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某框架-剪力墻結(jié)構填充墻裂縫調(diào)查分析

文檔作者：林守，息，劉鳳云，胡長明文檔來源：西安建筑科技大學土木工程學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月28日
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施工技術
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2014年2月下
第43卷第4期
DOI：10．7672／sgjs2014040080
某框架．剪力墻結(jié)構填充墻裂縫調(diào)查分析
林守，息，劉鳳云，胡長明
(西安建筑科技大學土木工程學院，陜西西安710055)
[摘要]加氣混凝土砌塊作為一種性能優(yōu)異的框架填充墻材料得到廣泛應用，受干濕變化、溫度作用、荷載作用和
結(jié)構變形等的影響，容易在較薄弱部位產(chǎn)生裂縫。某工程中裂縫主要出現(xiàn)在填充墻中部沒有拉接筋部位，數(shù)量多
且為豎向垂直通縫。針對這起特殊的加氣混凝土填充墻的裂縫表現(xiàn)形式，通過現(xiàn)場統(tǒng)計和理論分析可知，工程中
出現(xiàn)的裂縫為砌塊干縮以及溫差與上部結(jié)構荷載共同作用造成的。鑒于以上原因，建議在填充墻施工中應當在填
充墻與結(jié)構交界處預留縫隙等結(jié)構沉降完全后填補，并且注意施工時間。
[關鍵詞]填充墻；裂縫；變形；分析
[中圖分類號]Tu746．3 【文獻標識碼]A [文章編號]1002-8498(2014)04-0080m4
InVestigation and Analysis on FiUed WaUs Cracks of
Frame．shear Wall Structure
Ljn Shouzhong，Liu Fengyun，Hu Changming
(sc^ooZ Q廠ci穢以E，lgineering，xi’口n uni口e瑚i砂礦A，℃^i￡ectu，℃Ⅱnd丁曹c^noZogy，xi’nn，Js矗nⅡ，L茗i 710055，c^inⅡ)
Abstract：As a high ped’ormance material， aerated concrete block has been widely used in civil
engineering． Because of the variations in humidity， temperature，load， stlljeture and so on，the craeks
aI．e usually fbund at the parts which is weaker than others． In this project，the cracks mainly appear in
the central section of filled walls which have no steel tie bars and these cracks mostly emerge in the fbrm
of vertical cracks in large numbers． In view of these special cracks of aerated concrete filled wall，it can
be concluded through field statistics and theoretical analysis that these cracks appearing in this
engineering are caused by the block dry shrinkage， temperature difIbrence and the load of upper
structure． Accordingly，it is suggested that a gap should be spared between the structure and filler wall
during construction and filled a{ter the stI。ucture settlement． Moreover， construction time should be paid
attention．
Key words：filled walls；cracks；deformation；analysis
加氣混凝土填充墻裂縫成因非常復雜，影響因
素較多。而當填充墻出現(xiàn)裂縫時不僅影響建筑物
的美觀，而且降低了構件的承載能力、抗震性能和
使用壽命，因此必須引起重視。賈興文等?指出，
砌塊強度低是填充墻出現(xiàn)裂縫的主要原因，另外砌
塊的干縮濕脹變形以及施工措施不當也會產(chǎn)生裂
縫；于飛、21提出填充墻出現(xiàn)裂縫的原因有3個：①
“整體墻”內(nèi)部產(chǎn)生了較大的內(nèi)力；②墻內(nèi)部某部分
出現(xiàn)了應力集中；③應力集中部位砌體強度沒有足
夠的抗力致使裂縫不斷變大。另外，賈興文在文獻
[作者簡介]林守忠，碩士研究生，中天建設集團第五建設公司高級
工程師，E—mail：linshouzhongllO@163．com
[收稿日期]2013_08—2l
[3]中從砌塊生產(chǎn)、質(zhì)量、環(huán)境因素、砌筑質(zhì)量和構
造措施等角度，對填充墻裂縫的成因進行了系統(tǒng)分
析；董迎娜等‘4 o以實踐為基礎，指出一條裂縫的產(chǎn)
生可能是一種原因造成的，也可能是多種因素共同
作用的結(jié)果，并探討出各種裂縫的成因及易發(fā)生部
位，著重介紹了溫度裂縫、干縮裂縫以及地基變形
裂縫。以上研究最終的結(jié)論大都為提高施工質(zhì)量、
作業(yè)時間，注意各種構造要求以及使用專用砂漿才
能有效地解決填充墻裂縫問題。通過對本工程裂
縫的調(diào)查分析可知，本工程中出現(xiàn)的裂縫為砌塊干
縮以及溫差導致不同材料的不均勻變形造成的。
1 工程概況
本工程位于西安市，為12層框架剪力墻結(jié)構，
萬方數(shù)據(jù)
2014 No．4 林守忠等：某框架-剪力墻結(jié)構填充墻裂縫調(diào)查分析81
填充墻采用加氣混凝土砌塊，強度為Mu5．0，砌筑
和粉刷砂漿均為1：3水泥砂漿。填充墻的砌筑從
2012年8月中旬開始至11月中旬結(jié)束，墻面粉刷
10月底開始至11月底結(jié)束。本工程在完成粉刷施
工3個月后檢查并未觀察到裂縫，2013年3月10
日，發(fā)現(xiàn)粉刷面在填充墻中間部位有細小裂縫，此
后裂縫逐步增多、增寬，6月18日調(diào)查裂縫寬度為
0．1—0．2mm，7月28日再次調(diào)查裂縫，發(fā)現(xiàn)其寬度
發(fā)展為0．4—1．0mm，各層裂縫寬度基本一致，均發(fā)
生在填充墻中間部位，且為通縫。其中6層填充墻
裂縫位置及分布如圖l所示(陰影部分為有裂縫填
充墻，黑點為在墻上的位置，尺寸為距離)。填充墻
上大多數(shù)裂縫形狀及分布如圖2所示。
圖l 6層填充墻裂縫分布
Fig．1 Distribution of cracks on fiUed walls at 6th noor
圖2填充墻裂縫位置示意
Fig．2 C聃c-【s l眥aUon on me伽ed walls
對所有裂縫進行調(diào)查，裂縫出現(xiàn)的部位、結(jié)構、
頻率統(tǒng)計如表l～4所示(裂縫形狀調(diào)查表數(shù)據(jù)及
表述量大，只展示部分)。
2裂縫的產(chǎn)生機理
填充墻裂縫產(chǎn)生的原因很復雜，一般認為材
料、溫差、荷載作用和結(jié)構變形是裂縫出現(xiàn)的主要
因素‘51。
2．1濕脹干縮產(chǎn)生的裂縫
濕作業(yè)使得材料處于膨脹狀態(tài)，當材料失水干
燥時收縮，產(chǎn)生的變形(應力)大于材料的彈性變形
(應變)導致裂縫的產(chǎn)生，砂漿和填充墻的干燥收縮
在施工完成2個月左右大部分完成。此類裂縫比較
有規(guī)則，但采取如頂磚后砌、拉接筋等措施可有效
控制裂縫的產(chǎn)生。
表1填充墻裂縫統(tǒng)計
TabIe 1 StaUstics investiga岵on of cracks fbr伽ed walls
層數(shù)墻號裂縫位置裂縫形態(tài)
表2有裂縫填充墻與結(jié)構長、高、寬統(tǒng)計
Table 2 Size of 6Iled waUs and structIlre with cracks
填充墻尺寸／
填名充墻稱—。?！?結(jié)構總尺寸／
mm 填充墻位置及厚度／mm
墻高墻長梁高梁長板厚
表3填充墻裂縫形狀及出現(xiàn)部位的概率統(tǒng)計
Table 3 StaHstics of cracks appea咖ce and loca戧On
形狀
部位
Ql Q2 Q3 Q5 Q6 Q7 Q8
合計腎／
注：①Q(mào)5裂縫均在填充墻與混凝土墻交界處；②垂直裂縫
占76．1％
2．2溫度變化產(chǎn)生的裂縫
填充墻和鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)不一樣，溫
度變化時產(chǎn)生不同的變形在兩種材料結(jié)合處產(chǎn)生
萬方數(shù)據(jù)
82 施工技術第43卷
表4填充墻裂縫在各樓層出現(xiàn)的概率統(tǒng)計
Table 4 Probabi玨ty stat萱stics Of cracks on each Iayer
樓層／層l 2
數(shù)量／條
比率／％
9 7 10 9 12 12 9 11 12 9 6
7．96 6．19 8．85 7．96 lO．62 10．62 7．96 9．73 lO．62 7．96 5．3
拉應力，當此拉應力大于材料的抗拉強度(變形)
時，材料拉裂產(chǎn)生裂縫，一般裂縫沿強度相對薄弱
的部位產(chǎn)生。這些裂縫比較規(guī)則，出現(xiàn)后難以
根治舊1。
2．3受力變形產(chǎn)生的裂縫
由于結(jié)構剛度不足，在荷載作用下產(chǎn)生變形，
繼而對下部填充墻墻體產(chǎn)生擠壓剪切引起裂縫。
2．4沉降不均勻產(chǎn)生的裂縫
由于局部結(jié)構重心偏位、結(jié)構剛度不足或者地
基處理不好，都會產(chǎn)生局部結(jié)構的不均勻沉降，造
成填充墻墻體裂縫。這些裂縫在結(jié)構變形穩(wěn)定后
不容易修復，若修復一般代價較大。
3填充墻裂縫原因分析
統(tǒng)計說明，填充墻有一處水平裂縫出現(xiàn)在砌體
頂部，除Q5外填充墻與混凝土墻交界處沒有裂縫，
裂縫大多數(shù)發(fā)生在填充墻中部沒有配筋部位，垂直
截面貫通，與一般填充墻裂縫發(fā)生的部位及概率有
所不同。
3．1填充墻和粉刷層施工質(zhì)量分析
本工程填充墻和粉刷層經(jīng)過氣候干燥的冬季
有3個月，填充墻及粉刷層已經(jīng)干燥，若填充墻和粉
刷層施工質(zhì)量不過關，應該有可見裂縫。從裂縫發(fā)
生時間和統(tǒng)計分析判斷，不是填充墻和粉刷層的施
工質(zhì)量問題。
3．2結(jié)構和地基分析
該工程地基處理采用DDC樁，經(jīng)檢測地基承載
力達到設計要求的450MPa，結(jié)構平面簡明，裂縫走
向單一，排除由于結(jié)構不合理、地基處理不當產(chǎn)生
的裂縫。
3．3受力產(chǎn)生裂縫分析
對承載填充墻的鋼筋混凝土梁進行撓度計算，
假設撓度對其下部填充墻產(chǎn)生變形(壓力)，經(jīng)理論
計算，砌體的抗壓足夠，不會產(chǎn)生裂縫。
3．4溫差影響分析
3．4．1 填充墻及粉刷層溫度變化情況
3月10日左右西安最高氣溫上升到15℃左右，
對比在4℃左右氣溫完成施工的粉刷層溫差約
10℃，粉刷層開始出現(xiàn)可見的細小裂縫；6月18日
氣溫最高34℃，此前10d氣溫均在20—34℃，與施
工完成時段相比溫差在20℃以上，裂縫寬度在
0．1～0．2mm；7月28日氣溫最高37℃，此前10d氣
溫均在24—33℃，與施工完成時段相比最大溫差在
30℃左右，測量裂縫寬度為0．4～1．0mm，各層裂縫
寬度基本一致。屋頂填充墻6月檢查時沒有可見裂
縫，7月檢查出現(xiàn)了不規(guī)則裂縫，縫寬約0．6mm。
3．4．2 不同材料在溫差影響下的變形分析
不同的材料由于線膨脹系數(shù)不同，產(chǎn)生不同的
變形量。本工程各種材料在溫度升高下變形量如
圖3所示。
上層
結(jié)構
下層
結(jié)構
變彤量
圖3材料溫度變形量示意
Fig．3 Temperatllre defo珊ation of di吼rent materials
由圖3的相對變形量可知，混凝土結(jié)構在溫度
升高時膨脹量大，由于上部結(jié)構荷載的作用和拉接
筋的存在，被夾在中間的加氣混凝土填充墻受到由
膨脹引發(fā)的相對運動，在結(jié)構荷載作用下產(chǎn)生摩擦
力，此摩擦力作用對填充墻作用表現(xiàn)為拉力，拉接
筋將結(jié)構膨脹應力傳遞給加氣混凝土填充墻，當拉
應力超過填充墻的抗拉強度時，填充墻被拉裂，縫
的大小和相對變形量正相關。由于施工控制較好，
而且在剪力墻與填充墻的連接處由鋼筋進行拉接，
因此裂縫出現(xiàn)在無配筋的砌體中間部位，且貫通。
材料抗力及在溫度差、收縮下的變形量、應變、
應力分析如表5—7所示(僅以Q6為例)。
表5中填充墻①抗拉強度參照《砌體結(jié)構設計
規(guī)范》GB50003—2010和脆性材料抗拉強度為抗壓
強度的1／10—1／18規(guī)律，按照砌體抗拉強度為抗壓
強度的l／10確定；②遵從胡克定律礦=8E。
表5 Q6處材料極限抗力分析
Table 5 Ma嫡mum nsistance of materiaI on Q6 6Ued walls
萬方數(shù)據(jù)
林守忠等：某框架一剪力墻結(jié)構填充墻裂縫調(diào)查分析83
表6
Table 6
Q6處材料溫差產(chǎn)生的變形及應力分析
Temperature defbrmation and stress 0n
Q6 fiIIed waIIs
注：填充墻在不配筋部位達到自身極限應變后拉裂
表7 Q6處材料收縮產(chǎn)生的變形和應力
Table 7 DeformatiOn and stress caused by material
shrinkage of Q6 nlled walls
3．5關于裂縫寬度
理論上當兩種材料線膨脹系數(shù)不一樣時，變形
量差即為裂縫寬度。實際上裂縫寬度影響的因素
比較多，少有專門的試驗和案例研究變形量與裂縫
的對應關系。一般需要考慮的因素有：不同材料的
剛度、界面的剪力傳遞損失、截面的黏結(jié)強度、材料
的變形性能、材料的吸能性能等¨。。
本工程的裂縫寬度在0．4～1mm，小于混凝土
結(jié)構與填充墻的變形差，究其原因，當鋼筋混凝土
結(jié)構膨脹變形時，填充墻體有一定的變形協(xié)調(diào)能
力，自身吸收了部分由鋼筋混凝土結(jié)構膨脹產(chǎn)生的
能量，使得應力傳遞產(chǎn)生部分損失，應力影響減少，
產(chǎn)生的裂縫寬度小于理論值。
另外，應力傳遞時是通過全截面的，已經(jīng)在部
分截面上產(chǎn)生過裂縫，損失了部分應力，只不過裂
縫太小，肉眼看不見。溫度變形量與裂縫寬度對比
如表8所示。
表8溫度變形量差與裂縫寬度對比
T8ble 8 ComparisOn of temperature
deformatiOn values and cracks
4 結(jié)語
統(tǒng)計和理論分析表明，當氣溫升高，溫差增大，
混凝土材料和砌塊材料的膨脹系數(shù)不同，產(chǎn)生了相
對運動，在上部荷載作用下，使得接觸面產(chǎn)生摩擦
力，拉接筋將結(jié)構膨脹應力轉(zhuǎn)化為對加氣混凝土填
充墻的拉力，當總應力大于砌塊的抗拉強度時，砌
塊被拉裂。鑒于此種裂縫，建議如下。
1)對于已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫，建議該處粉刷表層切
開1道10mm寬的槽，裂縫處用耐候膠嵌填，當溫度
變化時產(chǎn)生足夠大的變形，裂縫不會產(chǎn)生。至于砌
體內(nèi)部的裂縫，不影響觀感和功能可不處理。
2)施工安排應充分考慮溫差、材料收縮的影
響，如不能避開惡劣天氣，應采用合理的工藝，等結(jié)
構沉降完全后再填補梁與填充墻之間的預留縫，減
小變形的影響，等時機合適時將縫封堵，以避免裂
縫出現(xiàn)。
參考文獻：
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平安金融中心三道桁架層完工
由中國建筑一局(集團)有限公司總承包、中建
鋼構有限公司(以下簡稱中建鋼構)制作、安裝的平
安金融中心第3道桁架層北側(cè)上弦精準吊裝就位，
該建筑共有7道桁架層。
平安金融中心位于廣東省深圳市，該工程總高
度為660m，建筑面積49萬m2，地上118層，地下5
層。平安金融中心的主體為巨型框架．核心筒矽h伸
臂結(jié)構，7道桁架層不僅對加強主樓外框結(jié)構的整
體強度起到至關重要的作用，而且因其與核心筒相
連，是工程抗側(cè)力體系的關鍵部位。
隨著高樓的節(jié)節(jié)攀升，施工難度越來越大。此
次安裝的桁架位于平安金融中心第49～5l層，均在
200m以上的高空。在施工中，氣溫低、風力大等環(huán)
境因素極易影響到安裝。此外，在現(xiàn)場安裝中還需
要克服“四多一長”，四多即：超重構件多、焊接陰角
多、不規(guī)則構件多、厚板焊接多；一長即：立焊長度
長。需要說明的是，在本次安裝中超過90t的構件
有8榀，焊接板厚達120mm，最長立焊達12m。
(摘自《中國建設報》2014·02一10)

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