1、浅谈建筑工程变形缝的设计摘要：建筑工程设计中常常设置变形缝来缓解温度收缩、地基沉降不均匀以及地震作用带来的不利影响。本文将对变形缝的类别、作用、设置原则及需要注意的问题进行阐述。 关键词：变形缝 种类 设计 中图分类号： S611 文献标识码： A 引言：建筑物在外界因素作用（括温度变化、地基不均匀沉降以及地震等）下往往会产生变形，导致开裂甚至破坏。不考虑这些外在因素的影响，将会影响建筑物的使用和寿命。因此在工程设计时，应在变形的敏感部位或其它必要的部位将建筑物沿全高断开，令各部分成为独立的单元，或分为简单、规则、单一的段，并在其中设缝以利变形需要，这就是变形缝。变形缝一般分为伸缩缝、沉降缝以
2、及抗震缝，下面将对三种缝的特点及设计依据进行阐述。 1 伸缩缝 伸缩缝是建筑工程中最常见的一种变形缝。它的设置主要是为了防止建筑构件因温度变化而产生热胀冷缩，使房屋出现裂缝甚至发生破坏。伸缩缝一般沿建筑物长度方向每隔一定距离垂直设置。 伸缩缝设置时主要考虑温度和收缩变形因素的影响，在应力集中、容易产生裂缝的部位，自基础以上将建筑物的墙体、楼板层、屋顶等地面以上部分全部断开。基础部分因温度变化影响较小，不需断开。 根据材料特性和结构类型的涨缩指数而制定的分类允许范围就是温度区间，其空隙就是伸缩缝宽度。两个伸缩缝之间的允许距离，即温度区间的长度，也就是伸缩缝间距。伸缩缝的构造，应该满足建筑结构沿水
3、平方向变形的要求。伸缩缝宽度一般取为 2030mm。对于设计中经常用到的砌体和钢筋混凝土结构一般参照砌体结构设计规范 （GB500032011）表 6.5.1 及混凝土结构设计规范 （GB500102010）表 8.1.1。 2 沉降缝 地基沉降不均匀引起房屋裂缝甚至破坏也是建筑工程经常遇到的问题。为预防这种破坏，我们在建筑物的相应部位设置的垂直缝隙称为沉降缝。沉降缝将建筑物分为几个独立的结构承重体系，能有效的消除部分建筑物因不均匀沉降产生的剪力，防止裂缝的产生和发展。 沉降缝一般设置在建筑物不均匀沉降而遭到破坏的部位： （1） 地基土的压缩性有明显差异处； （2）平面形状复杂的建筑物转折部位
4、； （3）高度差异或荷载差异处； （4）建筑结构（或基础）类型不同处； （5）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；（6）局部地下室的边缘； （7）地基基础处理方法不同处； （8）分期建造房屋的交界处。 沉降缝的宽度与一般取决于建筑物高度，具体可按照表 1 采用。 表 1 房屋沉降缝的宽度 注：沉降缝内一般不填塞材料，当必须填塞时，应防止缝内两侧因房屋内倾而相互挤压影响沉降效果。 由于沉降缝两侧基础同样需要断开，对基础的设计就称为设置伸缩缝的难点和重点。一般而言，对砌体结构沉降缝两侧基础可做如下处理：沉降缝两侧均设承重墙及其基础。这种处理方式使沉降缝两侧形成两个相似独立的结构
5、单元，每个单元形成基本的砌体结构模式。 沉降缝一侧设置承重墙及其基础，另一侧设置轻质隔墙，采用挑梁或其他结构形式承担上部墙体荷载。 当承重墙间距较小时，还可以采用交叉式基础。这种方式是设置两排交错的独立基础，沉降缝两侧墙体分别坐落在不同的独立基础上。 在钢筋混凝土框架结构中,沉降缝基础的处理一般采用双柱悬挑梁或简支梁。 不同于伸缩缝，沉降缝将建筑物从基础到屋顶全部断开。沉降缝宽度一般大于伸缩缝的宽度。在同一个建筑物内，当某个部位既需要设置伸缩缝又需要设置沉降缝时，可用沉降缝代替伸缩缝。 3 防震缝 防震缝是考虑地震对建筑的破坏而设置的。设置防震缝，可以将复杂结构分割为较为规则的结构单元，有利于
6、减少房屋的扭转并改善结构的抗震性能。一般情况下，符合下列情况宜设置防震缝： （1）建筑平面尺寸不规则而无加强措施； （2）房屋有较大错层； （3）各部分结构的刚度或荷载相差悬殊而未采取有效措施； 在建筑抗震设计规范 （GB500112011）3.4.5 条规定：体型复杂、平立面不规则的建筑，应根据不规则程度、地基基础条件和技术经济等因素的比较分析，确定是否设置防震缝。 当设置伸缩缝和沉降缝时，其宽度应符合防震缝的要求。 对于防震缝宽度的要求，在建筑抗震设计规范 （GB500112011）7.1.7 条规定：多层砌体房屋设置防震缝时，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 70
7、mm100mm；在建筑抗震设计规范 （GB500112011）6.1.4 条及高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ32010）3.4.10 条中也确定了框架结构、框剪结构等的防震缝宽度设置要求。 理论上，防震缝的宽度不宜小于两侧建筑物在较低建筑物屋顶高度处的垂直防震缝方向的侧移之和。考虑到我们的设防目标是“小震不坏、中震可修、大震不倒” ，即建筑物在中震状态下不应出现严重破坏，因此，在确定防震缝宽度时，应取基本烈度下的侧移，即近似地将我国抗震设计规范规定的在小震作用下弹性反应的侧移乘以 3 的放大系数，并应附加上地震前和地震中地基不均匀沉降和基础转动所产生的侧移。 历次地震震害调查表明，合理设置
8、防震缝能有效保护建筑物免遭缝侧缝侧建筑震害影响，但缝宽过小易使建筑构件碰撞破坏，不当设缝则易造成建筑物局部破坏。因此，在设置防震缝时，应遵循以下设置原则及要求： （1）能不设置沉降缝时尽量不设置沉降缝缝。当不设置防震缝时，必须充分考虑地震作用下的各种不利工况，分析判明其应力集中、变形集中或地震扭转效应等导致的易损部位，采取相应的加强措施，满足建筑物的抗震设防要求。 （2）当设置防震缝时，需充分考虑抗震设防烈度、结构类型、结构高度、扭转地震效应等因素，设置足够的缝宽，尽量避免防震缝两侧建筑物在地震下发生碰撞而造成局部破坏。 抗震缝的设置要求比伸缩缝和沉降缝更加严格。在抗震设防地区，当需要设置伸缩
9、缝或者沉降缝时，要考虑抗震需要，缝的设置必须同时满足抗震缝的设置要求。 4 结束语 每个建筑物都有各自不同的特点，是否需要变形缝、如何设置变形缝，应根据每个工程不同的建筑要求、结构形式和地理环境来确定。考虑到变形缝施工困难，施工过程中易出现各种问题，特别是在抗震区，在地震力作用下，变形缝两侧的建筑易发生碰撞从而加剧震害的影响，因此，应慎重设计使用变形缝。在高烈度地震区，应避免采用不规则的建筑方案，实现少设甚至不设防震缝，达到从源头上避免由于设缝而加剧震害的目的。对于伸缩缝和沉降缝，也可通过采取构造和施工措施减少设缝，如设置后浇带解决沉降差及减少收缩应力，提高结构整体刚度抵抗不均匀沉降造成的附加应力等。 参考文献 1 建筑抗震设计规范GB50011-2010 2 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ32010 3 砌体结构设计规范GB500032011 4 混凝土结构设计规范GB500102010 5 简明钢筋混凝土结构构造手册 （第三版） 国振喜 机械工业出版社 作者简介 卜文平（1987.07.17） ，男，2010 年毕业于山东大学，土木工程专业，助理工程师，山东新汇设计公司，建筑所。
