力作用;

②夹心墙的有效厚度可取内、外叶墙平方和的开方根;

③楼层悬挑构件,如雨蓬、挑梁其底部应与外叶墙脱开,避免外叶墙受载;

④外叶墙上吊挂的重物,其支承点也应设在内叶墙上;

⑤外叶墙直接受到外界环境影响,对其可能产生的温度或变形裂缝应予以充分注意,如设置较短的水平控制缝和内外叶墙竖向变形引起的水平裂缝,当内外墙采用不同砌体材料时,尚应考虑叶墙砌体附加变形的影响;

⑥夹心墙在楼屋盖处既是夹心墙的横向支点,又是构件的最大热桥部位,因此在保证其横向支托作用的同时,采用减少热桥影响的措施。图6给出了节能圈梁的构造,供设计参考。

6.3 防止或减轻墙体开裂的主要措施

一、防裂措施原则注释

1、裂缝的主要表征

  引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩,也有设计疏忽、不合理,施工质量、材料不合格及缺乏经验等,但最为常见的,也是砌体规范着力要解决的则为“温度裂缝”、“干缩裂缝”,以及“温度和干缩裂缝”。

1)温度裂缝

  主要由屋盖和墙体间温度差异变形应力过大产生的砌体房屋顶层两端墙体上的裂缝,如门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝及水平包角裂缝(含女儿墙)。这类裂缝,在所有块体材料的墙上均很普遍,即不论是低干缩性的烧结块材,还是高干缩性的非烧结类块材,裂缝形态无本质区别,仅有程度上不同,而且分布位置也较集中,在房屋上层的两侧。因此《砌体结构设计规范》6.3.2条专门提出了有关防止或减轻端部墙体开裂的构造措施。

2)干缩裂缝

  主要由干缩性较大的块材,如蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土砌块,随着含水率的降低,材料会产生较大的干缩变形。干缩变形早期发展较快,以后逐步变慢。但干缩后遇湿又会膨胀,脱水后再次干缩,但干缩值较小,约为第一次的80%左右。这类干缩变形引起的裂缝,在建筑上分布广、数量多,开裂的程度也较严重。最有代表性的裂缝分布为在建筑物底部一至二层窗台部位的垂直裂缝或斜裂缝,在大片墙面上出现的底部重上部较轻的竖向裂缝,以及不同材料和构件间差异变形引起的裂缝等。

3)温度和干缩裂缝

    墙体裂缝可能多数情况下由两种或多种因素共同作用所致,但在建筑物上仍能呈现出是温度还是干缩为主的裂缝特征。

4)其它原因引起的裂缝

    如设计方案不合理、施工质量和监督失控也常是重要的裂缝成因。

2、裂缝宽度的控制标准问题

1)鉴于裂缝成因的复杂性,按目前条件和本规范提供的措施,尚难完全避免墙体开裂,而是使裂缝的程度减轻或无明显裂缝,故采用了“防止或减轻”墙体开裂的措施的用语;

2)墙体裂缝允许宽度的含意包括:一是裂缝对砌体的承载力和耐久性影响很少,二是人的感观的可接受程度。钢筋混凝土结构的裂缝宽度大于0.3mm时,通常在美学上难以接受,砌体结构也不例外。尽管砌体结构的安全的裂缝宽度可以更大些。但是在住宅商品化的今天,砌体房屋的裂缝,不论是否为0.3mm,只要可见,已成为住户判别“房屋安全”的直观标准。据资料只有德国对砌体结构有成文的规定:对外墙或条件恶劣的部位的墙体,裂缝宽度不大于0.2mm,其它部位裂缝宽度不大于0.3mm。其它发达国家对裂缝控制的要求较高,但未对砌体裂缝宽度规定标准。因此如何面对砌体结构的裂缝,确实是一个较突出和需要认真对待的课题,需要引起足够的重视。

3、关于控制缝(control  joint)

  本规范6.3.7条提出了设置控制缝的原则规定。控制缝是个外来的概念。它不同于我国规范规定的双墙伸缩缝,而是针对高干缩性砌体材料,把较长的砌体房屋的墙体划分为若干个较小的区段,从5~6m到10多m,这样可使由干缩、温度变形引起的应力或裂缝减小,从而达到可以控制的程度。它是对我国较长的传统的伸缩缝的必要补充。因为即使按修订后缩短的伸缩缝间距(30~40m),也难以控制这类高干缩性材料砌体的裂缝。

  但是在房屋某些部位的墙体上设置控制缝,防裂效果较好,而对房屋的整体受力性能影响很小,并可满足抗震设防的要求。这已被我国的理论分析和试验研究得到证实[6][7]。

4、抗裂措施效果评价

  引入本节的防止或减轻墙体开裂的主要措施,在基本原理上分别基于防裂概念的“防”、“放”、“抗”的原则。

1)“防”,即适当的屋面构造处理,减少屋盖与墙体的温差,减少屋盖与墙体的变形,效果最佳,通常采取的措施包括:

①保证屋面保温层的性能,采用低含水或憎水保温材料,

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