女儿墙的压顶处理措施？

女儿墙的压顶处理措施？

女儿墙在建筑造型和防水构造上具有独特的功能，对美化建筑外观有良好作用。随着女儿墙在建筑顶部的大量应用，花样也不断翻新，且非常规的女儿墙也应运而生，所存在的问题日益显示出来。1　问题的由来　　女儿墙出现的问题，不可否认有许多是属于施工质量方面，但更主要的是设计时对此重视不够，只注重建筑设计，而忽略了结构上的设计。个别女儿墙连起码的构造措施都不具备，更多的女儿墙在形式上设有压顶圈梁和构造柱，但配筋量太少，间距太大，实际起不到应有的约束作用，其后果是相当严重的。2　女儿墙开裂的危害及其防治2.1　对女儿墙开裂的分析　　女儿墙开裂主要是温度变形所致。按规范［1］表2.2.5-2，砖砌体线膨胀系数aM＝5×10－6／℃（M 指砌体）。其次还有干缩变形，按文献［2］无筋烧结粘土砖砌体的收缩率ρ＝０．１ｍｍ／ｍ。设一女儿墙如图１所示。图1女儿墙剖面图　　如其施工时气温ｔ1＝20℃，在冬季最低气温ｔ2＝－10℃，则该女儿墙l＝1000mm 长度的收缩率为＝1000αM（t 1－t 2）＋p＝1000×5×10－6×（20＋10）＋0.1＝0.25（mm/m）（W指冬季）。又按规范［3］第2.1.8条，混凝土线膨胀系数aC＝1×10－5／℃，为砖砌体的2倍。女儿墙上的压顶圈梁一般在纵向的配筋只有2φ6，不能起到控制开裂的作用。此时该压顶Ｌ ＝1000mm 长度的收缩率为＝1000αC（t1－t 2）＝1000×1×10－5×（20＋10）＝0.3（mm／m）＞0.25mm/mm，因此在压顶收缩的驱使下，女儿墙上部砌体开裂有加剧的趋势。　　楼盖板和圈梁受保温隔热层的保护，年温差变化不大，胀缩变形相对很小，可近似视为固定底盘，对女儿墙的变形具有较强的制约作用。该种制约随女儿墙高度的增加而逐渐减弱。　　女儿墙顶部的裂缝按某种方式分布，缝宽随其间距大小而变化。间距3～6m 时常见裂缝宽度有超过1mm的。如该裂隙中间为细小粉尘、泥浆或其他水溶物质所充填，则该缝隙将永远无法愈合。　　在夏季最热时，女儿墙砖砌体的膨胀与其干缩相抵消，一般不会产生较大的膨胀变形。而其上的压顶混凝土则不然，经太阳直射，其表面温度ｔ3可达45℃，此刻该压顶长度1000mm的膨胀率为＝1000αC（t3－t1）＝1000×1×10－5×（45－20）＝0.25（mm/m）（上标S 指夏季），这种应变足以将其下粘结的砖层推动，发生纵向剪切变形而与底层分离，所产生的纵向位移以两端为最大。由于受底层被推离原位砖砌体的阻滞，该压顶很难缩回原状，从而留下一些永久性的裂缝。2.2　女儿墙开裂造成的危害　　在冬季未闭合的裂缝，到夏季又叠加上少许新的增量，以某种累进方式逐年扩大并恶化，终至将压顶及其周边的水泥砂浆抹灰层拉断，出现许多明显的裂隙。其断裂宽度有些在1.5mm 以上，形成渗漏的通道，水流可绕过女儿墙边的防水层，侵入屋面保温层中，不仅使其大面积饱水，而且具有一定的压力，四处漫延，可在边远的某些薄弱部位，出人意料地漏入室内，令人防不胜防。由于该渗漏通道十分隐蔽，故很难找出其准确位置，致使局部处理难以奏效。针对这种情况，只好对屋面防水进行全面的大修，从源头上加以根治。　　饱水的保温层，在冬季将发生冻胀，随水分迁移和不断补给，在女儿墙里侧会有大量冰晶集聚，足以将女儿墙从根部向外平推出去。如其中无构造柱或柱的间距太大，其横向位移可达3～5mm，个别超过10mm，在女儿墙的外角处，双向位移矢量之和比计算的要大许多。对于一面坡排水的屋面，在保温层厚度最大的一侧，这种冻害将更加严重。最后被推出的女儿墙危及安全，不得不拆除重建。2.3　建议将女儿墙作为纵向受拉构件设计　　大量事例说明女儿墙是屋面防水重要防线的前沿阵地，在此一旦发生开裂渗漏，波及面很大，持续时间很长，影响到很多人的生活和工作，甚至造成某些物资设备的重大损失，其危害程度之大，有时远超过维修费用的支出。为解决此类问题，我们建议在《砌体结构设计规范》中将女儿墙单列一条，规定女儿墙应作为纵向受拉构件来设计，以防患于未然。2.3.1女儿墙的抗拉计算　　女儿墙是一种配筋砌体构件，在一定程度上可参照混凝土构件进行设计。由于该种构件是允许出现裂缝的，尽管这种裂缝被控制在一定范围内，女儿墙自身毕竟难以胜任其正截面的受拉承载力，要全部由所配置的钢筋来承担。这样做是使开裂后的女儿墙仍能保持等同的整体工作效应。这就是女儿墙按受拉承载能力进行配筋的原则。　　设其正截面受拉承载力标准值为NK，已知：压顶截面面积AC＝300×60＝18000（mm2），用C20混凝土，配筋fy＝210N／mm2。用MU10、M5砖砌体，女儿墙上一半截面积600＝180000（mm2），，于是18000＋0.21×180000＝64800（N），配筋量，因此压顶圈梁配410钢筋，As＝314mm2，其配筋率　　需要说明的是，女儿墙压顶应按规范［4］的图4.4.3-1施工，即将卷材收头直接铺压在女儿墙压顶下面，不小于1/3墙厚。我们认为最好是压满墙，以此作为压顶与砖砌体间的隔离层，并可完全隔断从顶上渗漏的通道。然后再浇筑压顶混凝土，最后在压顶上面做防水处理。2.3.2验算女儿墙压顶最大裂缝宽度图Wmax　　按规范［3］第5.2.2条，对偏心受拉构件，取acr＝2.4，c 为压顶钢筋外缘至顶面的距离，在此，c ＝25mm，σss取其与fy相等，光面钢筋γ＝1.0，d为钢筋直径，d ＝10mm，Es＝2.1×105N／mm2。令（N／mm2），ρte＜0.01时取ρte＝0.01，0.46于是按5.2.2-3公式计算：符合要求。2.3.3构造措施（兼顾抗震设防的需要）（1）在女儿墙砌体内设纵向拉结钢筋36，竖向间距500mm，通全长，其中两根通过构造柱。（2）设构造柱，截面为2401mm×240mm，间距为2400～3000mm，不能再大，其竖向配筋按抗震计算确定，箍筋6＠ 250，下部锚固于顶层圈梁中，上部与压顶圈梁整连。（3）在女儿墙砌体外侧还要设置横向连接钢筋，呈形，6，每4层砖压1根，开口端锚固于构造柱中，其两直肢随坡度而加长。柱外侧砌体厚度≤120mm 时，可不设横向拉结筋。参考文献　［1］　砌体结构设计规范（GBJ3-88）．中国建筑工业出版社　［2］　苑振芳．砌体结构局部配筋对裂缝控制和伸缩缝间距影响的讨论．工程建设标准化．1996.2　［3］　混凝土结构设计规范（GBJ10-89）．中国建筑工业出版社　［4］　屋面工程技术规范（GB50207-94）．中国建筑工业出版社