淺談結構設計中的構造“縫”

王建軒

摘 要：本文主要是針對結構設計過程中，常常涉及的各種構造縫并結合工程施工經驗簡單闡述一下大家常常容易混淆、概念不清晰的幾種構造縫的作用、設置條件等等問題。并非由于結構、溫度效應引發的裂縫問題。

關鍵詞：伸縮縫；沉降縫；防震縫；施工縫

1 引言

施工中我們經常遇見結構設計涉及到的伸縮縫、沉降縫、防震縫、施工縫等“縫”的問題，但是到底這些構造縫作用是什么？什么情況才需要設置？怎樣設置才合理？弄清楚，可有助于指導我們正確施工。

2 各種結構構造縫的概念和作用

伸縮縫就是連續地設置在建筑物應力比較集中的部位，將建筑物分割成兩個或多個獨立的單元，彼此能自由伸縮的豎向縫，通常有雙墻或雙柱形式的伸縮縫。伸縮縫在地面以下的結構可以不用完全分開。伸縮縫的作用主要是為了消除溫度、環境和混凝土收縮等因素對結構的影響。

沉降縫是設置在同一建筑中因基礎產生顯著差異沉降和可能引起結構難以承受的內力和變形所在部位的豎直縫，沉降縫不但應將上部結構完全分開，而且基礎也要完全分開。根據其概念不難理解沉降縫的作用就是防止可能存在地基不均勻沉降部位，造成房屋破壞所采取的一種措施。

防震縫設置在建筑中層數、質量、剛度差異過大，而可能在地震時引起某些部位應力或變形集中造成破壞的豎向縫。防震縫從地面以上開始設置。防震縫作用主要是將體型復雜、不規則的結構劃分為簡單、相對規則的結構，消除由于地震作用對可能造成破壞部位的影響。

施工縫是指因施工組織需要而在各施工單元分區間留設的縫。施工縫并不是一種真實存在的“縫”，它只是因后澆注混凝土超過初凝時間，而與先澆注的混凝土之間存在一個結合面，該結合面就是施工縫。其作用就是為了施工方便而設置。

3 各種結構構造縫的設置

伸縮縫設置主要是考慮間距的合理性。其中，間距應根據素混凝土結構、鋼筋混凝土結構、砌體結構對應來設置。素混凝土結構應滿足《混凝土結構設計規范》GB50010-2010中附錄D.1.4條規定；鋼筋混凝土結構應滿足第8.1.1條表8.1.1中規定；砌體結構應滿足《砌體結構設計規范》GB50003-2011第6.5.1條表6.5.1條的規定。伸縮縫寬度一般是30～50 mm。鋼筋混凝土結構中的伸縮縫間距有如下幾種情況應按《混凝土結構設計規范》GB50010-2010表8.1.1中數值適當減小考慮：（1）當屋面板上部無保溫或隔熱措施時，排架結構的伸縮縫間距；（2）排架結構柱高（從基礎頂面算起）低于8米時；（3）滑模施工的剪力墻結構；（4）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；（5）由于施工條件的影響，比如施工中采用收縮性大的材料或室內結構因施工外露時間較長。

鋼筋混凝土結構中的伸縮縫間距有充分依據和可靠措施時，如下幾種情況可按《混凝土結構設計規范》GB50010-2010表8.1.1中數值適當增大考慮：（1）混凝土澆筑采用后澆帶分段施工；（2）采用專門的預加應力措施；（3）采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施。

沉降縫的設置主要是考慮設置的部位及縫的寬度。沉降縫的設置主要是在建筑物以下六個部位：（1）建筑平面的轉折部位；（2）高度有差異或荷載有差異地方；（3）長高比過大的砌體承重結構或鋼筋混凝土中框架結構的適當部位；（4）地基土的壓縮性有顯著差異地方；（5）建筑結構類型或基礎類型明細不同地方；（6）分期建造的房屋交界位置。沉降縫的縫寬主要是根據建筑物的層數來劃分。其中，2～3層縫寬50～80mm；4～5層縫寬80～120mm；5層以上不小于120 mm。沉降縫的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的效果。從工程經驗來說采取時效法或材料法來解決此問題，比如待縫兩側結構沉降一段時間后再來填塞縫內材料或采用柔彈性較好材料填充縫隙。

防震縫的設置主要是針對結構平面或豎向布置不規則且不能調整的建筑物，通過設置防震縫將其劃分為較簡單規則的幾個結構單元，使結構抗震分析較為簡單，容易估計其地震作用和采取抗震措施。但是，體型復雜的建筑對防震縫的數量應加以控制，并不一概提倡設置防震縫，防震縫設置的并不是越多越好。過去的結構設計一般采用防震縫將體型復雜的結構劃分為若干獨立的抗震單元，目前結構設計的總體傾向是不設防震縫，可設可不設時選擇不設置。特別是高層建筑首先考慮調整平面形狀和結構布置，回避防震縫的設置。體型復雜、平立面不規則的建筑，應根據不規則程度、地基基礎條件和技術經濟等因素綜合比較分析，確定是否設置防震縫。防震縫盡量少設或不設置的這種趨勢主要是近幾年來國內外多次大地震震害表明，在設縫的結構兩側容易發生碰撞。許多高層建筑都是有“縫”必碰，輕一點的主要是裝飾層損壞、女兒墻碰碎、面磚剝落，重一點的就是縫兩側上部主體結構嚴重撞壞。所以一般高層建筑都要求設置防撞墻等措施，當然帶來的就是使用不便、造價高、面積浪費等問題。另外，設防震縫后常帶來建筑、結構及設備設計上的困難，防水處理做不好的問題。近年來，從設計、施工等方面采取有效措施后少設或不設防震縫從實踐來看是完全安全、可行的。當不設置防震縫后，結構設計中對結構模型的分析就變得很繁瑣，設計過程中應對連接處應力集中地方加強，需要仔細估計地震扭轉效應導致對建筑的不利影響。另外，防震縫的設置主要注意以下幾點要求：

（1）防震縫的最小寬度應根據《建筑抗震設計規范》GB50011-2010中第6.1.4條確定。

（2）如遇防震縫兩側的結構體系不同時，縫的寬度按不利的結構類型確定，并可按較低房屋的高度來計算縫寬。

（3）抗震設防烈度為8、9度地區框架結構房屋防震縫兩側結構層高相差較大時，縫邊兩側框架柱的箍筋“應”沿房屋高度全高加密，其余部位框架體系中兩側框架柱箍筋“宜”沿房屋高度全高加密。

（4）防震縫宜沿房屋全高設置，地下室、基礎不設置防震縫，但在與上部防震縫對應處應加強構造和連接。

（5）結構單元之間或主樓與裙房之間不宜采用牛腿托梁的做法設置防震縫，否則應采取可靠措施防止地震時的碰撞和滑落。一般來說可采用防滑隔震墊來解決此問題。

施工縫的設置主要是確定以下三個方面內容：①設置在各構件的合理部位；②澆筑施工縫的合理時機；③后澆施工縫的具體的做法。一般來說施工縫主要是為方便施工服務，以上設置的具體內容就不在此處詳述，一般在“結構設計總說明”中交待具體做法即可。

4 結語

弄清楚了設置的每條“縫”的具體作用，從而更好把控結構的布置。以上各種構造“縫”除施工縫外，并非獨立地存在沒有相互關聯，設“縫”時應將伸縮縫、沉降縫、防震縫結合考慮。這些就是個人在工作中對結構設計中的構造“縫”的一點體會和總結，希望對從事建筑施工的人員在對結構設計中的“縫”有正確的認識，以便采用正確的施工方法保障結構功能的需求。

參考文獻：

[1] GB 50010-2010.混凝土結構設計規范[S].

[2] GB 50003-2011.砌體結構設計規范[S].

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[4] 國振喜.徐建《建筑結構構造規定及圖例》[m].中國建筑工業出版社，2003（1）：25～27.