[转贴]：砌体结构温度裂缝的探讨

linxiang1101

作为一个基层的质量监督人员，接触的工程比较多，温度裂缝作为一种工程质量通病，如何尽量避免和减小，是一个值得探讨的问题。

1.温度裂缝的概念
温度的变化会引起材料的热胀、冷缩，当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时，墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝出现在顶层砌体门、窗洞口及楼梯间圈梁部位。
这就牵扯到温度应力的问题。在工程实际中，结构物或其部分构件往往会遇到温度变化（例如工作条件中的温度改变或季节的更替）。如果在杆的同一截面上各点处的温度变化相同，则杆将仅发生伸长或缩短变形。在静定问题中，由于杆能自由变形，因此，这钟由温度变化所引起的变形并不会在杆中产生内力。但在超静定问题中，由于有了多余约束，对于杆有温度变化所引起的变形将予以限制，从而会在杆中产生内力，这钟内力就称为温度内力，与之相应的应力就称为温度应力。由于建筑物是超静定结构，所以，当温度变化时，建筑物将产生温度应力。

2.温度裂缝产生的原因
一个建筑物，座落于大自然中，经受四季变换，温度裂缝是不可避免的。
现在的砌体结构，为了满足抗震要求，都要求加构造柱、圈梁，所以，砌体结构的顶层都是混凝土屋盖和砖砌体墙体。
在弹性材料中，应力与应变是线性关系，因而存在一个不变的材料常数，即弹性模量。实验表明，混凝土与砖砌体都是弹所性材料，只有在应力较小时（混凝土在30%-40%抗压强度，砖砌体在40%-50%抗压强度），应力与应变是常数，《规范》称之为混凝土、砌体
弹性模量。因为温度应力比较小，在温度应力作用下，混凝土、砌体可视为弹性。根据《规范》给出的公式：

混凝土弹性模量Ec=

砌体弹性模量E=

Fcu为混凝土立方抗压强度 F为砌体抗压强度设计值

对于一般的砖混结构建筑物：

设圈梁、混凝土屋盖为C20，则Ec=

设砂浆为M5，烧结普通砖，则E=

由此可见，在相同温度变化作用下，混凝土的弹性模量是砌体弹性模量的8倍。

实验表明钢筋混凝土的温度线膨胀系数为 ，砖砌体为
，由此可见，钢筋混凝土的温度线膨胀系数为砖砌体温度线膨胀系数的两倍。也就是说，温度变化20度时，同一长度的钢筋混凝土变形为0.2mm，而砌体为0.1mm。上述变形将导致构件中产生温度应力，当作用于构件的温度应力超过钢筋混凝土与砖砌体的抗拉强度时，将出现裂缝。所以，在楼梯间圈梁与砌体交接处，混凝土屋盖与墙体交接处，水平裂缝比较多。
学过材料力学的同志都知道，一些截面有骤然改变的杆件，在这些截面有骤然改变的部位，原来的正应力线和剪应力线受到了这种截面有骤然出现的不连续部位的干扰而在该处变的很密集，也就是说，受力杆件在截面有骤然改变的部位，应力骤然变大，这就是应力集中概念。对于墙体来说，门、窗洞口就是应力集中的部位。当温度变化时，混凝土和砌体产生温度应力，而顶层砌体门、窗洞口的角部又是正应力、温度应力都比较大的部位，这样，就出现了顶层砌体门、窗洞口的八字裂缝。

3、防治砌体结构温度裂缝具体措施的建议
对于温度裂缝的防治措施，国外已有比较成熟的经验，值得借鉴：一是在较长的墙上设置控制缝(变形缝)，这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同，而是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形，又能隔声和防风雨，当需要承受平面外水平力时，可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多。如英国规范对粘土砖为10-15m，对砼砌块及硅酸盐砖一般不应大于6m；美国砼协会(ACI)规定，无筋砌体的最大控制缝间距为12-18m，配筋砌体控制缝间距不超过30m。二是在砌体中根据材料的干缩性能，配置一定数量的抗裂钢筋，其配筋率各国不尽相同，从0.03%～0.2%，或将砌体设计成配筋砌体，如美国配筋砌体的最小含钢率为0.07%，该配筋率又抗裂，又能保证砌体具有一定的延性。
在结合国内的实际情况，提出以下建议：
A 建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》GBJ3-88第5.3.2条的规定外，宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝，控制缝的间距应适当减小。
B 屋盖上设置保温层或隔热层；女儿墙与保温层宜软连接（设伸缩缝）；屋面应设置分割缝。
C 七度及七度抗震设法地区设置滑动层，顶层楼板安装不座浆，板端不灌浆。
D 顶层砌体门、窗洞口增加配筋，钢筋间距为250-300mm，通长放置。
E 顶层砌体门、窗洞口粘贴L形钢筋网片，内外敷设，用砂浆粉刷。
F 加大顶层砌体砌筑砂浆强度。
G 顶层砌体门、窗洞口加小构造柱、小圈梁，与建筑物构造柱、圈梁连接为整体。
H 加强施工工艺与施工技术，组砌按规范接槎，严禁用碎砖，砌筑砂浆必须饱满，加强墙体的整体性。

4、郑州地区防治砌体结构温度裂缝的实例
根据以上措施，郑州市有部分工程做了示范，据反映，效果不错。

（1）郑州市正常建设实业总公司承建的“兴业房地产北云鹤花园”1-12号住宅楼，顶层砂浆标号为本100号，，窗台口钢筋φ6通长搁置，洞口粘贴钢筋网片，建成一年，基本未发现温度裂缝。
（2）郑州市城科公司承建的“河南服装进出口公司2#、3#家属楼”
，顶层砌体砌筑砂浆强度油50号加大到75号，洞口锚拉筋加密且粘贴L形钢筋网片，竣工两年后温度裂缝基本不明显。
（3）河南省建总公司承建的“河南日报社5#家属楼”，顶层砌体窗洞口两侧加设小构造柱、窗洞口加设小圈梁，锚入构造柱，竣工半年，基本未发现温度裂缝。

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混凝土弹性模量Ec= ？
砌体弹性模量E=？

对于一般的砖混结构建筑物：
设圈梁、混凝土屋盖为C20，则Ec= ？
设砂浆为M5，烧结普通砖，则E= ？