淺談結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的構(gòu)造“縫”

王建軒

摘 要：本文主要是針對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，常常涉及的各種構(gòu)造縫并結(jié)合工程施工經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)單闡述一下大家常常容易混淆、概念不清晰的幾種構(gòu)造縫的作用、設(shè)置條件等等問題。并非由于結(jié)構(gòu)、溫度效應(yīng)引發(fā)的裂縫問題。

關(guān)鍵詞：伸縮縫；沉降縫；防震縫；施工縫

1 引言

施工中我們經(jīng)常遇見結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及到的伸縮縫、沉降縫、防震縫、施工縫等“縫”的問題，但是到底這些構(gòu)造縫作用是什么？什么情況才需要設(shè)置？怎樣設(shè)置才合理？弄清楚，可有助于指導(dǎo)我們正確施工。

2 各種結(jié)構(gòu)構(gòu)造縫的概念和作用

伸縮縫就是連續(xù)地設(shè)置在建筑物應(yīng)力比較集中的部位，將建筑物分割成兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的單元，彼此能自由伸縮的豎向縫，通常有雙墻或雙柱形式的伸縮縫。伸縮縫在地面以下的結(jié)構(gòu)可以不用完全分開。伸縮縫的作用主要是為了消除溫度、環(huán)境和混凝土收縮等因素對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。

沉降縫是設(shè)置在同一建筑中因基礎(chǔ)產(chǎn)生顯著差異沉降和可能引起結(jié)構(gòu)難以承受的內(nèi)力和變形所在部位的豎直縫，沉降縫不但應(yīng)將上部結(jié)構(gòu)完全分開，而且基礎(chǔ)也要完全分開。根據(jù)其概念不難理解沉降縫的作用就是防止可能存在地基不均勻沉降部位，造成房屋破壞所采取的一種措施。

防震縫設(shè)置在建筑中層數(shù)、質(zhì)量、剛度差異過大，而可能在地震時(shí)引起某些部位應(yīng)力或變形集中造成破壞的豎向縫。防震縫從地面以上開始設(shè)置。防震縫作用主要是將體型復(fù)雜、不規(guī)則的結(jié)構(gòu)劃分為簡(jiǎn)單、相對(duì)規(guī)則的結(jié)構(gòu)，消除由于地震作用對(duì)可能造成破壞部位的影響。

施工縫是指因施工組織需要而在各施工單元分區(qū)間留設(shè)的縫。施工縫并不是一種真實(shí)存在的“縫”，它只是因后澆注混凝土超過初凝時(shí)間，而與先澆注的混凝土之間存在一個(gè)結(jié)合面，該結(jié)合面就是施工縫。其作用就是為了施工方便而設(shè)置。

3 各種結(jié)構(gòu)構(gòu)造縫的設(shè)置

伸縮縫設(shè)置主要是考慮間距的合理性。其中，間距應(yīng)根據(jù)素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)來設(shè)置。素混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010中附錄D.1.4條規(guī)定；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足第8.1.1條表8.1.1中規(guī)定；砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003-2011第6.5.1條表6.5.1條的規(guī)定。伸縮縫寬度一般是30～50 mm。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的伸縮縫間距有如下幾種情況應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010表8.1.1中數(shù)值適當(dāng)減小考慮：（1）當(dāng)屋面板上部無保溫或隔熱措施時(shí)，排架結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距；（2）排架結(jié)構(gòu)柱高（從基礎(chǔ)頂面算起）低于8米時(shí)；（3）滑模施工的剪力墻結(jié)構(gòu)；（4）位于氣候干燥地區(qū)、夏季炎熱且暴雨頻繁地區(qū)的結(jié)構(gòu)或經(jīng)常處于高溫作用下的結(jié)構(gòu)；（5）由于施工條件的影響，比如施工中采用收縮性大的材料或室內(nèi)結(jié)構(gòu)因施工外露時(shí)間較長(zhǎng)。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的伸縮縫間距有充分依據(jù)和可靠措施時(shí)，如下幾種情況可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010表8.1.1中數(shù)值適當(dāng)增大考慮：（1）混凝土澆筑采用后澆帶分段施工；（2）采用專門的預(yù)加應(yīng)力措施；（3）采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施。

沉降縫的設(shè)置主要是考慮設(shè)置的部位及縫的寬度。沉降縫的設(shè)置主要是在建筑物以下六個(gè)部位：（1）建筑平面的轉(zhuǎn)折部位；（2）高度有差異或荷載有差異地方；（3）長(zhǎng)高比過大的砌體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土中框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位；（4）地基土的壓縮性有顯著差異地方；（5）建筑結(jié)構(gòu)類型或基礎(chǔ)類型明細(xì)不同地方；（6）分期建造的房屋交界位置。沉降縫的縫寬主要是根據(jù)建筑物的層數(shù)來劃分。其中，2～3層縫寬50～80mm；4～5層縫寬80～120mm；5層以上不小于120 mm。沉降縫的縫內(nèi)一般不填塞材料，當(dāng)必須填塞時(shí)應(yīng)防止縫內(nèi)兩側(cè)因房屋內(nèi)傾而相互擠壓影響沉降的效果。從工程經(jīng)驗(yàn)來說采取時(shí)效法或材料法來解決此問題，比如待縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)沉降一段時(shí)間后再來填塞縫內(nèi)材料或采用柔彈性較好材料填充縫隙。

防震縫的設(shè)置主要是針對(duì)結(jié)構(gòu)平面或豎向布置不規(guī)則且不能調(diào)整的建筑物，通過設(shè)置防震縫將其劃分為較簡(jiǎn)單規(guī)則的幾個(gè)結(jié)構(gòu)單元，使結(jié)構(gòu)抗震分析較為簡(jiǎn)單，容易估計(jì)其地震作用和采取抗震措施。但是，體型復(fù)雜的建筑對(duì)防震縫的數(shù)量應(yīng)加以控制，并不一概提倡設(shè)置防震縫，防震縫設(shè)置的并不是越多越好。過去的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般采用防震縫將體型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)劃分為若干獨(dú)立的抗震單元，目前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體傾向是不設(shè)防震縫，可設(shè)可不設(shè)時(shí)選擇不設(shè)置。特別是高層建筑首先考慮調(diào)整平面形狀和結(jié)構(gòu)布置，回避防震縫的設(shè)置。體型復(fù)雜、平立面不規(guī)則的建筑，應(yīng)根據(jù)不規(guī)則程度、地基基礎(chǔ)條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素綜合比較分析，確定是否設(shè)置防震縫。防震縫盡量少設(shè)或不設(shè)置的這種趨勢(shì)主要是近幾年來國(guó)內(nèi)外多次大地震震害表明，在設(shè)縫的結(jié)構(gòu)兩側(cè)容易發(fā)生碰撞。許多高層建筑都是有“縫”必碰，輕一點(diǎn)的主要是裝飾層損壞、女兒墻碰碎、面磚剝落，重一點(diǎn)的就是縫兩側(cè)上部主體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重撞壞。所以一般高層建筑都要求設(shè)置防撞墻等措施，當(dāng)然帶來的就是使用不便、造價(jià)高、面積浪費(fèi)等問題。另外，設(shè)防震縫后常帶來建筑、結(jié)構(gòu)及設(shè)備設(shè)計(jì)上的困難，防水處理做不好的問題。近年來，從設(shè)計(jì)、施工等方面采取有效措施后少設(shè)或不設(shè)防震縫從實(shí)踐來看是完全安全、可行的。當(dāng)不設(shè)置防震縫后，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)結(jié)構(gòu)模型的分析就變得很繁瑣，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)對(duì)連接處應(yīng)力集中地方加強(qiáng)，需要仔細(xì)估計(jì)地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)導(dǎo)致對(duì)建筑的不利影響。另外，防震縫的設(shè)置主要注意以下幾點(diǎn)要求：

（1）防震縫的最小寬度應(yīng)根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010中第6.1.4條確定。

（2）如遇防震縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)體系不同時(shí)，縫的寬度按不利的結(jié)構(gòu)類型確定，并可按較低房屋的高度來計(jì)算縫寬。

（3）抗震設(shè)防烈度為8、9度地區(qū)框架結(jié)構(gòu)房屋防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)層高相差較大時(shí)，縫邊兩側(cè)框架柱的箍筋“應(yīng)”沿房屋高度全高加密，其余部位框架體系中兩側(cè)框架柱箍筋“宜”沿房屋高度全高加密。

（4）防震縫宜沿房屋全高設(shè)置，地下室、基礎(chǔ)不設(shè)置防震縫，但在與上部防震縫對(duì)應(yīng)處應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造和連接。

（5）結(jié)構(gòu)單元之間或主樓與裙房之間不宜采用牛腿托梁的做法設(shè)置防震縫，否則應(yīng)采取可靠措施防止地震時(shí)的碰撞和滑落。一般來說可采用防滑隔震墊來解決此問題。

施工縫的設(shè)置主要是確定以下三個(gè)方面內(nèi)容：①設(shè)置在各構(gòu)件的合理部位；②澆筑施工縫的合理時(shí)機(jī)；③后澆施工縫的具體的做法。一般來說施工縫主要是為方便施工服務(wù)，以上設(shè)置的具體內(nèi)容就不在此處詳述，一般在“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說明”中交待具體做法即可。

4 結(jié)語(yǔ)

弄清楚了設(shè)置的每條“縫”的具體作用，從而更好把控結(jié)構(gòu)的布置。以上各種構(gòu)造“縫”除施工縫外，并非獨(dú)立地存在沒有相互關(guān)聯(lián)，設(shè)“縫”時(shí)應(yīng)將伸縮縫、沉降縫、防震縫結(jié)合考慮。這些就是個(gè)人在工作中對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的構(gòu)造“縫”的一點(diǎn)體會(huì)和總結(jié)，希望對(duì)從事建筑施工的人員在對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的“縫”有正確的認(rèn)識(shí)，以便采用正確的施工方法保障結(jié)構(gòu)功能的需求。

參考文獻(xiàn)：

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