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變形縫

當建筑物的平面長度過長，平面形式復雜曲折，或一幢建筑物的不同部分的高度或荷載有較大差別時，建筑構件會因溫度變化、地基不均勻沉降和地震等原因產生變形，使建筑物產生裂縫，在結構設計時，需通過設置適當的變形縫來解決這些問題。變形縫的三種基本形式是：伸縮縫（溫度縫）、沉降縫和防震縫（抗震縫）。除了變形縫，結構中還有其他的一些結構縫，比如施工縫、拼接縫、控制縫（引導縫，如預埋隔離片等）和界面縫等。

在設縫的時候，需要考慮以下幾個方面的內容：

1.應充分考慮現代建筑體形龐大、形狀復雜、混凝土收縮大等特點，合理布置結構縫，減少約束應力的過大積聚；

2.綜合考慮各種結構縫的功能和受力特點，加以合并，最好“三縫合一”或“兩縫合一”；

3.合理構造：采用全斷開、半斷開、部分斷開和后斷開等不同形式，使其能夠承當作為結構縫應有的功能和作用。比如溫度縫和防震縫在基礎可以不斷開，上部結構要斷開，而沉降縫則基礎和上部結構均需斷開；

4.縫的構造應能夠在正常的施工條件下完成，具有可操作性；

5.應做好防水、防滲等措施，將縫對建筑物的影響減少到最低限度。

1.9.1 伸縮縫

1.鋼筋混凝土結構的伸縮縫

鋼筋混凝土結構伸縮縫的最大間距宜符合表1.38的規定。

　鋼筋混凝土結構伸縮縫的最大間距（m）表1.38

結構類別		室內或土中	露天
排架結構	裝配式	100	70
框架結構	裝配式	75	50
框架結構	現澆式	55	35
剪力墻結構	裝配式	65	40
剪力墻結構	現澆式	45	30
擋土墻、地下室墻壁等類結構	裝配式	40	30
擋土墻、地下室墻壁等類結構	現澆式	30	20

注：1. 裝配整體式結構房屋的伸縮縫間距宜按表中現澆式的數值取用；

2. 框架－剪力墻結構或框架－核心筒結構房屋的伸縮縫間距可根據結構的具體布置情況取表中框架結構與剪力墻結構之間的數值；

3. 當屋面無保溫或隔熱措施時，框架結構、剪力墻結構的伸縮縫間距宜按表中露天欄的數值取用；

4. 現澆挑檐、雨罩等外露結構的伸縮縫間距不宜大于12m。

在對下列情況下，表1.38中的伸縮縫最大間距宜適當減小：

（1）柱高（從基礎頂面算起）低于8m的排架結構，由于剛度大，溫度收縮引起的柱頂水平位移可能導致柱中產生較大的約束應力；

（2）屋面無保溫或隔熱措施的排架結構，由溫度變化所造成的約束應力較大；

（3）位于氣候干燥地區、夏季炎熱且暴雨頻繁地區的結構或經常處于高溫作用下的結構，因溫度變化所造成的約束應力將更為嚴重；

（4）采用滑模類施工工藝的剪力墻結構，因為這些結構整體性較強，溫度收縮所引起的約束應力會更大；

（5）材料收縮較大（混凝土強度等級高、水泥用量多、流動性大的泵送混凝土及免振混凝土等情況）、室內結構因施工外露時間較長等。

在對下列情況下，如有充分依據和可靠措施，表1.38中的伸縮縫最大間距可適當增大：

（1）混凝土澆筑采用后澆帶分段施工，混凝土后澆帶的間距不大于30m，寬度800～1000mm，一般鋼筋貫通不斷，澆筑后澆帶的時間通常在2個月以上。需要注意通過合理設置有效的后澆帶，并有可靠經驗時，可適當增大伸縮縫間距，但不能用后澆帶代替伸縮縫；

（2）采用專門用于抵消溫度、收縮應力的預加應力措施；

（3）采用能減少混凝土溫度變化或收縮的措施，如局部加強結構的薄弱環節、加強混凝土養護、采用預制構件或疊合結構、設置滑移層、采用膨脹劑補償混凝土收縮、加強保溫隔熱措施、建筑物頂部采用交叉式變形縫等。

（4）頂部設局部伸縮縫，將結構劃分為長度較短的區段。

（5）現澆結構兩端樓板中配置溫度筋。配置直徑較小(一般用φ8)、間距較密(150mm左右)的溫度筋，能起到良好的作用。

當增大伸縮縫間距時，尚應考慮溫度變化或混凝土收縮對結構的影響。這是因為溫度變化和混凝土收縮這類間接作用引起的變形和位移對于超靜定混凝土結構可能引起很大的約束應力，導致結構構件開裂，甚至使結構的受力形態發生變化。設計者不能簡單地采取某些措施就草率地增大伸縮縫間距，而應通過有效的分析或計算慎重考慮各種不利因素對結構內力和裂縫的影響，確定合理的伸縮縫間距。

2.素混凝土結構的伸縮縫

素混凝土結構伸縮縫的最大間距宜符合表1.39的規定。

　素混凝土結構伸縮縫的最大間距（m）表1.39

序號	結構類別	室內或土中	露天
1	裝配式結構	40	30
2	現澆結構（配有構造鋼筋）	30	20
3	現澆結構（未配構造鋼筋）	20	10

3.高層建筑結構的伸縮縫

高層建筑結構伸縮縫的最大間距宜符合表1.40的規定。

高層建筑結構伸縮縫的最大間距（m）表1.40

結構體系	施工方法	最大間距
框架結構	現澆	55
剪力墻結構	現澆	45

注：1. 框架剪力墻的伸縮縫間距可根據結構的具體布置情況取表中框架結構與剪力墻結構之間的數值；

2. 當屋面無保溫或隔熱措施、混凝土的收縮較大或室內結構因施工外露時間較長時，伸縮縫間距應適當減小；

3. 位于氣候干燥地區、夏季炎熱且暴雨頻繁地區的結構，伸縮縫的間距宜適當減小。

當采用下列構造措施和施工措施減少溫度和混凝土收縮對結構的影響時，可適當放寬伸縮縫的間距。

（1）頂層、底層、山墻和縱墻端開間等溫度變化影響較大的部位提高配筋率；

（2）頂層加強保溫隔熱措施，外墻設置外保溫層；

（3）每30～40m間距留出施工后澆帶，帶寬800～1000mm，鋼筋采用搭接接頭，后澆帶混凝土宜在兩個月后澆灌；

（4）頂部樓層改用剛度較小的結構形式或頂部設局部溫度縫，將結構劃分為長度較短的區段；

（5）采用收縮小的水泥、減少水泥用量、在混凝土中加入適宜的外加劑；

（6）提高每層樓板的構造配筋率或采用部分預應力結構。

4.砌體結構的伸縮縫

砌體結構伸縮縫的最大間距宜符合表1.41的規定。

　砌體結構伸縮縫的最大間距（m）表1.41

注：1. 對燒結普通磚、燒結多孔磚、配筋砌塊砌體房屋，取表中數值；對石砌體、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰普通磚、混凝土砌塊、混凝土普通磚和混凝土多孔磚房屋，取表中數值乘以0.8的系數，當墻體有可靠外保溫措施時，其間距可取表中數值；

2. 在鋼筋混凝土屋面上掛瓦的屋蓋應按鋼筋混凝土屋蓋采用；

3. 層高大于5m的燒結普通磚、燒結多孔磚、配筋砌塊砌體結構單層房屋，其伸縮縫間距可按表中數值乘以1.3；

4. 溫差較大且變化頻繁地區和嚴寒地區不采暖的房屋及構筑物墻體的伸縮縫的最大間距，應按表中數值予以適當減小；

5. 墻體的伸縮縫應與結構的其他變形縫相重合，縫寬度應滿足各種變形縫的變形要求，在進行立面處理時，必須保證縫隙的變形作用。

5.鋼結構的伸縮縫

單層鋼結構房屋和露天結構的溫度區段長度（即伸縮縫的間距），當不超過表1.42的數值時，一般情況可不考慮溫度應力和溫度變形對結構內力的影響（即P-Δ效應）。

鋼結構溫度區段長度值（m）表1.42

結構情況	縱向溫度區段（垂直屋架或構架跨度方向）	橫向溫度區段（沿屋架或構架跨度方向）
結構情況	縱向溫度區段（垂直屋架或構架跨度方向）	柱頂為剛接	柱頂為鉸接
采暖房屋和非采暖地區的房屋	220	120	150
熱車間和采暖地區的非采暖房屋	180	100	125
露天結構	120	－	－

注：1.廠房柱為其他材料時，應按相應規范的規定設置伸縮縫，圍護結構可根據具體情況參照有關規范單獨設置伸縮縫；

2.無橋式吊車房屋的柱間支撐和有橋式吊車房屋吊車梁或吊車精架以下的柱間支撐，宜對稱布置于溫度區段中部。當不對稱布置時，上述柱間支撐的中點（兩道柱間支撐時為兩支撐距離的中點）至溫度區段端部的距離不宜大于表中縱向溫度區段長度的60％。

1.9.2 沉降縫

當同一建筑物中的各部分由于基礎沉降而產生顯著沉降差異，有可能使結構產生難以承受的內力和變形，為避免由此而造成結構的過大裂縫，可在容易產生裂縫的部位設置沉降縫，將建筑物分開成兩個獨立的結構單元。沉降縫應從基礎到上部結構全部斷開。

1.沉降縫的設置原則

（1）“放”：將主樓和裙房用沉降縫分開，讓各部分自由沉降，互不影響，避免出現由于不均勻沉降所產生的內力。采用這種方式，沉降縫兩側要設雙梁、雙柱或雙墻，結構與建筑都不容易處理好，尤其是地下室的防水相當困難，容易發生滲漏。而且，如果沉降縫將箱形基礎分為兩部分，則基礎受力也極為不利。

（2）“抗”：采用剛性很大的整體基礎或支承樁，承托主樓與裙房的整體建筑，用基礎本身的剛度來抵抗沉降差。

（3）“調”：在設計與施工中采取有效措施，調整各部分沉降，減少其差異，降低由沉降差產生的內力。可采用以下三種調法：

1）調壓力差：采取降低高層主樓部分基礎地面的土壓力，以減少沉降，增大裙房部分基礎的土壓力，以增加沉降，使兩者的沉降基本調到一致或接近；

2）調時間差：先施工主樓部分，待主樓部分施工完畢，且沉降基本穩定，再施工裙房部分，以減少兩者的沉降差，使兩者的最終沉降達到一致，

3）調沉降差：通過計算確定主樓和裙房的最終沉降，在設計主樓和裙房標高時預留兩者的沉降差，使最終沉降基本穩定后，兩者最后標高基本一致。

2.設置沉降縫的建筑部位

對建于軟弱地基上的建筑，在建筑的下列部位宜設置沉降縫：

(1)建筑平面的轉折部位；

(2)高度差異或荷載差異之處；

(3)長高比過大的砌體承重結構或鋼筋混凝土框架結構的適當部位；

(4)地基土的壓縮性有顯著差異之處；

(5)建筑結構或基礎類型不同之處；

(6)分期建造房屋的交界之處。

3.沉降縫的寬度

沉降縫的寬度見表1.43。有抗震要求時，沉降縫的寬度還要考慮防震縫的寬度要求。

沉降縫的寬度表1.43

房屋層數	沉降縫的寬度（mm）
2～3	50～80
4～5	80～120
≥6	≥120

注：在沉降處房屋連同基礎一起斷開。縫內一般不填塞材料，當必須填塞時，應防止縫內兩側因房屋內傾而相互擠壓影響沉降效果。

4.主樓與裙房之間的設縫問題

當主樓與裙房的基礎埋置深度相同或差別較小時，為保證主樓基礎的埋置深度、整體穩定，加強主樓及裙房的側向約束，在高低層之間可不設沉降縫，如圖1.66（a）所示。如果主樓與裙房之間必須設縫，則主樓部分的基礎埋深至少應大于裙房部分的基礎埋深 2m，并在設縫處自室外地面以下均用粗砂填實以加強主樓及裙房的側向約束，如圖1.66（b）所示。

（a）（b）

圖1.66 主樓與裙房之間的設縫問題

5.沉降縫的基礎構造

（1）偏心式基礎

當建筑物層數較低（不超過三層），荷載較小，地基承載力又相對較高時，可通過采用偏心基礎設置沉降縫。

（2）跨越式基礎

對于同時建造的新建建筑物，基礎沉降縫最合理的設計方案為跨越式基礎。該基礎形式的基底反力分布比較均勻，受力概念清楚，并且相互獨立，自由沉降。

當沉降縫兩側為框架結構柱下獨立基礎時，沉降縫的處理構造如圖1.67所示。

當沉降縫一側為框架結構柱下獨立基礎，另一側為墻下條形基礎時，沉降縫的處理構造如圖1.68所示。

（a）

（b）

（c）

圖1.67　沉降縫兩側柱下獨立基礎的處理構造

（a）平面圖；（b）A－A剖面圖；（c）B－B剖面圖

（a）

（b）

（c）

圖1.68　沉降縫一側柱下獨立基礎一側墻下條基時的處理構造

（a）平面圖；（b）A－A剖面圖；（c）B－B剖面圖

（3）懸挑基礎

在建筑物改造過程中或鄰近建筑物的建設不同期時，需要將新建物貼建于舊建筑物旁，可采用懸挑基礎（圖1.69）。當原有建筑物基礎埋深較深時，采用該形式基礎較方便。懸挑基礎的基底反力分布不均勻，受力較復雜，基礎的懸挑長度不能過長。

　　　圖1.69　懸挑基礎剖面圖

1.9.3 防震縫

建筑結構防震縫的設置主要是為了避免在地震作用下結構產生過大的扭轉、應力集中和局部嚴重破壞等。當結構設置了伸縮縫或沉降縫時，抗震設計時應兼做防震縫，做到“三縫合一”。

1.防震縫的設置原則

抗震設計時，多高層建筑宜調整平面形狀和結構布置，避免結構不規則，不設防震縫。當建筑物平面形狀復雜而又無法調整其平面形狀和結構布置使之成為較規則的結構時，宜設置防震縫將其劃分為較簡單的幾個結構單元。具體在下列情況下宜設防震縫：

（1）建筑平面長度和外伸長度尺寸（圖2.10和表2.11）超出了規范的限值而又沒有采取加強措施時；

（2）各部分剛度相差懸殊，采取不同材料和不同結構體系時；

（3）各部分質量相差很大時；

（4）各部分有較大錯層，而未采取有效加強措施時。

2.防震縫的寬度

為防止建筑物在地震中相碰，防震縫必須留有足夠的寬度。防震縫的凈寬度原則上應大于兩側結構允許的地震作用下水平位移之和。

（1）房屋高度不超過15m時防震縫的最小寬度為100mm，當高度超過15m時，各結構類型的防震縫寬度按表1.44確定。

房屋高度超過15m時防震縫寬度（mm）表1.44

設防烈度	6	7	8	9
框架結構
框架－剪力墻結構
剪力墻結構
砌體結構	70～100

（2）防震縫兩側結構類型不同時，宜按需要較寬防震縫的結構類型和較低房屋高度確定縫寬。

（3）當相鄰結構的基礎存在較大沉降差時，宜增大防震縫的寬度。

3.防震縫的要求

在抗震設計時，建筑物各部分之間的關系應明確：如分開，則徹底分開；如相連，則連接牢固。不宜采用似分不分，似連不連的結構方案。

防震縫、伸縮縫和沉降縫應綜合考慮，伸縮縫和沉降縫應滿足防震縫的要求。防震縫宜沿房屋全高設置，地下室、基礎可不設防震縫，但在與上部防震縫對應處應加強構造和連接。

防震縫兩側宜設置雙墻或雙柱，結構單元之間或主樓與裙房之間如無可靠措施，不應采用牛腿托梁的做法設置防震縫。

4.抗撞墻

在地震作用時，由于結構開裂、局部損壞和進入彈塑性變形，其水平位移比彈性狀態下增大很多。因此，伸縮縫和沉降縫的兩側很容易發生碰撞。8、9度設防的框架結構，當防震縫兩側結構高度、剛度或層高相差較大時，可在縫兩側結構盡端沿全高設置垂直于防震縫的抗撞墻，每一側抗撞墻的數量不應少于兩道，分別對稱布置，墻肢長度可小于一個柱距（圖1.70）。防震縫兩側抗撞墻的端柱和框架邊柱，箍筋應沿房屋全高加密。

（a）（b）（c）

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