关于多高层建筑抗震缝、伸缩缝的总结与理解

关于多高层建筑防震缝、伸缩缝的总结与理解

结构组--殷岳超

高层建筑结构中设置“三缝（抗震缝、伸缩缝、沉降缝）”，可以解决产生过大变形和内力的问题，但却又会产生许多新的问题。例如：由于缝两侧均需布置剪力墙或框架而使结构复杂和建筑使用不便；建筑立面处理困难；地下部分容易渗漏，防水困难等。所以，这就要促使建筑、结构设计人员对“三缝”有充分的认识与理解，并在实际工程中能够很好的应用。在设计多高层建筑过程中，处理“三缝”时尽量做到以下基本原则：应当调整平面尺寸和结构布置，采取构造措施和施工措施，能不设缝就不设缝，能少设缝就少设缝；如果没有必须设缝时，则必须保证有必要的缝宽以防止震害。

一、防震缝

建筑物各部分层数、质量、刚度差异过大，或有错层时应设置防震缝。防震缝是“三缝”中的老大，伸缩缝、沉降缝在设置时必须要满足防震缝规定和要求。防震缝也是在相关现行规范中出现章节最多的。

1、规范从概念性的角度多处规定需要设置防震缝的要求。

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010

2、多高层建筑除了以上规范规定外，对于平面和外伸长度超出以下规范限值要求且不采取加强措施时的建筑也应设置防震缝。《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010

二、伸缩缝

因温度变化和混凝土收缩而产生的裂缝叫温度-收缩缝，也成为伸缩缝。有些多高层建筑平面尺度和竖向高度都很大，水平和竖向都会因温度变化和混凝土收缩而产生变形和内力。但是在结构计算中一般不计算由于温度、收缩产生的内力，因为这方面的参数很难确定。因此，多高层钢筋混凝土结构温度-收缩问题，由构造措施来解决。也就是说，伸缩缝是否需要设置更多的取决于构造措施和施工措施，只要采取相关措施能够解决了因温度、收缩产生的内力问题，这栋建筑就不需要设置伸缩缝。

《砌体结构设计规范》GB50003-2001

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010

从以上规范规定可以看出，砌体结构房屋伸缩缝最的最大间距必须严格按照规范执行。砌体结构房屋墙体两大裂缝的原因就是因温度变化产生裂缝和材料自身收缩产生裂缝，对于超长的砌体房屋来说在目前没有更好的构造措施来解决温度-收缩裂缝，所以这种结构的伸缩缝就必须严格按照相关规范执行。而对于钢筋混凝土结构，《混规》、《高规》虽然规定了最大伸缩缝的间距，但同时也强调了“当采用有效的构造措施和施工措施减小温度和混凝土收缩对结构的影响时，可适当放宽伸缩缝的间距”，不难理解，只要采取的构造措施和施工措施得当，那么建筑长度可以无限超长（在满足设置抗震缝规定的前提下）。

三、理解与应用

在设计过程中，建筑和结构工程师往往将抗震缝与伸缩缝概念相互混扰。在碰到一个超长建筑时，是否需要设缝，设置什么缝，该如何设缝心中没有标准。在现行相关规范中，抗震缝的设置要求主要有两点：一、通过对抗震概念的理解设置抗震缝，这个就需要工程师自己把握。比如说当房屋质量和刚度有严重差异时，为了减轻因地震力对薄弱楼层连带影响，此时就需要利用抗震缝将其分开；二、根据房屋的长宽比限值要求设置防震缝，这个在规范中有客观数据要求。对于超长建筑，设置伸缩缝只是为了处理解决因房屋超长产生的温度-收缩内力；设置抗震缝是为了解决双向水平地震作用力对房屋的不利影响，主要是为了更好的控制房屋的扭转。在规范中，明确的说明了抗震缝的宽度如何去选择，未说明各结构形式防震缝的间距限值；各结构形式伸缩缝的间距限值有明确规定，却对其缝宽没有说明只是规定满足抗震缝的相关要求。所以对于砌体结构超50米，混凝土结构超55米，我们需要设置的是伸缩缝而不是防震缝，只是设置缝宽是按照防震缝的缝宽选择。例如一个7度区钢筋混凝

土框架高层结构，平面形状为矩形，建筑长度为70米，建筑宽度为21米。按照伸缩缝间距最大要求，需要设置一条伸缩缝，但也可以采取相关措施取消伸缩缝。根据防震缝的规定，L/B=70/21=3.33＜6.0，在规范范围内，也无需设置防震缝。另一个除了建筑长度增加到140米其它情况均一致的建筑，此时L/B=140/21=6.667＞6.0，房屋虽然超出伸缩缝规范限值，在采取有效措施下依然可以不设置伸缩缝；虽然超出防震缝规范限值不是很多，但此时应该需要设置防震缝，因为地震力的影响远远大于温度-收缩应力，针对超长建筑中，采取有效措施控制地震力的不利影响比采取有效措施控制温度-收缩应力要困难的多，而且产生的费用也不是在同一个级别上可以比拟的。

【以上内容根据相关规范、资料整理及个人理解体会，希望能帮助到相关人士。由于本人设计经验不足、水平有限，多有错误及漏洞之处，忘大家包涵、指正，一块探讨。】