谈建筑设计变形缝作用及构造要求

摘要：建筑设计时为保证建筑在使用过程中适应各种变形而不发生破坏需在某些部位设置变形缝。变形缝的设置有利于建筑适应在客观因素及不同环境中产生的必要形变，满足建筑安全稳定的使用要求。本文简要介绍了三种变形缝的作用及在建筑不同部位设置时的构造要求。

关键词：建筑设计；变形；沉降；稳定性

引言

如今，建筑设计的难度及复杂度越来越高，丰富的建筑造型及奇特新颖的空间布局彰显了设计者的创新与能力，同时也对建筑结构的安全及稳定性有了更高的要求。建筑设计时考虑到材料的温度变形、地基的不均匀沉降及地震可能造成的建筑损坏，一般会在建筑的某些部位预留缝隙，以保证建筑在使用过程中适应各种变形而不发生破坏，这些预设的缝隙统称为变形缝。变形缝的设置直接影响建筑的功能及使用寿命。变形缝根据其设置要求可分为三类，分别为伸缩缝、沉降缝及防震缝，通常在建筑物易于变形或连接薄弱的位置设置，为了减少建筑的断开部位，使建筑具有更好的整体性，变形缝在设置时会尽量遵循三缝合一的设置原则。通过预留变形缝，使建筑各部分成为各自独立的区段，不受约束，自由变形，从而避免破坏。

1变形缝在建筑设计中的作用

建筑设计时根据建筑的立面造型、地基情况、平面及结构形式等在某些部位需设置变形缝，变形缝可以将建筑划分为若干个独立的部分，各部分之间变形不受约束，可防止后期由于地基沉降、结构变形及材料收缩等引起建筑的损坏，影响建筑物的正常使用。

1.1伸缩缝

伸缩缝是为了抵抗由于温度应力可能引起的材料的收缩变形而设置的，主要设置在建筑物地面以上的部分，而地面以下的结构受外界温度影响比较小，不易产生变形。环境对建筑材料的影响不可忽略，尤其是温差较大的地区，建筑在设计时必须考虑材料的温度变形，例如迪拜帆船酒店，在设计安装建筑外部的对角桁架时就遇到由于材料温度变形而影响安装精确度的难题，依据迪拜的气候，一天的温差可达14℃，使桁架急剧膨胀和收缩，24小时内达5厘米。伸缩缝的宽度一般为20~30mm，缝内需填保温材料，两条伸缩缝的间距应满足建筑结构规范中的相关规定。建筑表面的装修材料也应考虑温度变形，例如整体类地面装修做法——水磨石地面，一般会设置伸缩缝（分隔缝），将饰面层划分为块状。墙面装修做法里的抹灰面层通常也会预留伸缩缝，防止大面积抹灰由于温度应力使材料产生收缩变形而引起开裂，影响建筑外立面的美观和使用功能。

1.2沉降缝

地基的不均匀沉降往往会引起上部结构产生变形、开裂等问题，严重时会影响建筑的安全使用，发生倒塌，例如虎丘塔，其位于苏州市西北的虎丘公园，由于地基产生不均匀沉降，导致塔身朝东北方向倾斜，顶部偏离塔身中心线2.31m，且塔身底层出现了较多裂缝，成为危险建筑。应对地基不均匀沉降问题，首先是从场地选址、勘察入手，其次根据上部结构及地基承载力要求进行必要的地基加固，再者根据建筑造型、结构受力等设置沉降缝，将建筑分割为若干个单元，使各单元间在垂直方向上可以自由沉降，从而减少对相邻部分的影响。当建筑建造在不同地基上时，由于地基在结构、性质、承载力、变形等方面有不同程度的差别，难于保证沉降均匀一致，需根据地基分布情况设置沉降缝。当建筑相邻部分的高度、大小不同时，或相邻基础形式、宽度及埋深有较大差异时，需考虑在建筑中设置沉降缝。沉降缝应当从基础到屋顶部位全部断开，且建筑物高度越大、地基情况越差，则缝宽越大，通常沉降缝宽度可设为30~70mm。

1.3防震缝

地震会对建筑造成不同程度的影响，地震过程中地壳快速释放能量，能量以波的形式传递，包括横波、纵波及面波。由地震波产生的地震力使建筑发生变形和破坏，纵波使建筑物上下颠簸，横波使建筑受到剪切作用，产生拉、挤或扭动，相比之下，水平力对建筑的危害更大，因此建筑结构设计时主要考虑地震水平作用力的影响。在水平力作用下，建筑产生水平方向的摆动，此时，当建筑相邻部位高低、大小、形式等相差悬殊，或连接处过于薄弱时，建筑在地震力作用下就会由于两部分振幅、周期不同而产生较大的拉、压应力，严重时产生开裂、碰撞及倒塌。防震缝的宽度可根据所在地区的抗震设防烈度、建筑结构类型及高度等来确定，一般砌体建筑防震缝宽度为50~70mm，钢筋混凝土框架建筑高度15m以下时，缝宽为70m，高度超过15m时，需根据烈度增大缝宽。

2变形缝的构造要求

变形缝根据其设置位置的不同，包括墙体变形缝、楼地层变形缝、屋顶变形缝等，不同部位的变形缝在设置时有不同的构造要求。1）墙体伸缩缝应保证建筑构件在水平方向上能够自由变形，沉降缝应满足建筑相邻部位在垂直方向上可自由沉降变形，防震缝应防止在地震力作用下建筑产生断裂及碰撞。同时，考虑到建筑美观及整体性要求，通常可三缝合一设置变形缝。建筑外墙变形缝外侧缝口位置需嵌填弹性材料以防水、保温，例如油膏、沥青麻丝等，缝宽较大时可用镀锌铁皮等材料做盖缝处理；内墙变形缝可采用具有装饰效果的金属或木条盖缝。所有的该盖缝材料均一边固定在墙上，保证结构在水平及垂直方向可自由伸缩变形（如图1）。2）楼地层变形缝的位置及缝宽应当和墙体变形缝一致，缝隙内用弹性材料嵌填密实，并做盖缝处理，变形缝上部铺设橡胶板或活动盖板等，保证装修饰面的美观和完整性，顶棚部位盖板只能固定一侧，以保证结构自由伸缩变形（如图2）。3）屋顶变形缝按照泛水的构造要求进行处理，缝内嵌填弹性材料，顶部可用镀锌铁皮做盖缝处理，保证变形缝两侧结构可自由伸缩及变形。屋顶变形缝的位置、缝宽等应当与墙体和楼地层一致（如图3）。

3结语

建筑在设计时考虑变形所带来的影响，根据建筑体型、结构受力、地基情况、抗震设防要求等需在局部位置设置变形缝，以保证建筑在后期使用过程中的安全稳定性。因此，变形缝的设置要满足建筑结构的自由变形，墙体、楼地层及屋顶等部位变形缝均应按照规范要求设置，在保证建筑安全使用的前提下具有较好的完整性和美观性。

参考文献

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作者：李莉 单位：甘肃工业职业技术学院