張 萍
女兒墻原來(lái)是由古代城墻上面呈現(xiàn)的凹凸形狀的矮墻命名而來(lái),是一種高出屋面和城墻的矮墻,古代多用于御敵使用。如今女兒墻已成為建筑的專(zhuān)用術(shù)語(yǔ),現(xiàn)在建筑上所指的“女兒墻”是指建筑物屋頂上外圍的矮墻,其功能一是維護(hù)安全,二是避免防水層滲水,三是防止屋頂雨水的漫流。女兒墻是非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,在地震時(shí)屬于不安全因素,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)對(duì)女兒墻高度在不同地方有不同的要求,規(guī)范規(guī)定砌體女兒墻在人流入口和通道處應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)錨固;非出入口無(wú)錨固的女兒墻高度,地震烈度為6 ~8度時(shí)不宜超過(guò)0.5m,9 度時(shí)應(yīng)有錨固。另外女兒墻的高度還取決于是否上人,不上人高度宜在500mm ~600mm 內(nèi),上人高度應(yīng)不小于1100mm。
女兒墻裂縫一直以來(lái)都是建筑質(zhì)量通病,且隨著時(shí)間的推移,女兒墻裂縫越來(lái)越明顯,其導(dǎo)致的嚴(yán)重問(wèn)題也日益突出。
女兒墻出現(xiàn)裂縫后,會(huì)導(dǎo)致立面裝飾鼓包,整體剛度降低,抗傾覆能力和穩(wěn)定性相對(duì)減弱嚴(yán)重時(shí)甚至脫落。部分裂縫由于受雨水侵蝕,裂縫處會(huì)出現(xiàn)黑色線條,有色外立面尤其明顯,嚴(yán)重影響建筑外觀。墻體的開(kāi)裂會(huì)導(dǎo)致屋面防水層被破壞,造成樓體滲水,嚴(yán)重影響住戶的正常生活。裂縫會(huì)降低建筑物的使用壽命,導(dǎo)致建筑整體剛度降低,抗傾覆能力和穩(wěn)定性減弱。有嚴(yán)重裂縫的女兒墻,遇到地震或受強(qiáng)風(fēng)及其他外力作用時(shí)極有可能傾塌,造成財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。
女兒墻裂縫的成因主要有以下幾個(gè)方面:
由于地基產(chǎn)生的不均勻沉降,房屋也會(huì)隨之發(fā)生彎曲和剪切變形,從而在墻體內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力,而當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度超過(guò)砌體強(qiáng)度時(shí),作為女兒墻是其較薄弱部位,所以極易產(chǎn)生裂縫。
圈梁是現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)件,其線膨脹系數(shù)約為10με/℃ ~14με/℃,而磚石砌體線膨脹系數(shù)約為5με/℃~8με/℃,兩者相差近一倍。由于兩者線膨脹系數(shù)相差較大,在同一部位會(huì)出現(xiàn)變形不協(xié)調(diào),線膨脹系數(shù)較小的磚砌體發(fā)生的變形相對(duì)于線膨脹系數(shù)較大的鋼筋混凝土圈梁要小的多,磚砌體會(huì)對(duì)鋼筋混凝土圈梁產(chǎn)生約束作用,這樣在兩者結(jié)合部就會(huì)產(chǎn)生約束力與反約束力。磚砌體是脆性材料,其極限拉應(yīng)變很小,抗拉強(qiáng)度僅是混凝土的十分之一,二者因膨脹必然產(chǎn)生相對(duì)位移。而且建筑中的女兒墻墻體外露,冬季受寒風(fēng)冰凍,屋面溫度在0℃以下,室內(nèi)一般高于5 ℃;夏季受烈日直射,屋面溫度高達(dá)50 ℃以上,而室內(nèi)一般在30℃左右,造成較大室內(nèi)外溫差。由溫差引起不均勻伸縮與溫度應(yīng)力足以使女兒墻開(kāi)裂。其溫度裂縫大多集中在房屋的頂層女兒墻的根部。
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)規(guī)定砌體女兒墻在人員流動(dòng)的入口和通道處應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)錨固;非出入口無(wú)錨固的女兒墻高度,地震烈度為6 ~8 度時(shí)不宜超過(guò)0.5m,9 度時(shí)應(yīng)有錨固。在實(shí)際施工中,磚砌女兒墻高度超過(guò)0.5m 時(shí),每隔一定距離需增設(shè)構(gòu)造矮柱。然而,大多數(shù)的建筑物女兒墻都高度超過(guò)0.5m,但實(shí)際采取構(gòu)造矮柱措施者卻甚少。有的磚混結(jié)構(gòu)建筑物長(zhǎng)度達(dá)幾十米沒(méi)有設(shè)計(jì)伸縮縫,女兒墻在冬夏的絕對(duì)伸縮值比較大,從而加劇了女兒墻的開(kāi)裂程度。
施工人員不按操作規(guī)程施工,不重視女兒墻質(zhì)量。例如,砂漿標(biāo)號(hào)不符合設(shè)計(jì)要求、砌筑砂漿不飽滿、施工時(shí)振搗不密實(shí),使用不合格砌塊、干磚上墻,后期養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)取?/p>
有時(shí)為了趕工期,不考慮天氣原因,導(dǎo)致施工后雨水滲入保溫層,保溫層內(nèi)部水份因受凍結(jié)而發(fā)生體積膨脹,產(chǎn)生水平推力,導(dǎo)致女兒墻產(chǎn)生水平裂縫。有少數(shù)女兒墻被錯(cuò)誤砌筑在屋面防水卷材上,在夏季高溫作用下,瀝青防水層受熱軟化滑移,磚砌女兒墻隨之錯(cuò)位,造成較大裂縫,進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重滲漏。
此外,還有未按規(guī)定留伸縮縫等因素,都會(huì)造成施工質(zhì)量隱患,導(dǎo)致女兒墻裂縫產(chǎn)生。
針對(duì)上述原因,就要求在相應(yīng)環(huán)節(jié)中采取正確技術(shù)和措施來(lái)控制裂縫的發(fā)生。
由以上分析顯見(jiàn),女兒墻產(chǎn)生裂縫和向外位移,是因?yàn)榕畠簤ζ鲋谖菝姘宓纳厦婧蛡?cè)面,限制了屋面板的自由伸縮,于是受到了屋面板熱脹冷縮時(shí)的剪拉應(yīng)力。據(jù)此我們應(yīng)當(dāng)采取如下的措施:
1.嚴(yán)格按照規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫。屋面板四周與女兒墻間要留30mm 的空隙,并填塞彈性防水材料。屋面每個(gè)單元板端留出20mm 的空隙,以消除溫度及材料差異的應(yīng)力作用,縫內(nèi)填彈性材料。屋面找平層要做6m×6m 分格縫,保護(hù)層做1m×1m 分格縫,找平層與女兒墻間要留出30mm 的空隙,并填塞彈性材料。
2.減小壓頂混凝土與女兒墻砌體的溫度線應(yīng)變。一般女兒墻越長(zhǎng),壓頂混凝土及女兒墻砌體的溫度變形差值就越大。所以女兒墻應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱,截面240mm×240mm,間距2.4m ~3.0m,不宜大于3.0m,且豎向筋下部錨固于頂層圈梁中,上部與壓頂圈梁連接。
3.增加女兒墻砌體的抗拉能力。在女兒墻砌體內(nèi)部配置鋼筋,讓鋼筋承擔(dān)壓頂混凝土與磚砌體間的應(yīng)變差所帶來(lái)的附加拉應(yīng)力??稍O(shè)3φ6 縱向拉結(jié)筋,豎向間距500mm,通長(zhǎng),其中兩根通過(guò)構(gòu)造柱。女兒墻采用三順一丁的組砌方法砌筑,以加大砌體內(nèi)塊體的搭接長(zhǎng)度與塊體的高度比,從而提高砌體沿齒縫截面的軸心抗拉強(qiáng)度。
4.改用預(yù)制鋼筋混凝土花格或鐵柵取代女兒墻即屋頂欄桿,或用鋼筋混凝土做女兒墻。
5.屋面板采取與屋面圈梁整體現(xiàn)澆的結(jié)構(gòu)形式,這樣設(shè)計(jì)女兒墻,就使得女兒墻和屋面結(jié)構(gòu)分別成為獨(dú)立的自由體,互不約束。
6.在房屋四角檐口下一定高度和范圍的墻體配置轉(zhuǎn)角鋼筋2φ6@ 500,或在房屋兩端單元外墻陽(yáng)角處設(shè)置構(gòu)造柱,并開(kāi)至女兒墻壓頂處,柱與墻體設(shè)拉錨筋,可防止女兒墻及外墻陽(yáng)角處的包角裂縫。
7.加強(qiáng)屋面保溫,以減小溫差。建議保溫厚度增至8 cm ~15 cm ,必要時(shí)還可增設(shè)隔熱架空層,保溫層宜采用隔熱性能好的聚乙烯塑料泡沫板、水泥珍珠巖、加氣塊等材料;防水層采用表面有錫箔紙的或表面涂刷銀粉涂料的材料,光反射性能好,降低表面溫度,達(dá)到良好的保溫效果,減少屋面結(jié)構(gòu)與女兒墻的溫差,從而減少裂縫。
8.根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007-2011)要求,頂層磚砌體混合砂漿一般為M5,可滿足強(qiáng)度要求,為了防止溫度裂縫產(chǎn)生,頂層混合砂漿強(qiáng)度不應(yīng)低于M5。
9.施工中嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行施工,冬季施工或砂漿無(wú)設(shè)計(jì)要求時(shí),應(yīng)按常溫下提高一級(jí)砂漿標(biāo)號(hào)以提高磚砌體強(qiáng)度。
10.盡量做到年平均氣溫時(shí)完成屋蓋施工,避開(kāi)高溫季節(jié)施工屋頂層。
1.在工程設(shè)計(jì)中,對(duì)女兒墻高度超過(guò)規(guī)范限值時(shí),增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱,根部與圈梁連接,頂部與壓頂連接。構(gòu)造柱間距視女兒墻高度情況掌握,一般宜控制在3 m 左右。
2.女兒墻泛水陰角部位應(yīng)加強(qiáng)防水處理,采用柔性防水層時(shí),應(yīng)在陰角部位增設(shè)防水加強(qiáng)層。同時(shí),防水收口位置應(yīng)距離屋面完成面不少于300 mm,收頭應(yīng)收在防水專(zhuān)用凹槽或挑線內(nèi),并做好收頭密封工作。
3.女兒墻壓頂應(yīng)向內(nèi)排水,其坡度不少于6%,并應(yīng)進(jìn)行防水處理,適宜采用LB- 7 氯丁膠乳水泥砂漿、LB- 71 維尼龍聚合物水泥砂漿、LB- 19 泰尼纖維水泥砂漿等進(jìn)行找坡抹面及防水處理。
4.屋面剛性保溫層及保護(hù)層不應(yīng)緊鄰女兒墻,應(yīng)預(yù)留不少于30 mm 寬度作分縫,有條件時(shí)可在泛水部位設(shè)置排水溝,以減少或避免因溫度作用使剛性保溫層及保護(hù)層熱脹推擠女兒墻而造成開(kāi)裂。
5.設(shè)構(gòu)造柱,截面為240 mm×240 mm,間距為2 400 mm ~3 000 mm,不能再大,其豎向配筋按抗震計(jì)算確定,箍筋φ6@ 250,下部錨固于頂層圈梁中,上部與壓頂圈梁整連。
6.在女兒墻砌體內(nèi)設(shè)縱向拉結(jié)鋼筋,豎向間距500 mm,通全長(zhǎng),其中兩根通過(guò)構(gòu)造柱。
7.在女兒墻砌體外側(cè)還要設(shè)置橫向連接鋼筋,每4 層磚壓1 根,開(kāi)口端錨固于構(gòu)造柱中,其兩直肢隨坡度而加長(zhǎng)。柱外側(cè)砌體厚度不大于120 mm 時(shí),可不設(shè)橫向拉結(jié)筋。
1.建筑構(gòu)造及細(xì)部做法上應(yīng)嚴(yán)格遵照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求,女兒墻上的泛水檐、凹槽、木磚應(yīng)預(yù)留預(yù)埋。女兒墻根部與屋面找平層抹圓弧并一次完成。找平層一定要抹平、壓實(shí)、規(guī)方、上線,女兒墻立面與屋面交角處及檐溝、天溝等處,找平、防水、找坡、保溫等按工序嚴(yán)格檢查驗(yàn)收,以工序質(zhì)量保成品質(zhì)量。
2.在主體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造上嚴(yán)格設(shè)計(jì)和規(guī)范施工,構(gòu)造柱伸到女兒墻頂,構(gòu)造主筋和壓頂主筋應(yīng)連接在一起,構(gòu)造柱拉結(jié)筋與女兒墻砌體應(yīng)牢固拉結(jié)成整體,提高女兒墻整體剛度、有效地防止因結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生裂縫,提高抗?jié)B漏能力。
3.做防水層前應(yīng)先檢查基層質(zhì)量是否合格,基層是否已經(jīng)干燥,基層如果出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,立即處理好。并經(jīng)檢查合格后方可繼續(xù)施工,基層是否干燥也是直接影響防水層質(zhì)量的關(guān)鍵所在,因此,必須檢查確認(rèn)基層已干燥后方能進(jìn)入下道工序的施工。這樣可以防止因基層質(zhì)量缺陷或不干燥而導(dǎo)致卷材粘貼不牢,不實(shí)或起鼓、起泡、開(kāi)裂等問(wèn)題的發(fā)生。
4.按操作工序嚴(yán)格檢查驗(yàn)收工程質(zhì)量,把問(wèn)題和隱患消滅在施工中,不合格的材料、構(gòu)配件禁止使用,做到事前事中控制到位,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),在房屋使用過(guò)程中也要經(jīng)常檢查,尤其女兒墻處的防水要重點(diǎn)檢查,一旦發(fā)現(xiàn)有灌水和滲漏水問(wèn)題要及早處理,防止引起屋面滲漏。
1.現(xiàn)澆鋼筋混凝土女兒墻結(jié)構(gòu)比磚砌結(jié)構(gòu)防滲效果好,但是土建費(fèi)用也高,對(duì)于體型較長(zhǎng)、高度較大的女兒墻采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),防滲漏效果更明顯。
現(xiàn)澆女兒墻的鋼筋、模板質(zhì)量符合要求,砼現(xiàn)澆振搗密實(shí),絕對(duì)杜絕出現(xiàn)夾渣、蜂窩、麻面、狗洞現(xiàn)象的產(chǎn)生。
2.預(yù)制屋面板端頭縫的處理。在板的端頭縫中嵌入20mm ~30mm 厚、高度和屋面板相同的泡沫塑料板,泡沫塑料板上口用防水油膏嵌縫,使屋面板熱脹冷縮留有余地,是防止推裂兩端女兒墻的有效措施。
3.在縱向長(zhǎng)度上,每20m 留設(shè)20mm 寬伸縮縫,伸縮縫用泡沫塑料嵌填,外用油膏嵌縫。
4.對(duì)于高的女兒墻,施工中留設(shè)的水平施工縫應(yīng)該至少高出屋面200mm。
5.做高低兩條滴水線,一條為鋼筋砼女兒墻壓頂,另一條為防水卷材收口處的滴水線。
由于溫度變化使磚砌體產(chǎn)生裂縫是比較常見(jiàn)的,其溫度裂縫又多集中在房屋的頂層女兒墻根部,主要是由于屋面板和頂層圈梁在外界溫度影響下,產(chǎn)生一定的熱脹變形而引起的。頂層圈梁與砌體間出現(xiàn)較多的是水平裂縫,這是由于圈梁與砌體的熱脹變形不一致,圈梁在外界溫度的影響下會(huì)產(chǎn)生縱向和橫向變形,在兩者粘結(jié)面上形成一定的水平力而產(chǎn)生剪應(yīng)力和拉應(yīng)力。由于頂層圈梁受到砌體的壓應(yīng)力很小,頂層圈梁與磚體間的摩阻力相應(yīng)減小,在一定程度上降低了粘結(jié)面上的抗剪強(qiáng)度,當(dāng)剪應(yīng)力超過(guò)粘結(jié)面上的抗剪強(qiáng)度時(shí),頂層圈梁與磚體間就出現(xiàn)水平裂縫。為使頂層圈梁與女兒墻砌體有良好的粘結(jié),圈梁施工前應(yīng)將砌體上的雜質(zhì)清理干凈,并在墻面上作濕水處理,圈梁拆模后應(yīng)將墻體上的孔洞用磚塊和砂漿堵實(shí),頂層砌體的砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M5,磚強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M7.5,砌體應(yīng)灰縫飽滿,接茬規(guī)矩,以保證砌體有良好的整體性。在磚墻與砼交接處采用鋼絲網(wǎng)粉刷,防止此處開(kāi)裂。
1.女兒墻下圈梁和女兒墻壓頂?shù)哪0?、鋼筋質(zhì)量符合要求,砼現(xiàn)澆振搗密實(shí),絕對(duì)杜絕出現(xiàn)夾渣、蜂窩、麻面、狗洞現(xiàn)象的產(chǎn)生。
2.保證磚砌體質(zhì)量。磚砌女兒墻要設(shè)置構(gòu)造柱,砌磚的頭縫、平縫、中縫中都要鋪滿砂漿。保證磚砌體砌筑密實(shí),灰縫飽滿。
3.預(yù)制屋面板與女兒墻、山墻間應(yīng)留設(shè)大于20mm 空隙或填嵌松軟材料。
4.現(xiàn)澆女兒墻壓頂施工時(shí),壓頂應(yīng)在10m 距離內(nèi)留設(shè)分格縫,寬為10-20mm,內(nèi)嵌填密封材料,外用防水油膏嵌縫。
5.圈梁應(yīng)設(shè)計(jì)在屋面板下,應(yīng)每隔3m設(shè)置構(gòu)造柱,構(gòu)造柱根部與圈梁連接,頂部與壓頂連接,形成一個(gè)整體。
6.為防止屋面結(jié)構(gòu)變形引起女兒墻與預(yù)制屋面板接縫開(kāi)裂造成滲漏,把靠近女兒墻的一塊預(yù)制屋面板改為和圈梁整體現(xiàn)澆板,并做成內(nèi)天溝形式,不僅避免了女兒墻與屋面板接縫開(kāi)裂滲漏,而且有利于控制檐口縱向泛水坡度,避免屋面漏水。
7.保溫層應(yīng)與女兒墻斷開(kāi), 預(yù)留50mm ~80mm 伸縮縫,內(nèi)填密封材料以構(gòu)成柔性結(jié)構(gòu),防止保溫層膨脹推開(kāi)女兒墻的墻身,產(chǎn)生墻身開(kāi)裂導(dǎo)致滲漏。
8、女兒墻壓的抹灰層坡向應(yīng)流向屋面,并應(yīng)設(shè)置滴水線,以防止雨水爬墻。
9、在以往施工中磚砌女兒墻常設(shè)挑眉磚,實(shí)際上挑眉磚的做法有很多弊病,因?yàn)樘裘即u抹灰后容易裂縫,雨水從裂縫中滲入,抄后路在防水層背后滲入室內(nèi),造成試水不漏,下雨漏水的現(xiàn)象,另外因挑眉磚到屋面距離小,在挑眉磚下抹水泥砂漿和卷材收頭操作困難,易造成質(zhì)量問(wèn)題。最好在收口頂部增設(shè)60mm厚鋼筋砼帶,既可預(yù)防女兒墻根部裂縫,以可對(duì)鋼筋砼帶以上墻體裂縫滲水起阻隔作用,避免引起屋面滲漏。
女兒墻發(fā)生裂縫后,可以采用以下方法對(duì)裂縫進(jìn)行治理:
1.沿裂縫開(kāi)鑿?fù)鈮︼椕鎸樱ǖ竭_(dá)磚墻面)600mm 寬,并清理裂縫。
2.對(duì)裂縫采用快硬水泥進(jìn)行封縫處理,按400mm 間距預(yù)埋一個(gè)灌漿咀,并用人工壓力機(jī)灌注LB-7 聚合物水泥漿作堵漏處理。
3.對(duì)女兒墻壓頂開(kāi)裂造成的滲漏,可進(jìn)行重新批抹LB-7 氯丁膠乳水泥砂漿、LB- 71 維尼龍聚合物水泥砂漿、LB-19 泰尼纖維水泥砂漿等防水砂漿或LB-14 彈性水泥作修復(fù)防水層。
4.批抹10mm 厚LB-7 鋼網(wǎng)聚合物水泥砂漿作防水層,并同時(shí)恢復(fù)飾面層。
5.批抹10mm 厚水泥砂漿作找平層,并適宜摻入LB-19 泰尼纖維作抗裂劑或鋪設(shè)鋼網(wǎng)。
6.在泛水部位地面600mm 寬、墻面400mm 高的部位,鏟除原有飾面、保護(hù)、防水、找平等構(gòu)造層次。
7.修復(fù)防水層次,其材料應(yīng)采用與原有防水層次相協(xié)調(diào)的材料,注意在陰角部位增設(shè)防水加強(qiáng)層。同時(shí),收頭應(yīng)收在防水專(zhuān)用凹槽或挑線內(nèi),并做好收頭密封工作。
工程設(shè)計(jì)中,由于建筑立面造型的變化,女兒墻高度不僅僅要滿足使用功能的要求,而且要滿足立面造型的要求,因此為了保證女兒墻的安全,女兒墻的安全性計(jì)算及女兒墻的加強(qiáng)措施,在整個(gè)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中愈來(lái)愈重要。屋面女兒墻使用得較多的形式有兩種:砌體和鋼筋混凝土女兒墻。在一般情況下,后者的高度取值要比前者靈活,且不必設(shè)置構(gòu)造柱。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB-50011-2010)第3.7.1 條規(guī)定,屋面女兒墻作為圍護(hù)墻體,屬于非結(jié)構(gòu)構(gòu)件范疇。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身及其與結(jié)構(gòu)主體的連接需進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。
本節(jié)主要對(duì)女兒墻在抗震設(shè)計(jì)中幾個(gè)問(wèn)題作如下探討。
在計(jì)算女兒墻的高度中常常出現(xiàn)一些誤差。正確的女兒墻結(jié)構(gòu)高度應(yīng)從屋蓋處女兒墻的最高拉結(jié)點(diǎn)算起,即圈梁及梁的位置。對(duì)于建筑專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō),女兒墻的高度是從屋面板板面處計(jì)算起,而從結(jié)構(gòu)計(jì)算的角度來(lái)看,女兒墻的高度不能簡(jiǎn)單地從屋面板板面處計(jì)算起。
對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)預(yù)制板屋面,女兒墻的縱筋生根于屋蓋處的圈梁內(nèi),也就是說(shuō),女兒墻的結(jié)構(gòu)高度應(yīng)從屋蓋圈梁上表面計(jì)算起。容易引起女兒墻高度計(jì)算錯(cuò)誤的例子是:當(dāng)屋面圈梁設(shè)置為板底圈梁時(shí),從圈梁上表面或從屋面板板面處計(jì)算女兒墻的高度相差一個(gè)板厚,一般約120mm ~180mm。這是計(jì)算女兒墻高度時(shí)不容忽視的一個(gè)問(wèn)題。
規(guī)范對(duì)無(wú)錨固女兒墻的最大高度作了明確的限制,對(duì)6 ~8 度區(qū),允許無(wú)錨固女兒墻(非出入口處)的最大高度為500mm ,雖然6 ~ 8 度區(qū)允許設(shè)計(jì)500mm 以內(nèi)的無(wú)錨固女兒墻,但規(guī)范所指的是非出入口處的女兒墻,而設(shè)計(jì)中常常忽視的是出入口處的女兒墻的抗震錨固。從安全的角度出發(fā),考慮到一旦倒塌時(shí)的后果,對(duì)于人群疏散要道,建筑物出入口處的女兒墻無(wú)論多高,必須采取抗震措施。砌體女兒墻在人流出入口應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)錨固,縫兩側(cè)的自由端應(yīng)與以加強(qiáng),防震縫處應(yīng)留有足夠的寬度。
對(duì)500mm ~1000mm 高的女兒墻都有一個(gè)較統(tǒng)一的抗震錨固做法,一般采用的做法是:在頂部設(shè)配筋壓頂,在女兒墻中沿墻長(zhǎng)不超過(guò)2m 或半個(gè)開(kāi)間設(shè)置構(gòu)造短柱,同時(shí),沿墻高每隔500mm 埋設(shè)2φ6 水平鋼筋與構(gòu)造柱相連。由于女兒墻在地震荷載作用下為一懸臂構(gòu)件,不宜設(shè)計(jì)得過(guò)高,超過(guò)1000mm 高的女兒墻應(yīng)在通常做法的基礎(chǔ)上增加錨固措施,嚴(yán)格地說(shuō),應(yīng)按計(jì)算確定。宜在女兒墻內(nèi)部沿高度方向每隔500 ~600mm ,增設(shè)一道圈梁,圈梁斷面可取120mm×240mm。縱筋宜采用4φ10 ,箍筋為φ6 @300。對(duì)于超過(guò)1000mm 高的女兒墻應(yīng)盡量避免采用。女兒墻構(gòu)造短柱的平面布置也應(yīng)根據(jù)不同的情況適當(dāng)減小間距。
當(dāng)在屋頂上局部設(shè)置達(dá)到或超過(guò)一層樓高的女兒墻,女兒墻應(yīng)視為房屋總高度的一部分。對(duì)于高度達(dá)到或超過(guò)一層樓高的女兒墻,最好不用,如必須設(shè)置時(shí),建議可以通過(guò)建筑措施來(lái)解決。由于立面效果為女兒墻,不開(kāi)窗,可將采光窗設(shè)在內(nèi)側(cè),這樣即滿足了建筑立面效果的要求,也降低了女兒墻的實(shí)際結(jié)構(gòu)高度,對(duì)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),是安全的。
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)驗(yàn)算時(shí),應(yīng)按規(guī)范規(guī)定:當(dāng)采用底部剪力法時(shí),突出屋面的女兒墻的地震作用效應(yīng),宜乘以增大系數(shù)3 ,此增大部分不應(yīng)往下傳遞;采用振型分解法時(shí),突出屋面部分可作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。
設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)女兒墻時(shí),往往不標(biāo)注女兒墻的具體位置,僅僅說(shuō)明布置原則,在施工時(shí),就會(huì)遇到一些問(wèn)題。首先,對(duì)于磚混結(jié)構(gòu),樓層中的構(gòu)造柱是否應(yīng)通至女兒墻,規(guī)范中沒(méi)有明確的規(guī)定。構(gòu)造柱一般是沿房屋全高設(shè)置的,由于懸臂女兒墻在地震荷載作用下對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)為薄弱部位,因而將構(gòu)造柱延伸至女兒墻,可增加女兒墻與主體結(jié)構(gòu)的整體性,提高女兒墻抵抗地震荷載的能力。因此,建議在設(shè)計(jì)中,應(yīng)首先盡量將樓層中的構(gòu)造柱延伸入女兒墻,并與壓頂梁相連,其配筋、斷面都不改變。然后再在構(gòu)造柱之間按照規(guī)定要求不超過(guò)2m 間距設(shè)置女兒墻構(gòu)造短柱。女兒墻的構(gòu)造短柱縱筋下端應(yīng)錨人屋面圈梁中,錯(cuò)固長(zhǎng)度應(yīng)不小于Ld(定量L 是長(zhǎng)度是變量,d 是鋼筋直徑)。一些設(shè)計(jì)人員僅在圖中注明多少間距設(shè)置一構(gòu)造短柱,不明確標(biāo)出構(gòu)造柱的具體位置,沒(méi)有仔細(xì)推敲其可行性。設(shè)計(jì)人員應(yīng)在圖中明確標(biāo)出女兒墻構(gòu)造短柱的具體位置,以做到布置合理。
通常情況下,上人屋面的女兒墻需要設(shè)計(jì)成立面懸臂式的,以免占據(jù)屋頂空間。那么砌體女兒墻的最大懸臂高度和為了保證女兒墻的整體性所需的構(gòu)造柱間距設(shè)計(jì)值應(yīng)該是多少?實(shí)際上,女兒墻的最大懸臂高度和構(gòu)造柱的間距不僅由墻體自身的材料及其截面特性決定,還取決于抗震設(shè)防烈度和當(dāng)?shù)仫L(fēng)荷載的大小。
除60m 以上的高層建筑外,地震作用和風(fēng)荷載作用可不同時(shí)考慮,因此本文只考慮地震單獨(dú)作用時(shí)墻體受力機(jī)理。當(dāng)風(fēng)荷載起主導(dǎo)作用時(shí),兩種作用應(yīng)分別計(jì)算,取其安全值。女兒墻的水平地震作用采用等效側(cè)力法計(jì)算,以內(nèi)江市為例, 抗震設(shè)防烈度為7 度,女兒墻使用M5 混合沙漿砌筑的240mm 厚MU10實(shí)心粘土磚女兒墻,計(jì)算屋面女兒墻最大懸臂高度及其構(gòu)造柱間距。
非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)防目標(biāo)要與主體結(jié)構(gòu)三水準(zhǔn)的設(shè)防目標(biāo)相協(xié)調(diào),非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和其所在的主體結(jié)構(gòu)組成一個(gè)總的系統(tǒng),這個(gè)總系統(tǒng)的地震反應(yīng)狀態(tài),同二者連接狀況,質(zhì)量比和阻尼特征有關(guān)。在實(shí)際工程中,女兒墻的材料形式多種多樣,可根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況及結(jié)構(gòu)形式合理選擇。在女兒墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,選擇自重輕及抗拉強(qiáng)度高的墻體材料對(duì)提高女兒墻抵抗水平地震作用是十分有效的。同時(shí)對(duì)女兒墻構(gòu)造措施加強(qiáng)也可一定程度減輕樓板溫度應(yīng)力對(duì)女兒墻的破壞,從而更有效提高女兒墻的安全性。
墻裂縫產(chǎn)生的原因是多方面的,主要與結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、溫度變形、施工質(zhì)量等因素有關(guān)。在認(rèn)真分析其產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上,在嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范、施工規(guī)范進(jìn)行施工,重視質(zhì)量控制,采取相應(yīng)的預(yù)防措施和做好后期補(bǔ)救工作,就能很好地控制女兒墻的裂縫產(chǎn)生的危害,就能很好的解決女兒墻開(kāi)裂這一建筑質(zhì)量通病。本文對(duì)女兒墻裂縫的基本類(lèi)型進(jìn)行介紹,對(duì)其成因進(jìn)行了探析,并歸納了治理方法和預(yù)防措施。筆者認(rèn)為,在實(shí)踐中認(rèn)真分析其產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上,在設(shè)計(jì)、施工中采取上述的一系列技術(shù)措施,女兒墻的裂縫可以得到預(yù)防和治理。