淺談建筑工程變形縫的設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺談建筑工程變形縫的設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：建筑工程設(shè)計(jì)中常常設(shè)置變形縫來緩解溫度收縮、地基沉降不均勻以及地震作用帶來的不利影響。本文將對變形縫的類別、作用、設(shè)置原則及需要注意的問題進(jìn)行闡述。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：變形縫 種類 設(shè)計(jì) </p><p>　　中圖分類號： S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><

2、p>　　引言：建筑物在外界因素作用（括溫度變化、地基不均勻沉降以及地震等）下往往會(huì)產(chǎn)生變形，導(dǎo)致開裂甚至破壞。不考慮這些外在因素的影響，將會(huì)影響建筑物的使用和壽命。因此在工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在變形的敏感部位或其它必要的部位將建筑物沿全高斷開，令各部分成為獨(dú)立的單元，或分為簡單、規(guī)則、單一的段，并在其中設(shè)縫以利變形需要，這就是變形縫。變形縫一般分為伸縮縫、沉降縫以及抗震縫，下面將對三種縫的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)依據(jù)進(jìn)行闡述。 </p>

3、<p><b>　　1伸縮縫 </b></p><p>　　伸縮縫是建筑工程中最常見的一種變形縫。它的設(shè)置主要是為了防止建筑構(gòu)件因溫度變化而產(chǎn)生熱脹冷縮，使房屋出現(xiàn)裂縫甚至發(fā)生破壞。伸縮縫一般沿建筑物長度方向每隔一定距離垂直設(shè)置。 </p><p>　　伸縮縫設(shè)置時(shí)主要考慮溫度和收縮變形因素的影響，在應(yīng)力集中、容易產(chǎn)生裂縫的部位，自基礎(chǔ)以上將建筑物的墻體、樓

4、板層、屋頂?shù)鹊孛嬉陨喜糠秩繑嚅_?；A(chǔ)部分因溫度變化影響較小，不需斷開。 </p><p>　　根據(jù)材料特性和結(jié)構(gòu)類型的漲縮指數(shù)而制定的分類允許范圍就是溫度區(qū)間，其空隙就是伸縮縫寬度。兩個(gè)伸縮縫之間的允許距離，即溫度區(qū)間的長度，也就是伸縮縫間距。伸縮縫的構(gòu)造，應(yīng)該滿足建筑結(jié)構(gòu)沿水平方向變形的要求。伸縮縫寬度一般取為20~30mm。對于設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到的砌體和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般參照《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50003

5、—2011）表6.5.1及《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2010）表8.1.1。 </p><p><b>　　2沉降縫 </b></p><p>　　地基沉降不均勻引起房屋裂縫甚至破壞也是建筑工程經(jīng)常遇到的問題。為預(yù)防這種破壞，我們在建筑物的相應(yīng)部位設(shè)置的垂直縫隙稱為沉降縫。沉降縫將建筑物分為幾個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)承重體系，能有效的消除部分建筑物因不均勻沉降產(chǎn)生的

6、剪力，防止裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。 </p><p>　　沉降縫一般設(shè)置在建筑物不均勻沉降而遭到破壞的部位： </p><p>　?。?） 地基土的壓縮性有明顯差異處； </p><p>　?。?）平面形狀復(fù)雜的建筑物轉(zhuǎn)折部位； </p><p>　?。?）高度差異或荷載差異處； </p><p>　?。?）建筑結(jié)構(gòu)（或基礎(chǔ)

7、）類型不同處； </p><p>　?。?）長高比過大的砌體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位； </p><p>　　（6）局部地下室的邊緣； </p><p>　?。?）地基基礎(chǔ)處理方法不同處； </p><p>　?。?）分期建造房屋的交界處。 </p><p>　　沉降縫的寬度與一般取決于建筑物高度，具體可

8、按照表1采用。 </p><p>　　表1房屋沉降縫的寬度 </p><p>　　注：沉降縫內(nèi)一般不填塞材料，當(dāng)必須填塞時(shí)，應(yīng)防止縫內(nèi)兩側(cè)因房屋內(nèi)傾而相互擠壓影響沉降效果。 </p><p>　　由于沉降縫兩側(cè)基礎(chǔ)同樣需要斷開，對基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)就稱為設(shè)置伸縮縫的難點(diǎn)和重點(diǎn)。一般而言，對砌體結(jié)構(gòu)沉降縫兩側(cè)基礎(chǔ)可做如下處理： </p><p>　　沉

9、降縫兩側(cè)均設(shè)承重墻及其基礎(chǔ)。這種處理方式使沉降縫兩側(cè)形成兩個(gè)相似獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元，每個(gè)單元形成基本的砌體結(jié)構(gòu)模式。 </p><p>　　沉降縫一側(cè)設(shè)置承重墻及其基礎(chǔ)，另一側(cè)設(shè)置輕質(zhì)隔墻，采用挑梁或其他結(jié)構(gòu)形式承擔(dān)上部墻體荷載。 </p><p>　　當(dāng)承重墻間距較小時(shí)，還可以采用交叉式基礎(chǔ)。這種方式是設(shè)置兩排交錯(cuò)的獨(dú)立基礎(chǔ)，沉降縫兩側(cè)墻體分別坐落在不同的獨(dú)立基礎(chǔ)上。 </p>

10、<p>　　在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中,沉降縫基礎(chǔ)的處理一般采用雙柱懸挑梁或簡支梁。 </p><p>　　不同于伸縮縫，沉降縫將建筑物從基礎(chǔ)到屋頂全部斷開。沉降縫寬度一般大于伸縮縫的寬度。在同一個(gè)建筑物內(nèi)，當(dāng)某個(gè)部位既需要設(shè)置伸縮縫又需要設(shè)置沉降縫時(shí)，可用沉降縫代替伸縮縫。 </p><p><b>　　3防震縫 </b></p><p&

11、gt;　　防震縫是考慮地震對建筑的破壞而設(shè)置的。設(shè)置防震縫，可以將復(fù)雜結(jié)構(gòu)分割為較為規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，有利于減少房屋的扭轉(zhuǎn)并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。一般情況下，符合下列情況宜設(shè)置防震縫： </p><p>　　（1）建筑平面尺寸不規(guī)則而無加強(qiáng)措施； </p><p>　?。?）房屋有較大錯(cuò)層； </p><p>　?。?）各部分結(jié)構(gòu)的剛度或荷載相差懸殊而未采取有效措施；

12、</p><p>　　在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011—2011）3.4.5條規(guī)定：體型復(fù)雜、平立面不規(guī)則的建筑，應(yīng)根據(jù)不規(guī)則程度、地基基礎(chǔ)條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素的比較分析，確定是否設(shè)置防震縫。 </p><p>　　當(dāng)設(shè)置伸縮縫和沉降縫時(shí)，其寬度應(yīng)符合防震縫的要求。 </p><p>　　對于防震縫寬度的要求，在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011—2011）

13、7.1.7條規(guī)定：多層砌體房屋設(shè)置防震縫時(shí)，縫兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置墻體，縫寬應(yīng)根據(jù)烈度和房屋高度確定，可采用70mm~100mm；在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011—2011）6.1.4條及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3—2010）3.4.10條中也確定了框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)等的防震縫寬度設(shè)置要求。 </p><p>　　理論上，防震縫的寬度不宜小于兩側(cè)建筑物在較低建筑物屋頂高度處的垂直防震縫方向的側(cè)移之和。

14、考慮到我們的設(shè)防目標(biāo)是“小震不壞、中震可修、大震不倒”，即建筑物在中震狀態(tài)下不應(yīng)出現(xiàn)嚴(yán)重破壞，因此，在確定防震縫寬度時(shí)，應(yīng)取基本烈度下的側(cè)移，即近似地將我國抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的在小震作用下彈性反應(yīng)的側(cè)移乘以3的放大系數(shù)，并應(yīng)附加上地震前和地震中地基不均勻沉降和基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的側(cè)移。 </p><p>　　歷次地震震害調(diào)查表明，合理設(shè)置防震縫能有效保護(hù)建筑物免遭縫側(cè)縫側(cè)建筑震害影響，但縫寬過小易使建筑構(gòu)件碰撞破壞，不

15、當(dāng)設(shè)縫則易造成建筑物局部破壞。因此，在設(shè)置防震縫時(shí)，應(yīng)遵循以下設(shè)置原則及要求： </p><p>　?。?）能不設(shè)置沉降縫時(shí)盡量不設(shè)置沉降縫縫。當(dāng)不設(shè)置防震縫時(shí)，必須充分考慮地震作用下的各種不利工況，分析判明其應(yīng)力集中、變形集中或地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)等導(dǎo)致的易損部位，采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施，滿足建筑物的抗震設(shè)防要求。 </p><p>　　（2）當(dāng)設(shè)置防震縫時(shí)，需充分考慮抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)高

16、度、扭轉(zhuǎn)地震效應(yīng)等因素，設(shè)置足夠的縫寬，盡量避免防震縫兩側(cè)建筑物在地震下發(fā)生碰撞而造成局部破壞。 </p><p>　　抗震縫的設(shè)置要求比伸縮縫和沉降縫更加嚴(yán)格。在抗震設(shè)防地區(qū)，當(dāng)需要設(shè)置伸縮縫或者沉降縫時(shí)，要考慮抗震需要，縫的設(shè)置必須同時(shí)滿足抗震縫的設(shè)置要求。 </p><p><b>　　4結(jié)束語 </b></p><p>　　每個(gè)建筑物都

17、有各自不同的特點(diǎn)，是否需要變形縫、如何設(shè)置變形縫，應(yīng)根據(jù)每個(gè)工程不同的建筑要求、結(jié)構(gòu)形式和地理環(huán)境來確定?？紤]到變形縫施工困難，施工過程中易出現(xiàn)各種問題，特別是在抗震區(qū)，在地震力作用下，變形縫兩側(cè)的建筑易發(fā)生碰撞從而加劇震害的影響，因此，應(yīng)慎重設(shè)計(jì)使用變形縫。在高烈度地震區(qū)，應(yīng)避免采用不規(guī)則的建筑方案，實(shí)現(xiàn)少設(shè)甚至不設(shè)防震縫，達(dá)到從源頭上避免由于設(shè)縫而加劇震害的目的。對于伸縮縫和沉降縫，也可通過采取構(gòu)造和施工措施減少設(shè)縫，如設(shè)置后澆帶解

18、決沉降差及減少收縮應(yīng)力，提高結(jié)構(gòu)整體剛度抵抗不均勻沉降造成的附加應(yīng)力等。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010 </p><p>　　[2] 《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3—2010 </p><p>　　[3] 《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

19、規(guī)范》GB50003—2011 </p><p>　　[4] 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010—2010 </p><p>　　[5] 《簡明鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊》（第三版） 國振喜 機(jī)械工業(yè)出版社 </p><p><b>　　作者簡介 </b></p><p>　　卜文平（1987.07.17），男，2010年