建筑物在外界因素作用下常會產生變形,導致開裂甚至破壞。變形縫是針對這種情況而預留的構造縫。
變形縫可分為伸縮縫、沉降縫、防震縫三種。
伸縮縫:建筑構件因溫度和濕度等因素的變化會產生脹縮變形。為此,通常在建筑物適當?shù)牟课辉O置豎縫,自基礎以上將房屋的墻體、樓板層、屋頂?shù)葮嫾嚅_,將建筑物分離成幾個獨立的部分。目的是為克服過大的溫度應力而設置的縫,基礎可不斷開。
伸縮縫的設置要求見《混凝土結構設計規(guī)范》gb50010-2010第8.1節(jié),根據(jù)8.1.4條,由于在混凝土結構的地下部分,溫度變化和混凝土收縮能夠得到有效的控制,當設置伸縮縫時,框架、排架結構的雙柱基礎可不斷開。對不均勻沉降結構設置沉降縫的情況不包括在內,設計時可根據(jù)具體情況自行掌握。
沉降縫:上部結構各部分之間,因層數(shù)差異較大,或使用荷重相差較大,或因地基壓縮性差異較大,總之一句話,可能使地基發(fā)生不均勻沉降時,需要設縫將結構分為幾部分,使每一部分的沉降比較均勻,避免在結構中產生額外的應力,該縫稱為“沉降縫”,須從基礎到上部結構完全分開。
根據(jù)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》jgj 3-2010第12.1.9條,高層建筑的基礎和與其相連的裙房的基礎,設置沉降縫時,應考慮高層主樓基礎有可靠的側向約束及有效埋深;不設沉降縫時,應采取有效措施減少差異沉降及其影響。
防震縫:它設置的目的是將大型建筑物分割為較小的部分,形成相對獨立的防震單元,避免因地震造成建筑物整體震動不協(xié)調,而產生破壞,基礎可不斷開。
體型復雜的建筑并不一概提倡設置防震縫。由于是否設置防震縫各有利弊,歷來有不同的觀點,總體傾向是:
1、可設縫、可不設縫時,不設縫。設置防震縫可使結構抗震分析模型較為簡單,容易估計其地震作用和采取抗震措施,但需考慮扭轉地震效應,并按本規(guī)范各章的規(guī)定確定縫寬,使防震縫兩側在預期的地震(如中震)下不發(fā)生碰撞或減輕碰撞引起的局部損壞。
2、 當不設置防震縫時,結構分析模型復雜,連接處局部應力集中需要加強,而且需仔細估計地震扭轉效應等可能導致的不利影響。
重點:區(qū)別“變形縫”和“施工縫”
施工縫:因施工組織需要或收到施工工藝的限制,而在各施工單元分區(qū)間留設的接縫。施工縫并不是一種真實存在的“縫”,而應該是一個面。它只是因后澆筑混凝土超過初凝時間,而與先澆筑的混凝土之間存在一個結合面,該結合面就稱之為施工縫。因混凝土先后澆筑形成的接合面容易出現(xiàn)各種隱患及質量問題。因此,不同的結構工程對施工縫的處理都需要慎之又慎。
施工縫通常的做法是:梁、板施工縫留在小跨的1/3跨處,柱的施工縫留在樓面梁下50mm處,柱子的施工縫之所以留在此處,最大一個原因是方便施工。
理論上,樓梯的施工縫應留在1/3凈跨處,但實際操作留在梯梁根部的不是沒有,主要是因為梯板斜向施工縫不易處理好。有人專門進行過比較,發(fā)現(xiàn)留在1/3處大部分梯板都出現(xiàn)裂縫,而留在根部的反而沒有,這和施工單位水平、施工操作工藝有很大關系。
除了上面提到的伸縮縫、沉降縫、防震縫以外,結構縫還包括構造縫、防連續(xù)倒塌的分割縫等。不同類型的結構縫是為消除下列不利因素的影響:混凝土收縮、溫度變化引起的脹縮變形;基礎不均勻沉降;剛度及質量突變;局部應力集中;結構防震;防止連續(xù)倒塌等。除永久性的結構縫以外,還應考慮設置施工接槎、后澆帶、控制縫等臨時性的縫以消除某些暫時性的不利影響。
結構縫的設置應考慮對建筑功能(如裝修觀感、止水防滲、保溫隔聲等)、結構傳力(如結構布置、構件傳力)、構造做法和施工可行性等造成的影響。應遵循“一縫多能”的設計原則,采取有效的構造措施。有很多建筑物對伸縮縫、沉降縫、防震縫這三種接縫進行了綜合考慮,即形成所謂的“三縫合一”。
各種縫的區(qū)別可以從下圖中比較直觀地讀出來。