转贴推荐-混凝土小型空心砌块建筑的试点应用

摘要：混凝土小型空心砌块有一系列的优点，但顶层墙体的裂缝问题制约着它的推广。为此，杭州市在国家禁止实心粘土砖的大环境下，与浙江大学结构工程研究所合作，加强了对混凝土小型空心砌块的研究。通过研究，取得了预期的效果。本文对研究成果作了全面的介绍。
关键词：混凝土小型空心砌块、温度裂缝、裂缝控制、温度场、温度应力、构造措施、现场监测

1前言
　　由于实心粘土砖是国家明令禁止的墙体材料，因此寻找合适的替代产品是墙改工作的一项重要内容。混凝土小型空心砌块在杭州的应用也有几年时间了，而且最近杭州市墙改办与浙江大学结构工程研究所、浙江大学建筑设计研究院等单位合作的“混凝土小型空心砌块试点建筑裂缝控制技术及其工程试点”已取得了预期的效果，基本上解决了混凝土小型空心砌块长期困扰人们的“热、裂、渗”问题，真正实现了“技术可行、经济合理”的目标。

2混凝土小型空心砌块建筑的优缺点
　　近年来，随着混凝土小型空心砌块的广泛使用，由于其本身具有强度高、自重轻、造价低、砌筑速度快、劳动强度低等优点，而且在混凝土小型空心砌块的使用过程中具有节约土地、保护资源、减少环境污染、降低工程造价、缩短建设周期、增加房屋使用面积等优点，因此混凝土小型空心砌块既保留了粘土实心砖原有的众多优点，又克服了粘土实心砖的致命缺点，充分显示出混凝土小型空心砌块的巨大发展潜力。当然，混凝土小型空心砌块建筑也存在着不足和薄弱的地方。这主要表现在以下几个方面：
　　（1） 容易产生墙体裂缝，尤其是多层住宅中顶层端开间的纵、横墙部分容易产生裂缝；
　　（2） 存在雨水渗漏问题；
　　（3） 热工性能与粘土砖相比欠佳；
　　（4） 二次装修不便。
　　在上述问题中严重困扰设计、施工和房地产及物业管理等单位的主要问题是裂缝。经过对已建成的混凝土小型空心砌块建筑的调查研究，从混凝土小型空心砌块建筑墙体裂缝产生的部位和特征来看，初步认为产生裂缝的成因主要有以下几种情况：①温度应力引起的裂缝；②墙体受力不均产生的裂缝，例如差异沉降引起的裂缝；③砌体干缩裂缝；④产品不合格和施工不符合要求导致的砌体裂缝。实际上造成裂缝产生并不是某一种因素的单独作用，而是多种因素的综合反映。然而，经过广泛的调查和分析，根据裂缝产生的部位及其形状，国内外专家普遍认为温度应力是导致裂缝的主要原因。
　　顶层墙体及相应构件上温度裂缝的存在不仅降低了墙体的质量如整体性、耐久性和抗震性能等，同时给居住者在感观上和心理上造成不良影响，而且严重影响了混凝土小型空心砌块的推广应用，制约着混凝土小型空心砌块建筑的发展。随着我国墙改和住房商品化的进展，人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高，对建筑物墙体裂缝的控制要求更为严格，建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此，对混凝土小型空心砌块建筑在施工和使用过程中出现的温度裂缝进行分析与研究，从试验研究、理论分析、专项设计、试点工程实施和跟踪监测整个过程进行研究是非常必要的。确定小型空心砌块建筑温度裂缝控制技术的研究课题具有重要的理论价值和工程应用前景。

3 试点建筑的研究方法
　　本课题采用调查研究、有限元数值分析、理论研究、模型试验和跟踪监测相结合的综合分析手段，运用热力学、计算结构力学、弹性力学、数理方程、建材理论、测试理论等基本理论来研究混凝土小型空心砌块建筑的温度裂缝，本项目的研究框图如图1所示。本项目的主要研究过程以及方法如下：

3.1 调查研究
首先收集查阅大量国内外控制混凝土小型空心砌块裂缝措施，同时到国内已建成有代表性的混凝土小型空心砌块试点建筑去实地调查，调查项目包括试点建筑的结构型式、裂缝出现的时间、裂缝出现的位置、裂缝宽度、当地的气象状况、当地的自然环境条件等等，最后根据文献调查和实地调研分类总结出国内外采取的防范混凝土小型空心砌块建筑温度裂缝的措施。

3.2 温度场分析
根据杭州地区近几年来的气象资料可以统计出日平均温差变化曲线、日最大温差变化曲线、月最大温差变化曲线以及年最大温差变化曲线等，把这些资料和热工试验中测得的热传导系数应用于普通日照下大量不同结构型式的混凝土小型空心砌块建筑的温度场有限元计算中，根据有限元计算结果与实测的温度场分布进行比较、综合，最后得出杭州地区混凝土小型空心砌块建筑中典型的温度场分布，其中包括屋顶温度场以及内外墙体的温度场分布。

3.3 温度应力分析
（1） 建立混凝土小型空心砌块建筑有限元模型，模型中用板单元模拟墙体，用梁单元模拟圈梁、构造柱和芯柱，用弹簧元模拟地基、控制缝和滑移层等。混凝土小型空心砌块建筑采用大量的国内已建成的试点建筑，考虑不同的结构平面型式，如矩形、L型以及工字型等等，同时考虑采用不同的防范裂缝的措施。
（2） 把上面