浅谈建筑工程变形缝的设置

来源:用户上传      作者: 钟开尧

　　[摘　要]建筑工程变形缝的设置问题，是广大工程技术人员长期研究，十分关注的问题，本文就建筑工程变形缝的设置功能，设置要求及综合设置做简单介绍，以期与同行进行探索交流。
　　[关键词]建筑工程；变形缝；设置
　　
　　建筑由于受气温变化、地基不均匀沉降以及地震等因素的影响，使结构内部产生附加应力和变形，如处理不当，将会造成建筑物的破坏，产生裂缝甚至倒塌，影响建筑物的使用与安全。其解决办法有二：一是加强建筑物的整体性，使之具有足够的强度与刚度来克服这些破坏应力，不产生裂缝；二是预先在这些变形敏感部位将结构断开，留出一定的缝隙，以保证各部分建筑物在这些缝隙中有足够的变形宽度而不造成建筑物的破损。这种将建筑物垂直分割开来的预留缝隙称为变形缝。建筑工程变形缝有三种：即伸缩缝、沉降缝和防震缝。
　　
　　1.建筑工程变形缝的设置功能
　　
　　1.1　伸缩缝：建筑物处于大自然的环境之中，夏季烈日照射，冬季霜雪严寒，就是一日之中温差也很大。建筑工程的各部分除基础埋置于土壤中受温度变化影响较小外，其他部分均因热胀冷缩而产生伸缩变形、附加变形和内力，尤其是整体现浇钢筋混凝土结构中屋面受温度影响最大。伸缩的数值也随建筑长度的增加而增大。所以控制建筑物的长度是有效防止伸缩变形减小破坏的最好措施。设置伸缩缝也就是把长建筑物变成短建筑物，达到防止破坏的目的。
　　1.2　沉降缝：建筑物屹立于地基之上，地基有硬有软，就是一幢建筑物本身也有高有低，各部分的荷载也有大有小。高的重的部分沉降就多，矮的轻的部分沉降较少，因而产生了自基础到建筑物全高的变形应力，造成建筑物开裂甚至破坏。把一幢建筑物按所处地基软硬处、高低分割处或荷载大小处用一条缝贯通基础到屋面，把整栋建筑物“化整为零”，那么沉与不沉，沉多与沉少彼此之间各不相关，这就是沉降缝的作用。
　　1.3　防震缝：地震时地面运动产生的纵波和横波使建筑物上下振动，左右前后摇晃。建筑抗震主要考虑水平方向的地震力为主，由于建筑物各部分的刚度不同、高度不同、质量不同和结构不同，在地震力的作用下它们的震幅是不相同的，高的质量大的部分摇晃大，矮小质轻的则晃动小，于是在体形高矮、质量轻重、刚度大小之间容易产生裂缝而导致破坏。如果把不同质量、不同刚度、不同体形的各个部分截然分开，形成若干形体简单、结构刚度均匀的独立部分，且相互留开一定的距离，损害就小得多，这就是防震缝的功能。
　　
　　2.建筑工程变形缝的设置要求
　　
　　建筑工程中变形缝如何设置的问题，是广大工程技术人员长期研究，十分关注的问题。首先应考虑在符合各种要求的情况下不设或少设，如需要设置，应遵守如下规则：
　　2.1　伸缩缝：为了防止或减轻房屋在正常使用条件下由于温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体设置伸缩缝，也称温度缝。伸缩缝应设置在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。
　　2.1.1　砌体房屋伸缩缝的间距可按下表1采用
　　
　　2.1.2　钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距宜符合表2的规定
　　
　　2.1.3　对下列情况，伸缩缝最大间距宜适当减少。
　　①柱高(从基础顶面标起)低于8米的排架结构；
　　②屋面无保温或隔热措施的排架结构；
　　③位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构；
　　④采用滑模类施工工艺的剪力墙结构；
　　⑤材料收缩较大，室内结构因施工外露时间较长等。
　　2.1.4　对下列情况，如有充分依据和可靠措施，伸缩缝最大间距可适当增大。
　　①混凝土浇筑采用后浇带分段施工，值得提醒的是，不得用设置后浇带代替伸缩缝；
　　②采用专门的预加应力措施；
　　③采用能减小混凝土温度变化或收缩的措施；
　　当增大伸缩逢间距时，尚应考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响。
　　2.1.5　具有独立基础的排架、框架结构，当设置伸缩缝时，其双柱基础可不断开。素混凝土结构伸缩缝的最大间距按表3执行。
　　
　　素混整片的凝土墙壁式结构，其伸缩缝宜做成贯通式，将基础断开。
　　2.2　沉降缝：在满足使用和其他要求的前提下。建筑体型应力求简单、当建筑体型比较复杂时，宜根据其平面形状和高度差异情况，在适当部位用沉降缝将其划分若干个刚度较好的单元；当高度差异或荷载差异较大时，可将两者隔开一定距离，当拉开距离后的两单元必须连接时，应采用能自由沉降的连接构造。
　　2.2.1　建筑物的下列部位，宜设置沉降缝：
　　①建筑平面的转折处；
　　②高度差异或荷载差异处；
　　③长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位；
　　④地基土的压缩性有显著差异处；
　　⑤建筑结构或基础类型不同处
　　⑥分期建造房屋的交界处。
　　2.2.2　沉降缝必须从基础断开，且应有足够的宽度、缝宽可按选用。
　　
　　2.3　防震缝：体形复杂、平面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗侧力结构单元。
　　2.3.1　多层和高层钢筋混凝土房屋，防震缝应根据抗震设防烈度，结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差情况，留有足够的宽度，其两侧的上部结构应完全分开。当同时考虑设置伸缩缝和沉降缝时，其宽度应符合防震缝的要求。
　　2.3.2　防震缝的最小宽度应符合下列要求：
　　①框架结构房屋的防震缝宽度：当高度不超过15m时，可采用70mm超过15m时，6度，7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m、宜加宽20ram。
　　②框架――抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用上述规定数值的70％；抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用上述规定数值的50％，且均不宜小于70mm。
　　2.3.3　8度、9度框架结构房屋防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时，可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙，每一侧抗撞墙的数量不应少于两道，且宜分别对称设置，墙肢长度可不大于一个柱距；框架和抗撞墙的内力应按设置和不设置抗撞墙两种情况分别进行分析，并按不利情况取值。
　　防震缝两侧抗撞墙的端柱和框架的边柱，钢筋箍筋应沿房屋全高加密。
　　2.3.4　多层砌体房屋有下列情况之一时，应设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可采用50～100mm；
　　①房屋里面高差在6米以上；
　　②房屋有错层，且楼板高差较大；
　　③各部分结构刚度、质量截然不同。
　　2.3.5　多层和高层钢结构房屋，宜避免采用规范规定的不规则建筑结构方案，需要设置防震缝时，缝宽应不小于相应钢筋混凝土结构房屋的1.5倍。
　　2.3.6单层钢筋混凝土柱厂房
　　①厂房的防震缝不宜设置在紧邻厂房的贴建房屋和构筑物处；
　　②厂房体形较复杂或有贴建的房屋和构筑物时，宜设置防震缝；在厂房纵横跨交接处、大柱网厂房或不设柱间支撑的厂房，防震缝宽度可采用100～150mm，其他情况可采用50～90mm。
　　③两个主厂房之间的过渡跨至少应有一侧采用防震缝与主厂房脱开。
　　④防震缝不应设置在厂房内上吊车的铁梯近处。
　　2.3.7　单层砖柱厂房的平面布置应符合有关规定，但防震缝的设置应符合下列要求：
　　①轻型屋盖厂房如木屋盖、轻钢屋架、压板钢板、瓦楞铁、石棉瓦屋面可不设防震缝。
　　②钢筋混凝土屋盖厂房与贴建的建筑物、构筑物间宜设置防震缝，其宽度可采用50～70mm；
　　③防震缝处应设置双柱或双墙。
　　2.3.8　单层空旷房屋(如较大空旷的单层大厅和附属房屋组成的公共建筑)在大厅、前厅、台之间，不宜设防震缝分开，大厅与两侧附属房屋之间可不设防震缝，但不设防震缝时应加强连接措施。
　　
　　3.建筑工程中变形缝的综合应用
　　
　　在弄清建筑工程中变形缝的设置功能后，根据笔者多年的实际体会防震缝应与伸缩缝、沉降缝统一布置，并满足防震缝的设置要求。一般情况下防震缝基础可不分开，但在平面复杂的建筑中，或相邻建筑部分刚度差别很大时，也需将基础分开。按沉降缝要求设置的防震缝也应将基础分开。对建筑工程变形缝的综合应用首先应考虑在符合各种要求的情况下不设或少设，其次是进行综合分析，统筹安排下的“一缝多用”，可参考下表5进行。
　　

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