变形缝

《房屋建筑学》中“变形缝”相关部分的知识导图。建筑物由于受气温、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心，如处理不当，将会造成建筑物的破坏，产生裂缝甚至倒塌，影响使用与安全。

第十二章变形缝

• 一、概述
  • 建筑物由于受气温变化、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，影响使用与安全。
  • 为了避免建筑物发生类似破坏，可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，这种将建筑垂直分割开来的预留縫隙称为变形缝。
• 二、变形缝的设置
  • 1.伸缩缝
    • 定义
      • 建筑物因受温度变化的影响而产生热胀冷缩，在结构内部产生温度应力，当建筑物长度超过一定限度、建筑平面变化较多或结构类型变化较大时，建筑物会因热胀冷缩变形较大而产生开裂。
      • 为预防这种情况发生，常常沿建筑物长度方向每隔一定距离或结构变化较大处预留缝隙，将建筑物(的墙体、楼板层、屋顶等地面以上部分)断开，来抵抗可能产生的内温度应力，使建筑物少设缝和不设缝，但需要经过计算确定。这种因温度变化而设置的缝隙就称为伸缩缝或温度缝。
    • 伸缩缝的最大间距，应根据不同材料及结构而定，详见有关结构规范。砌体结构伸缩缝的最大间能参见表12-1钢筋混凝土结构伸省缝的最大问距参见表12. 2有关规定。
  • 2.沉降缝
    • 定义
      • 沉降缝是为了预防建筑物各部分由于不均匀沉降引起的破坏而设置的变形缝。(图12. 1)。
    • 凡属下列情况时均应考虑设置沉降缝
      • (1)建筑平面的转折部位。
      • (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。
    • 沉降缝与伸缩缝的区别
      • 伸缩缝只需保证建筑物在水平方向的自由伸缩变形，而沉降缝主要应满足建筑物各部分在垂直方向的自由沉降变形，故应将建筑物从基础到屋顶全部断开。同时，沉降缝也应兼顾伸缩缝的作用，故应在构造设计时满足伸缩和沉降双重要求。
    • 沉降缝的宽度随地基情况和建筑物的高度不同而定，可参见表12-3。
    • 沉降缝构造复杂，给建筑、结构设计和施工都带来一定的难度， 因此，在工程设计时，应尽可能通过合理的选址、地基处理、建筑体型的优化、结构选型和计算方法的调整，以及施工程序上的配合(如高层建筑与裙房之间采用后浇带的办法)来避免或克服不均匀沉降，从而达到不设或尽量少设缝的目的(应根据不同情况区别对待)。
  • 3.防震缝
    • (1)对多层砌体房屋应优先采用横墙承重或纵横墙混合承重的结构体系，有下列情况之一时宜设防震缝。
      • ①建筑立面高差在6m以上。
      • ②建筑有错层且错层楼板高差较大。
      • ③建筑物相邻各部分结构刚度、质量截然不同。
      • 此时防震缝宽度可采用50~100 mm，缝两侧均须设置墙体，以加强防震缝两侧房屋刚度。
    • (2)对多层和高层钢筋湿凝土框、排架结构房屋，应尽量选用合理的建筑结构方案，有下列情况之一时宜设防震缝。
      • ①房屋贴建于框、排架结构。
      • ②结构的平面布置不规则。
      • ③质量和刚度沿纵向分布有突变。
    • (3)必须设置防震缝时，其最小宽度应符合下列要求。
      • ①当高度不超过15m时，可采用70 mm。
      • ②当高度超过15m时，按不同设防烈度增加缝宽。
        • 6度地区，建筑每增高5m,缝宽增加20 mm。
        • 7度地区，建筑每增高4m,缝宽增加20 mm。
        • 8度地区，建筑每增高3m,缝宽增加20 mm。
        • 9度地区，建筑每增高2m,缝宽增加20 mm。
      • ③贴建房屋与框、排架结构间设防烈度为6度、7度时，缝宽60 mm; 8度时，縫宽70mm; 9度时，缝宽80 mm。
    • 防震缝应与伸缩缝、沉降缝统一布置，并满足防震缝的设计要求。一般情况下， 防震缝基础可不分开，但在平面复杂的建筑中，或建筑相邻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。
• 12.4变形缝盖缝构造
  • 在建筑物设变形缝部位必须全部做盖缝处理。其主要目的是为了满足使用的需要，例如通行等。此外，位于外维护结构的变形缝还要防止渗漏，以及防止热桥的产生。当然，美观问题也相当重要。
  • 做变形缝盖缝处理时要重视以下几点。
    • (1)所选择的盖缝板的形式必须能够符合变形缝所属类别的变形需要。 (如伸缩缝的盖缝板必须要允许左右的位移，不必适应上下的位移，而沉降缝的盖缝板则必须满足后者的要求。)
    • (2)所选择的盖缝板的材料及构造方式必须能够符合变形缝所在部位的其他功能要求。(例如用于外墙面和屋面的盖缝板应选择不易锈蚀的材料，例如镀锌铁皮、彩色薄钢板、铝皮等，并做到节点能够防水;而用于室内地面、楼面及内墙面的盖缝板则可以根据内部面层装饰需求来做。)
    • (3)在变形缝内部应当用具有自防水功能的柔性材料来填塞。 (例如挤塑性聚苯板、沥青麻丝、橡胶条等，以防止热桥的产生。)
    • 不过应当注意，对于高层建筑及防火要求相对较高的建筑物，室内变形缝四周的基层应采取非燃烧材料，表面装饰层也应采用非燃或难燃材料。在变形缝内不应敷设电缆、可燃气体管道，如必须穿过变形缝时，应在穿过处加设不燃烧套管，并应采用不燃烧材料将套管两端空隙紧密填塞。
  • 当地下室出现变形缝时，为使变形缝处能保持良好的防水性，必须做好地下室墙身及底板的防水构造。
    • 其措施是在结构施工时，在变形缝处预埋止水带。 (止水带有橡胶止水带、塑料止水带及金属止水带等。其构造做法有内埋式和可卸式两种，无论采用哪种形式，止水带中间空心圆或弯曲部分须对准变形缝，以适应变形需要(图12.4和图12. 5)。)
  • 图12.6为楼地面变形缝处的盖縫处理构造做法。
  • 图12.7为内墙及顶棚变形缝构造。
  • 图12.8为外墙变形缝构造。 (其中图12. 8(a)、(b)、 (c)适用于抗震缝和伸缩缝，图12. 8(d)、(e)、(f)适用于抗震缝和沉降缝，盖缝板上下搭接一般不少于50 mm。)
  • 图12.9 和图12. 10为屋面变形缝盖缝构造。其中盖缝和塞缝材料可以另行选择，但防水构造必须同时满足屋面防水规范的要求。
• 三、设置变形缝建筑的结构布置
  • 1.伸缩缝
    • 1. 砌体结构
      • 物体结构的墙和楼板及屋顶结构布置可采用单墙，也可采用双墙承重方案[图12 2(a)]。形缝:最好设置在平面图形有变化处，以利隐蔽处理。
    • 2.框架结构
      • 框架结构的伸缩缝结构般采用悬臂梁 方案[图12.2(b)]，也可采用双梁双柱方式[图2.2(c)]，但施工较复杂。
  • 2.沉降缝
    • 沉降缝基础应断开并避免因不均匀沉降造成的相互干扰。
    • 承重墙下条形基础处理方法(图12. 3)
      • 双墙偏心基础
      • 挑梁基础
      • 交叉式基础
    • 双墙偏心基础整体刚度大，但基础偏心受力，并在沉降时产生一定的挤压力。 采用双墙交叉式基础方案，地基受力将有所改进。挑梁基础方案能使沉降缝两侧基础分开较大距离，相互影响较少，当沉降缝两侧基础埋深相差较大或新建筑与原有建筑毗连时，宜采用挑梁方案。
  • 3.防震缝
    • 防震缝应沿建筑物全高设置，缝的两侧应布置双墙或双柱，或一墙一柱，使各部分结构都有较好的刚度。