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某框架-剪力墙结构填充墙裂缝调查分析

文档作者：林守，息，刘凤云，胡长明文档来源：西安建筑科技大学土木工程学院		点击数：	更新时间： 2025年09月28日
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施工技术
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2014年2月下
第43卷第4期
DOI：10．7672／sgjs2014040080
某框架．剪力墙结构填充墙裂缝调查分析
林守，息，刘凤云，胡长明
(西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055)
[摘要]加气混凝土砌块作为一种性能优异的框架填充墙材料得到广泛应用，受干湿变化、温度作用、荷载作用和
结构变形等的影响，容易在较薄弱部位产生裂缝。某工程中裂缝主要出现在填充墙中部没有拉接筋部位，数量多
且为竖向垂直通缝。针对这起特殊的加气混凝土填充墙的裂缝表现形式，通过现场统计和理论分析可知，工程中
出现的裂缝为砌块干缩以及温差与上部结构荷载共同作用造成的。鉴于以上原因，建议在填充墙施工中应当在填
充墙与结构交界处预留缝隙等结构沉降完全后填补，并且注意施工时间。
[关键词]填充墙；裂缝；变形；分析
[中图分类号]Tu746．3 【文献标识码]A [文章编号]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厂ci秽以E，lgineering，xi’口n uni口e瑚i砂矿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
加气混凝土填充墙裂缝成因非常复杂，影响因
素较多。而当填充墙出现裂缝时不仅影响建筑物
的美观，而且降低了构件的承载能力、抗震性能和
使用寿命，因此必须引起重视。贾兴文等⋯指出，
砌块强度低是填充墙出现裂缝的主要原因，另外砌
块的干缩湿胀变形以及施工措施不当也会产生裂
缝；于飞、21提出填充墙出现裂缝的原因有3个：①
“整体墙”内部产生了较大的内力；②墙内部某部分
出现了应力集中；③应力集中部位砌体强度没有足
够的抗力致使裂缝不断变大。另外，贾兴文在文献
[作者简介]林守忠，硕士研究生，中天建设集团第五建设公司高级
工程师，E—mail：linshouzhongllO@163．com
[收稿日期]2013_08—2l
[3]中从砌块生产、质量、环境因素、砌筑质量和构
造措施等角度，对填充墙裂缝的成因进行了系统分
析；董迎娜等‘4 o以实践为基础，指出一条裂缝的产
生可能是一种原因造成的，也可能是多种因素共同
作用的结果，并探讨出各种裂缝的成因及易发生部
位，着重介绍了温度裂缝、干缩裂缝以及地基变形
裂缝。以上研究最终的结论大都为提高施工质量、
作业时间，注意各种构造要求以及使用专用砂浆才
能有效地解决填充墙裂缝问题。通过对本工程裂
缝的调查分析可知，本工程中出现的裂缝为砌块干
缩以及温差导致不同材料的不均匀变形造成的。
1 工程概况
本工程位于西安市，为12层框架剪力墙结构，
万方数据
2014 No．4 林守忠等：某框架-剪力墙结构填充墙裂缝调查分析81
填充墙采用加气混凝土砌块，强度为Mu5．0，砌筑
和粉刷砂浆均为1：3水泥砂浆。填充墙的砌筑从
2012年8月中旬开始至11月中旬结束，墙面粉刷
10月底开始至11月底结束。本工程在完成粉刷施
工3个月后检查并未观察到裂缝，2013年3月10
日，发现粉刷面在填充墙中间部位有细小裂缝，此
后裂缝逐步增多、增宽，6月18日调查裂缝宽度为
0．1—0．2mm，7月28日再次调查裂缝，发现其宽度
发展为0．4—1．0mm，各层裂缝宽度基本一致，均发
生在填充墙中间部位，且为通缝。其中6层填充墙
裂缝位置及分布如图l所示(阴影部分为有裂缝填
充墙，黑点为在墙上的位置，尺寸为距离)。填充墙
上大多数裂缝形状及分布如图2所示。
图l 6层填充墙裂缝分布
Fig．1 Distribution of cracks on fiUed walls at 6th noor
图2填充墙裂缝位置示意
Fig．2 C聃c-【s l眦aUon on me伽ed walls
对所有裂缝进行调查，裂缝出现的部位、结构、
频率统计如表l～4所示(裂缝形状调查表数据及
表述量大，只展示部分)。
2裂缝的产生机理
填充墙裂缝产生的原因很复杂，一般认为材
料、温差、荷载作用和结构变形是裂缝出现的主要
因素‘51。
2．1湿胀干缩产生的裂缝
湿作业使得材料处于膨胀状态，当材料失水干
燥时收缩，产生的变形(应力)大于材料的弹性变形
(应变)导致裂缝的产生，砂浆和填充墙的干燥收缩
在施工完成2个月左右大部分完成。此类裂缝比较
有规则，但采取如顶砖后砌、拉接筋等措施可有效
控制裂缝的产生。
表1填充墙裂缝统计
TabIe 1 StaUstics investiga岵on of cracks fbr伽ed walls
层数墙号裂缝位置裂缝形态
表2有裂缝填充墙与结构长、高、宽统计
Table 2 Size of 6Iled waUs and structIlre with cracks
填充墙尺寸／
填名充墙称—。。— 结构总尺寸／
mm 填充墙位置及厚度／mm
墙高墙长梁高梁长板厚
表3填充墙裂缝形状及出现部位的概率统计
Table 3 StaHstics of cracks appea咖ce and loca戗On
形状
部位
Ql Q2 Q3 Q5 Q6 Q7 Q8
合计肾／
注：①Q5裂缝均在填充墙与混凝土墙交界处；②垂直裂缝
占76．1％
2．2温度变化产生的裂缝
填充墙和钢筋混凝土的线膨胀系数不一样，温
度变化时产生不同的变形在两种材料结合处产生
万方数据
82 施工技术第43卷
表4填充墙裂缝在各楼层出现的概率统计
Table 4 Probabi珏ty stat萱stics Of cracks on each Iayer
楼层／层l 2
数量／条
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
拉应力，当此拉应力大于材料的抗拉强度(变形)
时，材料拉裂产生裂缝，一般裂缝沿强度相对薄弱
的部位产生。这些裂缝比较规则，出现后难以
根治旧1。
2．3受力变形产生的裂缝
由于结构刚度不足，在荷载作用下产生变形，
继而对下部填充墙墙体产生挤压剪切引起裂缝。
2．4沉降不均匀产生的裂缝
由于局部结构重心偏位、结构刚度不足或者地
基处理不好，都会产生局部结构的不均匀沉降，造
成填充墙墙体裂缝。这些裂缝在结构变形稳定后
不容易修复，若修复一般代价较大。
3填充墙裂缝原因分析
统计说明，填充墙有一处水平裂缝出现在砌体
顶部，除Q5外填充墙与混凝土墙交界处没有裂缝，
裂缝大多数发生在填充墙中部没有配筋部位，垂直
截面贯通，与一般填充墙裂缝发生的部位及概率有
所不同。
3．1填充墙和粉刷层施工质量分析
本工程填充墙和粉刷层经过气候干燥的冬季
有3个月，填充墙及粉刷层已经干燥，若填充墙和粉
刷层施工质量不过关，应该有可见裂缝。从裂缝发
生时间和统计分析判断，不是填充墙和粉刷层的施
工质量问题。
3．2结构和地基分析
该工程地基处理采用DDC桩，经检测地基承载
力达到设计要求的450MPa，结构平面简明，裂缝走
向单一，排除由于结构不合理、地基处理不当产生
的裂缝。
3．3受力产生裂缝分析
对承载填充墙的钢筋混凝土梁进行挠度计算，
假设挠度对其下部填充墙产生变形(压力)，经理论
计算，砌体的抗压足够，不会产生裂缝。
3．4温差影响分析
3．4．1 填充墙及粉刷层温度变化情况
3月10日左右西安最高气温上升到15℃左右，
对比在4℃左右气温完成施工的粉刷层温差约
10℃，粉刷层开始出现可见的细小裂缝；6月18日
气温最高34℃，此前10d气温均在20—34℃，与施
工完成时段相比温差在20℃以上，裂缝宽度在
0．1～0．2mm；7月28日气温最高37℃，此前10d气
温均在24—33℃，与施工完成时段相比最大温差在
30℃左右，测量裂缝宽度为0．4～1．0mm，各层裂缝
宽度基本一致。屋顶填充墙6月检查时没有可见裂
缝，7月检查出现了不规则裂缝，缝宽约0．6mm。
3．4．2 不同材料在温差影响下的变形分析
不同的材料由于线膨胀系数不同，产生不同的
变形量。本工程各种材料在温度升高下变形量如
图3所示。
上层
结构
下层
结构
变彤量
图3材料温度变形量示意
Fig．3 Temperatllre defo珊ation of di吼rent materials
由图3的相对变形量可知，混凝土结构在温度
升高时膨胀量大，由于上部结构荷载的作用和拉接
筋的存在，被夹在中间的加气混凝土填充墙受到由
膨胀引发的相对运动，在结构荷载作用下产生摩擦
力，此摩擦力作用对填充墙作用表现为拉力，拉接
筋将结构膨胀应力传递给加气混凝土填充墙，当拉
应力超过填充墙的抗拉强度时，填充墙被拉裂，缝
的大小和相对变形量正相关。由于施工控制较好，
而且在剪力墙与填充墙的连接处由钢筋进行拉接，
因此裂缝出现在无配筋的砌体中间部位，且贯通。
材料抗力及在温度差、收缩下的变形量、应变、
应力分析如表5—7所示(仅以Q6为例)。
表5中填充墙①抗拉强度参照《砌体结构设计
规范》GB50003—2010和脆性材料抗拉强度为抗压
强度的1／10—1／18规律，按照砌体抗拉强度为抗压
强度的l／10确定；②遵从胡克定律矿=8E。
表5 Q6处材料极限抗力分析
Table 5 Ma嫡mum nsistance of materiaI on Q6 6Ued walls
万方数据
林守忠等：某框架一剪力墙结构填充墙裂缝调查分析83
表6
Table 6
Q6处材料温差产生的变形及应力分析
Temperature defbrmation and stress 0n
Q6 fiIIed waIIs
注：填充墙在不配筋部位达到自身极限应变后拉裂
表7 Q6处材料收缩产生的变形和应力
Table 7 DeformatiOn and stress caused by material
shrinkage of Q6 nlled walls
3．5关于裂缝宽度
理论上当两种材料线膨胀系数不一样时，变形
量差即为裂缝宽度。实际上裂缝宽度影响的因素
比较多，少有专门的试验和案例研究变形量与裂缝
的对应关系。一般需要考虑的因素有：不同材料的
刚度、界面的剪力传递损失、截面的黏结强度、材料
的变形性能、材料的吸能性能等¨。。
本工程的裂缝宽度在0．4～1mm，小于混凝土
结构与填充墙的变形差，究其原因，当钢筋混凝土
结构膨胀变形时，填充墙体有一定的变形协调能
力，自身吸收了部分由钢筋混凝土结构膨胀产生的
能量，使得应力传递产生部分损失，应力影响减少，
产生的裂缝宽度小于理论值。
另外，应力传递时是通过全截面的，已经在部
分截面上产生过裂缝，损失了部分应力，只不过裂
缝太小，肉眼看不见。温度变形量与裂缝宽度对比
如表8所示。
表8温度变形量差与裂缝宽度对比
T8ble 8 ComparisOn of temperature
deformatiOn values and cracks
4 结语
统计和理论分析表明，当气温升高，温差增大，
混凝土材料和砌块材料的膨胀系数不同，产生了相
对运动，在上部荷载作用下，使得接触面产生摩擦
力，拉接筋将结构膨胀应力转化为对加气混凝土填
充墙的拉力，当总应力大于砌块的抗拉强度时，砌
块被拉裂。鉴于此种裂缝，建议如下。
1)对于已经产生的裂缝，建议该处粉刷表层切
开1道10mm宽的槽，裂缝处用耐候胶嵌填，当温度
变化时产生足够大的变形，裂缝不会产生。至于砌
体内部的裂缝，不影响观感和功能可不处理。
2)施工安排应充分考虑温差、材料收缩的影
响，如不能避开恶劣天气，应采用合理的工艺，等结
构沉降完全后再填补梁与填充墙之间的预留缝，减
小变形的影响，等时机合适时将缝封堵，以避免裂
缝出现。
参考文献：
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与砌块建筑，2009(6)：14一17．
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科技资讯，2012(13)：67．
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2009，38(S1)：397—398．
[7] 刘杰，张超．房建工程当中砌体裂缝形成的原因及防治措施
『J1．门窗，2013(7)：304．
平安金融中心三道桁架层完工
由中国建筑一局(集团)有限公司总承包、中建
钢构有限公司(以下简称中建钢构)制作、安装的平
安金融中心第3道桁架层北侧上弦精准吊装就位，
该建筑共有7道桁架层。
平安金融中心位于广东省深圳市，该工程总高
度为660m，建筑面积49万m2，地上118层，地下5
层。平安金融中心的主体为巨型框架．核心筒矽h伸
臂结构，7道桁架层不仅对加强主楼外框结构的整
体强度起到至关重要的作用，而且因其与核心筒相
连，是工程抗侧力体系的关键部位。
随着高楼的节节攀升，施工难度越来越大。此
次安装的桁架位于平安金融中心第49～5l层，均在
200m以上的高空。在施工中，气温低、风力大等环
境因素极易影响到安装。此外，在现场安装中还需
要克服“四多一长”，四多即：超重构件多、焊接阴角
多、不规则构件多、厚板焊接多；一长即：立焊长度
长。需要说明的是，在本次安装中超过90t的构件
有8榀，焊接板厚达120mm，最长立焊达12m。
(摘自《中国建设报》2014·02一10)

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