试论建筑设计中变形缝的作用及构造要求

发表时间:2021/5/21   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:张超鸿
[导读] 摘要:建筑工程施工设计中变形缝的应用可以避免建筑结构发生破坏,适应各种建筑环境的客观因素,满足不同的变形要求,建筑设计中变形缝非常关键。
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        摘要:建筑工程施工设计中变形缝的应用可以避免建筑结构发生破坏,适应各种建筑环境的客观因素,满足不同的变形要求,建筑设计中变形缝非常关键。目前大多数的建筑设计主要采用的变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝等不同的类型,这些变形缝的设计可以全面增强建筑物的安全性能,有效减少材料温度变形、地基不均匀沉降以及地震对建筑设计造成的破坏,延长建筑物的使用寿命。
        关键词:建筑设计;变形缝;作用;构造要求
        引言
        我国地质灾害频发,对社会经济发展造成了严重影响,大量的高层建筑在施工设计时,采取建筑变形缝设计,有效避免建筑物因为建设时间过长受到气温变化影响以及地基承载能力不均匀荷载不同地震力对建筑物造成的破坏。在建筑施工之前设计独立建筑物,实现自由变形,有效提高建筑物的整体稳定性。变形缝设计需要严格根据建筑物容易变形或者连接薄弱区域设置,保证建筑物的整体性能,确保建筑物变形缝质量有效控制。
        1变形缝在建筑设计中的重要作用
        1.1伸缩缝
        可伸缩缝设计能有效抵抗材料温度应力引起的收缩变形等情况,在建筑物地面下部受温度变化影响较小。减少建筑材料急剧收缩和膨胀的效果,确保整个建筑物的施工更加稳定在建筑物表面装饰材料的设计,也应该充分考虑变形的影响。在采取水磨地面等整体地面装修时,需要设置分隔缝,将装饰面划分成不同的块状,抹灰面预留伸缩缝,避免大面积抹灰造成材料受到温度应力的影响,出现收缩变形的问题,有效防止大面积开裂,保证建筑外立面整体的美观性能。
        1.2沉降缝
        地基不均匀沉降会导致上部建筑结构出现变形开裂,对建筑物的使用造成干扰,严重的还可能导致建筑物倒塌,造成巨大的社会经济损失。为了有效应对沉降的问题,在施工开始之前,对施工场地进行全面勘察,确保地基上部结构与地基承载能力满足地基加固的需要。然后根据建筑物造型结构受力等相关影响因素设置沉降缝,将整个建筑物划分为不同的单元,使不同单元之间实现自由沉降,减少对相邻部分造成的影响,在建筑物修建,与不同的地基存在密切关联。地基的结构性质、承载力、变形等也会存在显著差异,无法保证均匀沉降,为此要结合实际情况进行分析,确保按照地基分布状况合理设置沉降缝,如果建筑物相邻部分存在高度差异,则必须在建筑中设置沉降缝,根据基础到顶部的结构全部断开。如果建筑物高度越高,则地基情况越差,则沉降缝设置也应该越宽。
        1.3防震缝
        地震会对建筑物造成毁灭性的破坏,要加强防震缝的设置,保证建筑物的整体稳定性。地壳运动在地震爆发释放出大量的能量,以波的形式迅速传播,引起建筑物的整体变形和破坏,对建筑物造成严重危害。在建筑物相邻部位的高低,连接处如果过于薄弱,建筑物就会在地震波的作用下形成两个振幅,不同振幅周期会产生非常大的拉应力,严重时还会开裂,碰撞倒塌,而防震缝的宽度能够对当地的抗震设施进行有效处理,保证建筑结构类型符合要求。通常需要确保建筑物防震,宽度在50~70mm,宽应该为70m,高度超过15m时需要根据强度增加缝宽。
        2建筑物变形缝的主要设置措施
        2.1设置沉降缝
        沉降缝设计需要在缝隙两侧均为承重墙,而这种基础做法包括偏心式基础以及墩式基础。在偏心式基础中,通常采用荷载较轻,层数不高的砖混结构,对地基承载力要求非常高,而随着基础断面尺寸的减少,基础适度的偏心不会对整个建筑结构造成影响,在确保缝宽尺寸的条件下,底层的基础偏振会明显增大,基础断面尺寸要变小,确保两侧偏心都符合要求,墩式基础设计时,要安装基础梁,快速确定基础梁的位置和跨度,根据墙体的荷载计算梁的弯矩和剪力,计算剪力大小和地基承载力,最后确定墩式基础的尺寸。这种方法比较复杂,但是能够适用于偏心基础无法满足的砖混结构和一边砖混一边框架的混合结构形式。


        2.2悬挑梁
        沉降缝一侧纵墙墩,不为悬挑基础,则纵墙端部没有承重墙,这种设计方式更加灵活,布局简单适用于各种地基情况,但实际建筑物的构造处理却非常的复杂,必须在悬挑端设置隔离墙,减轻自身的效果,自身的荷重。将悬角基础做成悬挑梁与墩式基础相结合,能够在纵墙端部,起到良好的承重效果,满足建筑物的施工要求。将独立的建筑单元分开。利用剪支结构相互连接,满足城镇要求,这种方法适用于两个独立建筑物之间的勾连设计,施工方案更加简单高效。
        2.3钢筋混凝土后浇带
        随着越来越多的高层框架结构不断出现,在高层与低层之间留出比较宽的缝隙,等到主楼主体结构施工完成以后,主楼的沉降已经基本完成,利用后浇带增强整个建筑的地基承载力。随着主楼越高沉降完成的效果越好,采用后浇带的效果也越好。后浇带计需要在梁或板的跨中和支座弯矩最小部位设计,还要结合具体的工程特点进行分析。
        3变形缝的构造
        3.1楼层地层变形缝
        楼层低层变形缝的位置应该与墙体的变形缝保持一致,有效起到防风防灰尘下落等情况,能够方便行走。卫生间的设计还要充分考虑防水效果,楼地层的变形缝填入油膏、沥青、麻丝或者橡胶塑料,能够起到调节的效果,上铺与地面材料相同的活动盖板、橡胶片,变形缝可以利用金属板木板或者其他的材料加以覆盖,但是整个结构不应该出现变形,如果是沉降缝则盖板固定大于沉降的一侧。
        3.2屋顶变形缝
        屋顶变形缝需要做好防水保温的处理,一般屋顶变形缝都设置在建筑物的高低错落处,铝板或者砧板进行覆盖,而覆盖的形式与结构要满足两侧自由变形的需要,寒冷地区为了提高变形缝的保温性能,可以在沥青中添加岩棉,泡沫塑料等保温材料。屋面防水层设计应该采用利用高分子合成卷材,直接粘到屋面防水层上,同时表面利用金属板加以固定,确保整个防水层的防护效果。
        3.3基础变形缝
        基础变形缝包括双墙基础方法、单墙基础方法和双桥梁基础方法等不同的基础,变形缝应该要进行合理的分析与判断,确保变形缝的设计符合施工要求。根据变形缝不同的位置,能够分为楼地层变形缝,屋面变形缝和墙体变形缝的,对这些变形缝的设计进行合理控制,能够保证变形缝的整体设计效果达到最佳。在墙体伸缩缝设计时,要尽可能保证水平方向的构件实现自由变形,确保相邻部位的垂直方向实现自由沉降,防震裂缝应该保证在地震作用下建筑物不受到碰撞和断裂。还要根据建筑物整体性和美观性的要求,实现三方合一,加强对变形缝的有效设置,内墙变形缝可以再用带有装饰效果的金属或者密条盖缝,所有的盖缝材料都要在墙上固定,确保整个结构水平,实现自由伸缩。楼地层变形缝的设置要与墙体变形缝设置保持一致,因为缝隙内部的弹性材料镶嵌密实,要做好盖缝处理,变形缝上可以利用活动盖板或者橡胶板。确保装饰面的整体美观效果。屋面变形缝应根据泛水结构处理,缝内采用弹性材料镶嵌,如采用镀锌铁皮做盖缝,保证变形缝两侧结构的自由伸缩变形。
        结语
        在建筑物设计时,充分考虑变形所产生的影响,还应该对建筑的主体结构受力情况,地基情况和抗震等级要求,来做好变形缝的设计,保证建筑物整体使用的安全性和稳定性。对于墙体落地层和屋顶等变形缝的设置,要严格按照施工规范管理,确保在安全的条件下,保证建筑物使用的完整性和美观性。
        参考文献:
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        [4]黄江蓠,吴宙航.建筑变形缝设计新探[J].建筑知识,2002(03):10-12.
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