淺談建筑設(shè)計(jì)中變形縫的作用及構(gòu)造要求

李莉

（甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025）

0 引言

如今，建筑設(shè)計(jì)的難度及復(fù)雜度越來(lái)越高，豐富的建筑造型及奇特新穎的空間布局彰顯了設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新與能力，同時(shí)也對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全及穩(wěn)定性有了更高的要求。建筑設(shè)計(jì)時(shí)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(huì)在建筑的某些部位預(yù)留縫隙，以保證建筑在使用過(guò)程中適應(yīng)各種變形而不發(fā)生破壞，這些預(yù)設(shè)的縫隙統(tǒng)稱為變形縫。變形縫的設(shè)置直接影響建筑的功能及使用壽命。變形縫根據(jù)其設(shè)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(shè)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(shè)置時(shí)會(huì)盡量遵循三縫合一的設(shè)置原則。通過(guò)預(yù)留變形縫，使建筑各部分成為各自獨(dú)立的區(qū)段，不受約束，自由變形，從而避免破壞。

1 變形縫在建筑設(shè)計(jì)中的作用

建筑設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)建筑的立面造型、地基情況、平面及結(jié)構(gòu)形式等在某些部位需設(shè)置變形縫，變形縫可以將建筑劃分為若干個(gè)獨(dú)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(jié)構(gòu)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(yīng)力可能引起的材料的收縮變形而設(shè)置的，主要設(shè)置在建筑物地面以上的部分，而地面以下的結(jié)構(gòu)受外界溫度影響比較小，不易產(chǎn)生變形。環(huán)境對(duì)建筑材料的影響不可忽略，尤其是溫差較大的地區(qū)，建筑在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮材料的溫度變形，例如迪拜帆船酒店，在設(shè)計(jì)安裝建筑外部的對(duì)角桁架時(shí)就遇到由于材料溫度變形而影響安裝精確度的難題，依據(jù)迪拜的氣候，一天的溫差可達(dá)14℃，使桁架急劇膨脹和收縮，24小時(shí)內(nèi)達(dá)5厘米。伸縮縫的寬度一般為20～30mm，縫內(nèi)需填保溫材料，兩條伸縮縫的間距應(yīng)滿足建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定。

建筑表面的裝修材料也應(yīng)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(huì)設(shè)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(huì)預(yù)留伸縮縫，防止大面積抹灰由于溫度應(yīng)力使材料產(chǎn)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(huì)引起上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形、開裂等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響建筑的安全使用，發(fā)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(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)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(xiàn)了較多裂縫，成為危險(xiǎn)建筑。應(yīng)對(duì)地基不均勻沉降問(wèn)題，首先是從場(chǎng)地選址、勘察入手，其次根據(jù)上部結(jié)構(gòu)及地基承載力要求進(jìn)行必要的地基加固，再者根據(jù)建筑造型、結(jié)構(gòu)受力等設(shè)置沉降縫，將建筑分割為若干個(gè)單元，使各單元間在垂直方向上可以自由沉降，從而減少對(duì)相鄰部分的影響。

當(dāng)建筑建造在不同地基上時(shí)，由于地基在結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、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(jù)地基分布情況設(shè)置沉降縫。當(dāng)建筑相鄰部分的高度、大小不同時(shí)，或相鄰基礎(chǔ)形式、寬度及埋深有較大差異時(shí)，需考慮在建筑中設(shè)置沉降縫。沉降縫應(yīng)當(dāng)從基礎(chǔ)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(shè)為30～70mm。

1.3 防震縫

地震會(huì)對(duì)建筑造成不同程度的影響，地震過(guò)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(chǎn)生的地震力使建筑發(fā)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(chǎn)生拉、擠或扭動(dòng)，相比之下，水平力對(duì)建筑的危害更大，因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮地震水平作用力的影響。在水平力作用下，建筑產(chǎn)生水平方向的擺動(dòng)，此時(shí)，當(dāng)建筑相鄰部位高低、大小、形式等相差懸殊，或連接處過(guò)于薄弱時(shí)，建筑在地震力作用下就會(huì)由于兩部分振幅、周期不同而產(chǎn)生較大的拉、壓應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生開裂、碰撞及倒塌。

圖1 內(nèi)墻變形縫構(gòu)造

圖2 樓板層變形縫構(gòu)造

圖3 屋頂變形縫構(gòu)造

防震縫的寬度可根據(jù)所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度、建筑結(jié)構(gòu)類型及高度等來(lái)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(shí)，縫寬為70m，高度超過(guò)15m時(shí)，需根據(jù)烈度增大縫寬。

2 變形縫的構(gòu)造要求

變形縫根據(jù)其設(shè)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(shè)置時(shí)有不同的構(gòu)造要求。

1）墻體伸縮縫應(yīng)保證建筑構(gòu)件在水平方向上能夠自由變形，沉降縫應(yīng)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(yīng)防止在地震力作用下建筑產(chǎn)生斷裂及碰撞。同時(shí)，考慮到建筑美觀及整體性要求，通?？扇p合一設(shè)置變形縫。建筑外墻變形縫外側(cè)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(shí)可用鍍鋅鐵皮等材料做蓋縫處理；內(nèi)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(jié)構(gòu)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(yīng)當(dāng)和墻體變形縫一致，縫隙內(nèi)用彈性材料嵌填密實(shí)，并做蓋縫處理，變形縫上部鋪設(shè)橡膠板或活動(dòng)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(cè)，以保證結(jié)構(gòu)自由伸縮變形（如圖2）。

3）屋頂變形縫按照泛水的構(gòu)造要求進(jìn)行處理，縫內(nèi)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(cè)結(jié)構(gòu)可自由伸縮及變形。屋頂變形縫的位置、縫寬等應(yīng)當(dāng)與墻體和樓地層一致（如圖3）。

3 結(jié)語(yǔ)

建筑在設(shè)計(jì)時(shí)考慮變形所帶來(lái)的影響，根據(jù)建筑體型、結(jié)構(gòu)受力、地基情況、抗震設(shè)防要求等需在局部位置設(shè)置變形縫，以保證建筑在后期使用過(guò)程中的安全穩(wěn)定性。因此，變形縫的設(shè)置要滿足建筑結(jié)構(gòu)的自由變形，墻體、樓地層及屋頂?shù)炔课蛔冃慰p均應(yīng)按照規(guī)范要求設(shè)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。