一些混凝土砌块建筑墙体出现开裂现象,是制约我国砌块进一步推广应用的主要技术难题之一。混凝土小型空心砌块起源于美国,已有上百年的应用历史,美国也是目前混凝土砌块墙体应用得最好的国家。如何结合国情借鉴国外成熟的经验,也许是解决应用技术问题的“捷径”。本文就美国与我国砌块墙体结构体系的差异、《设计规范》有关构造措施的差异等进行对比,归纳总结混凝土砌块建筑墙体裂缝的控制和处理措施,提出也应设立砌块砌体最小配筋率的观点。
1 混凝土砌块墙体结构差异
1.1 美国以配筋砌体为主
美国自1897年建成第一幢混凝土砌块建筑以来,砌块结构至今已成为一个广泛应用的完整结构体系----配筋混凝土砌块体系。这个体系的始创,源于1933年加里福尼亚长滩大地震中无筋砌体遭受严重破坏之后,上世纪五十年代至九十年代,先后采用混凝土砌块配筋砌体建造了多项具有代表性的建筑,如:1952年建成的26幢6—13层的美退伍军人医院,1966年建成的8层海纳雷旅馆(圣地亚哥,9度地震设防区域)和洛杉矶19层公寓,1990年在拉斯维加斯(7度地震设防区)建成4幢28层配筋砌块的旅馆(国内人士到访拉斯维加斯时,绝大多数都曾入住、或进入过),这些建筑大部分都经历过了地震的考验。通过大量的工程实践,美国已建立并逐步完善了混凝土砌块配筋砌体结构的相关规范、标准及配套材料,配筋砌体在建筑师眼里,已成为与钢筋混凝土结构具有类似性能和应用范围的结构体系,属钢筋混凝土结构的范畴,设计施工技术非常成熟。
1.2 “砖混”结构概念仍影响我国混凝土砌块建筑设计与施工
我国砌体结构应用历史比较长,但主要是烧结粘土砖砌体为主。近代我国的建筑结构体系主要为砖的约束砌体,系人们常讲的“砖混”结构体系。
近二十多年来,虽然我国的混凝土小型空心砌块应用量呈逐年上升趋势,但大部分设计、施工人员对砌块的材性、结构特点及施工方法、质量控制等,还很模糊,主要仍按传统的粘土砖砌体结构的设计和施工方法来考虑混凝土砌块砌体。即:中国的建筑结构设计师将混凝土小型空心砌块的应用,归入砌体结构的范畴,思考问题的出发点仍是从粘土砖砌体去“延伸”。比如:最先考虑推广混凝土砌块的结构体系,是基于传统“砖混”结构基础上的混凝土砌块承重砌体结构;配筋的目的是抗裂、抗震要求。虽然近几年国内也出现了一些混凝土配筋砌体试点建筑,但混凝土砌块砌体的归类、拟采用的结构体系等问题,仍困扰主管部门、建筑设计师。
2.砌块墙体“抗、防、放”措施的应用
我国砌体结构专家多年来的研究,以及各地多年来的工程实践总结,形成的共识是:混凝土砌块墙体的开裂,大体上主要分为两大类,一类为温度裂缝,二是干燥收缩裂缝。解决方法归结为“抗、防、放”三种,与美国等国家的观点是一致的,但在具体设计采用时存在较大差异。美国是“防、放”为主,“抗”为辅;我国是刚有统一认识到“防”的重要性,以“抗”为主、“放”为辅。
2.1 “防”的措施
主要有两种方法,一是采用适当的构造处理,减少屋盖与墙体由于温度变化产生的变形应力所导致的开裂,具体措施有增加屋顶的保温性能,如南方地区屋顶加设隔热层及通风层;以及将建筑外表作浅色处理;坡屋顶或屋盖与墙体柔性联接等。二是控制砌块上墙时含水率和砌块的生产时间等,保证砌块上墙后尽可能发生吸水膨胀而不发生失水收缩。如日本规定砌块上墙时的含水率不超过40%;美国和加拿大等根据使用地区的温度环境和砌块的自身收缩系数,提出不同的上墙最高含水率,要求砌块保持在厂内储存28天以上才可出厂等,其目的是让砌