淺談建筑設計中變形縫的作用及構造要求

李莉

（甘肅工業職業技術學院，甘肅 天水 741025）

0 引言

如今，建筑設計的難度及復雜度越來越高，豐富的建筑造型及奇特新穎的空間布局彰顯了設計者的創新與能力，同時也對建筑結構的安全及穩定性有了更高的要求。建筑設計時考慮到材料的溫度變形、地基的不均勻沉降及地震可能造成的建筑損壞，一般會在建筑的某些部位預留縫隙，以保證建筑在使用過程中適應各種變形而不發生破壞，這些預設的縫隙統稱為變形縫。變形縫的設置直接影響建筑的功能及使用壽命。變形縫根據其設置要求可分為三類，分別為伸縮縫、沉降縫及防震縫，通常在建筑物易于變形或連接薄弱的位置設置，為了減少建筑的斷開部位，使建筑具有更好的整體性，變形縫在設置時會盡量遵循三縫合一的設置原則。通過預留變形縫，使建筑各部分成為各自獨立的區段，不受約束，自由變形，從而避免破壞。

1 變形縫在建筑設計中的作用

建筑設計時根據建筑的立面造型、地基情況、平面及結構形式等在某些部位需設置變形縫，變形縫可以將建筑劃分為若干個獨立的部分，各部分之間變形不受約束，可防止后期由于地基沉降、結構變形及材料收縮等引起建筑的損壞，影響建筑物的正常使用。

1.1 伸縮縫

伸縮縫是為了抵抗由于溫度應力可能引起的材料的收縮變形而設置的，主要設置在建筑物地面以上的部分，而地面以下的結構受外界溫度影響比較小，不易產生變形。環境對建筑材料的影響不可忽略，尤其是溫差較大的地區，建筑在設計時必須考慮材料的溫度變形，例如迪拜帆船酒店，在設計安裝建筑外部的對角桁架時就遇到由于材料溫度變形而影響安裝精確度的難題，依據迪拜的氣候，一天的溫差可達14℃，使桁架急劇膨脹和收縮，24小時內達5厘米。伸縮縫的寬度一般為20～30mm，縫內需填保溫材料，兩條伸縮縫的間距應滿足建筑結構規范中的相關規定。

建筑表面的裝修材料也應考慮溫度變形，例如整體類地面裝修做法——水磨石地面，一般會設置伸縮縫（分隔縫），將飾面層劃分為塊狀。墻面裝修做法里的抹灰面層通常也會預留伸縮縫，防止大面積抹灰由于溫度應力使材料產生收縮變形而引起開裂，影響建筑外立面的美觀和使用功能。

1.2 沉降縫

地基的不均勻沉降往往會引起上部結構產生變形、開裂等問題，嚴重時會影響建筑的安全使用，發生倒塌，例如虎丘塔，其位于蘇州市西北的虎丘公園，由于地基產生不均勻沉降，導致塔身朝東北方向傾斜，頂部偏離塔身中心線2.31m，且塔身底層出現了較多裂縫，成為危險建筑。應對地基不均勻沉降問題，首先是從場地選址、勘察入手，其次根據上部結構及地基承載力要求進行必要的地基加固，再者根據建筑造型、結構受力等設置沉降縫，將建筑分割為若干個單元，使各單元間在垂直方向上可以自由沉降，從而減少對相鄰部分的影響。

當建筑建造在不同地基上時，由于地基在結構、性質、承載力、變形等方面有不同程度的差別，難于保證沉降均勻一致，需根據地基分布情況設置沉降縫。當建筑相鄰部分的高度、大小不同時，或相鄰基礎形式、寬度及埋深有較大差異時，需考慮在建筑中設置沉降縫。沉降縫應當從基礎到屋頂部位全部斷開，且建筑物高度越大、地基情況越差，則縫寬越大，通常沉降縫寬度可設為30～70mm。

1.3 防震縫

地震會對建筑造成不同程度的影響，地震過程中地殼快速釋放能量，能量以波的形式傳遞，包括橫波、縱波及面波。由地震波產生的地震力使建筑發生變形和破壞，縱波使建筑物上下顛簸，橫波使建筑受到剪切作用，產生拉、擠或扭動，相比之下，水平力對建筑的危害更大，因此建筑結構設計時主要考慮地震水平作用力的影響。在水平力作用下，建筑產生水平方向的擺動，此時，當建筑相鄰部位高低、大小、形式等相差懸殊，或連接處過于薄弱時，建筑在地震力作用下就會由于兩部分振幅、周期不同而產生較大的拉、壓應力，嚴重時產生開裂、碰撞及倒塌。

圖1 內墻變形縫構造

圖2 樓板層變形縫構造

圖3 屋頂變形縫構造

防震縫的寬度可根據所在地區的抗震設防烈度、建筑結構類型及高度等來確定，一般砌體建筑防震縫寬度為50～70mm，鋼筋混凝土框架建筑高度15m以下時，縫寬為70m，高度超過15m時，需根據烈度增大縫寬。

2 變形縫的構造要求

變形縫根據其設置位置的不同，包括墻體變形縫、樓地層變形縫、屋頂變形縫等，不同部位的變形縫在設置時有不同的構造要求。

1）墻體伸縮縫應保證建筑構件在水平方向上能夠自由變形，沉降縫應滿足建筑相鄰部位在垂直方向上可自由沉降變形，防震縫應防止在地震力作用下建筑產生斷裂及碰撞。同時，考慮到建筑美觀及整體性要求，通常可三縫合一設置變形縫。建筑外墻變形縫外側縫口位置需嵌填彈性材料以防水、保溫，例如油膏、瀝青麻絲等，縫寬較大時可用鍍鋅鐵皮等材料做蓋縫處理；內墻變形縫可采用具有裝飾效果的金屬或木條蓋縫。所有的該蓋縫材料均一邊固定在墻上，保證結構在水平及垂直方向可自由伸縮變形（如圖1）。

2）樓地層變形縫的位置及縫寬應當和墻體變形縫一致，縫隙內用彈性材料嵌填密實，并做蓋縫處理，變形縫上部鋪設橡膠板或活動蓋板等，保證裝修飾面的美觀和完整性，頂棚部位蓋板只能固定一側，以保證結構自由伸縮變形（如圖2）。

3）屋頂變形縫按照泛水的構造要求進行處理，縫內嵌填彈性材料，頂部可用鍍鋅鐵皮做蓋縫處理，保證變形縫兩側結構可自由伸縮及變形。屋頂變形縫的位置、縫寬等應當與墻體和樓地層一致（如圖3）。

3 結語

建筑在設計時考慮變形所帶來的影響，根據建筑體型、結構受力、地基情況、抗震設防要求等需在局部位置設置變形縫，以保證建筑在后期使用過程中的安全穩定性。因此，變形縫的設置要滿足建筑結構的自由變形，墻體、樓地層及屋頂等部位變形縫均應按照規范要求設置，在保證建筑安全使用的前提下具有較好的完整性和美觀性。