唐 捷 蔣章南
(1.麗水學院,浙江 麗水 323000;2.浙江金圣建設有限公司,浙江 麗水 323000)
本文現(xiàn)場測試對象為麗水青田縣塔山小區(qū)的一幢混凝土砌塊墻體房屋住宅,層數(shù)為6層,平面形狀為一字形,由6個單元組成,其中1單元~3單元屋面為平屋頂,4單元~6單元屋面通過“平改坡”后為坡屋頂,如圖1,圖2所示。
圖1 麗水青田縣塔山小區(qū)9號住宅樓全景圖
圖2 “平改坡”后的4單元~6單元坡屋頂
該房屋住宅于1995年建成,2002年對該房屋住宅4單元~6單元屋面進行“平改坡”改造,1單元~3單元屋面保持原來的狀態(tài)。
屋頂?shù)摹捌礁钠隆笔窃诜课萁ǔ珊筝^長時間再進行的,一般認為此時墻體自身的材料收縮裂縫已完成,實例觀測所得的結果只能是溫度引起的。通過現(xiàn)場觀測及分析,可初步確定該住宅樓裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于屋面與墻體的溫差產(chǎn)生的溫度應力導致的。
屋面“平改坡”后,頂層的溫度比改造前有了明顯的降低,屋面與墻體的溫差變化幅度明顯減小,尤其是在炎熱的夏季顯得更為突出,從而在一定程度上限制了溫度應力的產(chǎn)生和發(fā)展。因而裂縫發(fā)展的程度明顯減緩了,新的裂縫出現(xiàn)的幾率也降低了。從現(xiàn)場的觀測情況來看,該房屋住宅1單元~3單元(平屋頂)裂縫普遍數(shù)量相對較多,縫寬相對較大,縫寬隨著時間的變化幅度相對也較大;4單元~6單元(坡屋頂)裂縫普遍數(shù)量相對較少,縫寬相對較小,縫寬隨著時間的變化幅度相對也較小,也充分給予了證明。
對于開裂比較嚴重的1單元~3單元(平屋頂)部分,我們用溫度應力近似計算法對其進行強度驗算[1,2]。
該房屋住宅1單元~3單元(平屋頂)部分為6層混凝土砌塊墻體結構,采用的混合砂漿強度等級為M7.5,全長36 m,層高2.8 m,屋面板截面平均最高溫度為50℃,線膨脹系數(shù)α2=10×10-6,混凝土砌塊外墻最高平均溫度為35℃,線膨脹系數(shù)α1=10×10-6,施工時的初始溫度為20℃,縱墻間距為6 m,即2b=6000 mm,墻厚240 mm,屋面板厚 80 mm,Es=2.55 ×104N/mm2,屋面板與墻體的阻力系數(shù)為0.3 N/mm2。
解:由已知條件可得出已知數(shù)據(jù):Cx=0.3 N/mm,α1=0.00001,α2=0.00001,T2=50 - 20=30,T1=35 - 20=15,Es=2.55 ×104N/mm2。
將已知數(shù)據(jù)代入公式計算:
由式得:
考慮到溫度升高比較快的因素,取應力松弛系數(shù)H(t)=0.7~0.8,則砌塊砌體的彈性剪應力變?yōu)樾熳兗魬?
因此墻體產(chǎn)生裂縫,符合實際情況。
該房屋住宅4單元~6單元(坡屋頂)部分,屋面板截面平均最高溫度可降為40℃~45℃。
當屋面板截面平均最高溫度下降為45℃時,其余條件不變,則=0.186 MPa,剪應力降低了 33.3%。
當屋面板截面平均最高溫度下降為40℃時,其余條件不變,則=0.093 MPa,剪應力降低了 66.7%。
以上的計算分析結果與實際觀測結果是相符合的。
1)采用坡屋頂可以有效降低屋面板的最高溫度,而屋面板的最高溫度的降低對減小溫度引起的剪應力,控制溫度裂縫有著非常明顯的作用。2)采用坡屋頂對控制混凝土砌塊墻體溫度裂縫是一種行之有效的方法,尤其是對減少頂層墻體的溫度裂縫有著十分重要的意義。
[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997.
[2]唐岱新.砌體結構設計規(guī)范[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004.
[3]李鳳娟,唐永建.砌體常見裂縫成因及預防措施[J].山西建筑,2011,35(5):46-48.
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