小議建筑物變形縫的基本涵義及其設(shè)置

人們居住環(huán)境的改變，建筑物已不再是人們簡單的居所，而逐漸成為人們生存空間中的一個個景點，建筑物的形態(tài)越見參差不齊，錯落有致了。豐富的立面使設(shè)計工作者需要考慮的問題越來越多，變形縫就是其中之一。有些建筑物由于長度過長，或平面曲折變化較多，或者同一建筑物中個別部分高度、荷載或所處地基土承載能力差異懸殊，往往使建筑物在受到溫度變化、地基不均勻沉降、地震等作用時產(chǎn)生變形、裂縫，甚至使建筑物遭到破壞，因此在進行建筑設(shè)計時就需要人為地設(shè)置相應(yīng)的構(gòu)造縫，使建筑物能相對位移，以防止或減輕建筑物可能受到的損壞，這種人為設(shè)置的使建筑物可以自由變形的豎向縫就是通常所說的變形縫。

一、變形縫的分類

變形縫按其作用不同，可分為伸縮縫、沉降縫和防震縫三種。

1.伸縮縫也叫溫度縫，作用是將過長的建筑物分成幾個長度較短的單元來減少溫度應(yīng)力產(chǎn)生的破壞。為使伸縮縫兩側(cè)的建筑物能自由伸縮，須將基礎(chǔ)頂面以上的地面、墻體、樓板層、屋頂?shù)韧耆珨嚅_，埋于地面以下的基礎(chǔ)因受溫度影響小而無需斷開。伸縮縫設(shè)置間距及縫寬根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式，在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》和《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中已有明確的規(guī)定。

2.沉降縫是為了防止建筑物的各部分由于不均勻沉降引起破壞設(shè)置的豎向縫，它將整個建筑物分隔成若干個自行獨立沉降的單元，從而可以避免建筑物因不均勻沉降而引起的開裂。沉降縫的設(shè)置部位及縫的寬度在《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中已有具體規(guī)定，這里就不再重復(fù)了。

3.防震縫的設(shè)置是將體形復(fù)雜、結(jié)構(gòu)不規(guī)則的建筑物劃分成為體形簡單、結(jié)構(gòu)規(guī)則的獨立單元，以利于建筑物的抗震。防震縫是從基礎(chǔ)面以上沿建筑物全高設(shè)置，縫的兩側(cè)應(yīng)采用雙墻、雙柱。

伸縮縫與防震縫均是從基礎(chǔ)頂面以上開始設(shè)置，而沉降縫必須從基礎(chǔ)開始設(shè)置，并貫通建筑物的全高，這樣方能使沉降縫兩側(cè)的建筑物成為獨立單元，使它們在豎直方向可以自由沉降。我們在實際設(shè)計工作中，一般沒有獨立考慮設(shè)置防震縫，通常是與伸縮縫、沉降縫協(xié)同考慮的，因此沉降縫的設(shè)置，在縫的寬度有保證的情況下，它能同時起到伸縮縫與防震縫的作用，即可以使三縫合一，但伸縮縫和防震縫是絕對不能替代沉降縫的。

二、建筑物變形縫設(shè)置

1.雙墻做法

即縫兩側(cè)均為承重墻，其基礎(chǔ)做法又分為二種情況:

1)采用偏心式基礎(chǔ)

這種方式多用于一般荷載較輕、層數(shù)不高的磚混結(jié)構(gòu)中，它要求地基土承載力比較高，這樣基礎(chǔ)斷面尺寸不很大，基礎(chǔ)適度的偏心不致影響整個結(jié)構(gòu)。在保證縫寬尺寸的情況下，低層部分基礎(chǔ)偏心層可能大一些，因為它的基礎(chǔ)斷面尺寸相對要小一些，使兩側(cè)基礎(chǔ)偏心都較合理可行。

2)墩式基礎(chǔ)

也稱互相跨越的基礎(chǔ)。這種做法必須設(shè)置基礎(chǔ)梁，采用這種方法實施起來比較復(fù)雜。首先要把基礎(chǔ)粱的位置、跨數(shù)、跨度確定下來，然后根據(jù)墻體能下來的荷載把粱的彎矩、剪力計算出來，再根據(jù)剪力的大小(支座處)與地基土承載力來確定各個墩的尺寸，墩與墩之間應(yīng)完全分開，如果有必要各墩還應(yīng)配筋。這種方法多用于偏心基礎(chǔ)不能滿足的磚混結(jié)構(gòu)和一邊磚混，一邊為框架的混合結(jié)構(gòu)形式。

2.懸挑做法 要求沉降縫一側(cè)縱墻端部為懸挑基礎(chǔ)，縱墻端部沒有承重橫墻，這種方式靈活性大、結(jié)構(gòu)布置比較簡單，適用于各種地基情況，但建筑構(gòu)造處理比較復(fù)雜，它需在懸挑端設(shè)置輕質(zhì)隔墻來減輕自重。實際上我們也可把懸挑基礎(chǔ)做成懸挑粱，與墩式基礎(chǔ)結(jié)合起來用，這樣縱墻端部也可以是承重墻，它能更好地滿足建筑物構(gòu)造要求。

3.簡支做法 即將兩個獨立單元建筑拉開一段距離，利用簡支構(gòu)件聯(lián)結(jié)兩邊，來滿足沉降要求。這種方式適用于在兩個建筑物問做連廊。設(shè)計、施工均比較簡單易行。

4.鋼筋混凝土后澆帶 這是近年在本地區(qū)應(yīng)用于多層或高層框架結(jié)構(gòu)的建筑中，后澆帶就是在主樓(高層)與附房(低層)間在低層部位人為地留出一道800mm-1000mm寬的縫，待豐樓的主體結(jié)構(gòu)施工完成后，主樓處沉降已基本完成，方可將后澆帶用高一級標號的混凝土澆筑。主樓越高，沉降完成的越好，越宜采用后澆帶。

三、后澆帶的應(yīng)用

施工后澆帶分為后澆沉降帶、后澆收縮帶和后澆溫度帶，分別用于解決高層主樓與低層裙房間差異沉降、鋼筋混凝土收縮變形相減小溫度應(yīng)力等問題。這種后澆帶一般具有多種變形縫的功能，設(shè)計時應(yīng)考慮以一種功能為主，其他功能為輔。施工后澆帶是整個建筑物，包括基礎(chǔ)及L:部結(jié)構(gòu)施工中的預(yù)留縫(“縫”很寬，故稱為“帶”)，待主體結(jié)構(gòu)完成，將后澆帶混凝土補齊后。這種“縫”即不存在，既在整個結(jié)構(gòu)施工中解決了高層主樓與低居裙房的差異沉降，又達到了不設(shè)永久變形縫的目的。

1.解決沉降差。高層建筑和裙房的結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)計成整體，但在施工時用后澆帶把兩部分暫時斷開，待主體結(jié)構(gòu)施工完畢，已完成大部分沉降量(50%以上)以后再澆灌連接部分的混凝土，將高低層連成整體。設(shè)計時基礎(chǔ)應(yīng)考慮兩個階段不同的受力狀態(tài)，分別進行強度校核。連成整體后的計算應(yīng)當考慮后期沉降差引起的附加內(nèi)力。這種做法要求地基土較好，房屋的沉降能在施工期間內(nèi)基本完成。

2.減小溫度收縮影響。新澆混凝土在硬結(jié)過程中會收縮，已建成的結(jié)構(gòu)受熱要膨脹，受冷則收縮?；炷劣步Y(jié)收縮的大部分將在施工后的頭1-2個月完成，而溫度變化對結(jié)構(gòu)的作用則是經(jīng)常的。當其變形受到約束時，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部就產(chǎn)生溫度應(yīng)力，嚴重時就會在構(gòu)件中出現(xiàn)裂縫。在施工中設(shè)后澆帶。是在過長的建筑物中，每隔30-40米設(shè)寬度為700-1000毫米的縫，縫內(nèi)鋼筋采用搭接或直通加彎做法。留出后澆帶后，施工過程中混凝土可以自由收縮，從而大大減少了收縮應(yīng)力?；炷恋目估瓘姸瓤梢源蟛糠钟脕淼挚箿囟葢?yīng)力，提高結(jié)構(gòu)抵抗溫度變化的能力。后澆帶保留時間一般不少于一個月，在此期間，收縮變形可完成30%-40%。后澆帶的澆筑時間宜選擇氣溫較低(但應(yīng)為正溫度)時，可用澆筑水泥或水泥中摻微量鋁粉的混凝土，其強度等級應(yīng)比構(gòu)件強度高一級，防止新老混凝土之間出現(xiàn)裂縫，造成薄弱部位。

做后澆帶的前提必須是項目所在地地基土的承載力比較高，壓縮率比較小。后澆帶應(yīng)設(shè)置在梁或板的跨中彎矩和支座彎矩都較小的部位，尤其是梁，必須以梁為主要因素來考慮。后繞帶的具體位置還應(yīng)結(jié)合具體工程來定。

每個建筑物都有各自不同的特點，是否需要變形縫，如何設(shè)置變形縫，應(yīng)根據(jù)每個工程不同的建筑要求，結(jié)構(gòu)形式及地理環(huán)境來考慮，盡可能采用合理、簡單的做法，并能達到更為理想的結(jié)果。變形縫中的重點就是沉降縫，以上是筆者這些年來在處理建筑物沉降縫中的一點體會，希望通過總結(jié)以前的經(jīng)驗，能夠在以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中把變形縫處理得更完美。