变形缝的合理设置

2.1 结构缝设置

建筑物的平面形状、空间造型千变万化，结构设计的一个特点是通过在不同部位设置不同性能的变形缝，满足受力合理性的要求，达到简化设计的目的。

结构的变形缝包括伸缩缝、沉降缝和抗震缝三种形式。

变形缝的合理设置原则如下：一般情况下宜采取调整结构平面形状与尺寸、加强构造措施、设置后浇带等方法，尽可能不设变形缝、少设变形缝，如果一定要设置变形缝，则必须保证有足够的变形缝宽度。

2.1.1 伸缩缝设置

（1）设置伸缩缝的作用

伸缩缝又称温度缝，建筑物设置伸缩逢后，可以部分释放建筑结构由于温度变化和混凝土干缩变形等引起的结构内力，降低产生裂缝的机率。

（2）伸缩缝的间距要求

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）（以下简称《混凝土规范》）明确规定：在未采取措施的情况下，现浇钢筋混凝土框架结构伸缩缝的最大间距为55m、檐沟为25m。

实际工程中由于采取了一系列有效措施、进行了合理施工，伸缩缝的间距已远远超过了规范的允许限值。

（3）增大伸缩缝间距采取的常用措施

减少温度应力、减少混凝土浇筑成型过程中的干缩应力、增加结构自身抗力是增大伸缩缝间距所采取的最常用措施。

①在温度变化较大的部位（如顶层、底层等）增大配筋率，如对于板，配置双层双向拉通钢筋网；对于梁，增加纵向拉通钢筋的配置量；

②对直接外露的构件（如屋面、露台等），采取有效的保温隔热措施；

③在房屋顶层设置温度缝，减少结构的温度区间长度；

④上部结构设置后浇带；

⑤选用收缩变形较小的水泥品种（如粉煤灰硅酸盐水泥等），减少水泥用量；在混凝土中添加适宜的外加剂（微膨胀剂，简称UEA、TEA等）、抗拉纤维（如PP纤维，资料显示：添加0.90Kg/m3，混凝土抗拉强度增加10%以上）；----建材

⑥提高每层楼板的构造配筋率；

⑦采用部分预应力钢筋混凝土结构。

（4）伸缩缝的构造要求

①伸缩缝的位置

伸缩缝通常设置在柱边，其平面位置一般结合建筑物的长度、平面形状、柱网等，根据具体情况布置，图2.1.1a，2.1.1b所示为常见伸缩缝的设置位置。

图2.1.1a 伸缩缝布置在中间 图2.1.1b 伸缩缝布置在转角处

②伸缩缝的构造

地面以上：完全分开，设置双梁、双柱，详图2.1.1c

所示。

地面以下：连在一起。（温度不影响）

结构专业须配合建筑伸缩缝两侧的节点大样，处理

好墙面、楼面和屋面的节点连接构造。

③伸缩缝的宽度

原则上讲须满足建筑物在水平方向自由变形的需

要，规范上没有明确伸缩缝宽度的具体要求与计算方法，

实际工程中伸缩缝宽度一般取20~40mm，习惯上常常取图2.1.1c 伸缩缝布置在柱边50mm。

2.1.2 沉降缝设置

（1）设置沉降缝的作用

当建筑物中各部分的基础发生不均匀沉降时，有可能导致结构或构件产生较大的内力和变形，此时通过设置沉降缝的方法将其分开，使得建筑物中基础沉降量不同的各个部分能够自由沉降、互不影响，确保建筑物能够正常工作。

（2）沉降缝设置的部位

在建筑物的下列平面位置处，应考虑设置沉降缝：

①房屋高度差异较大处、或荷载差异较大处；

②地基土的压缩性有显著差异处；

③基础底面标高相差较大处、或基础类型不一致处；

④分期建造房屋的交界处。

（3）减少建筑物不均匀沉降的常用措施

减少不均匀沉降的常用措施为“放、抗、调”。

① 放

方法：设置沉降缝。

有利之处：可以让建筑物中沉降量不同的各个部分能够自由沉降，互不影响。

不利之处：给设计、施工和使用带来了一系列问题，如沉降缝两侧建筑物必须完全断开，结构需要设置双梁、双柱和双基础，建筑物立面处理困难，地下室和屋面容易渗漏水等。

②抗

方法一：采用端承桩，减小建筑物中各部分的绝对沉降量；不利之处在于端承桩必须支承在坚硬的基岩或砂卵石上，因此须有相应的地质条件作保证。

方法二：采用刚度很大的基础，通过基础的整体刚度来调整建筑物中各部分的变形差；不利之处在于刚度很大的基础常常为箱基、筏基等形式，用料较多、造价较高。

③调

方法：在设计和施工中采取措施，调整各部分可能产生的沉降差，减少其差异沉降量，降低由沉降产生的结构内力和变形。如增加基础刚度，采用箱基、筏基等形式；减轻荷重；

增加上部结构的刚度和整体性；调整各部分的施工顺序、预留沉降差、设置施工后浇带等。

不利之处：“调”的适度较难掌握，主要凭经验。

（4）沉降缝的构造要求

①沉降缝的位置

沉降缝一般结合建筑物的长度、平面形状、柱网等，根据具体情况布置，方法同伸缩缝。

一般在柱边设置，详图2.1.1c所示；为简化基础设计、方便施工，也常采用一侧悬臂形式布置，详图2.1.2a所示；或采用两侧悬臂形式布置，详图2.1.2b所示。

图2.1.2 a 沉降缝一侧悬臂布置 图2.1.2b 沉降缝二侧悬臂布置

②沉降缝的构造

地面以上：完全分开，设置双梁、双柱。

地面以下：完全分开，设置双梁、双柱、双基础。

结构专业须配合建筑沉降缝两侧的节点大样，处理好墙面、楼面、屋面和地下室底板、侧壁的节点连接构造。

③沉降缝的宽度

原则上讲，沉降缝的宽度必须满足缝两侧建筑物在垂直方向自由变形的需要、在水平方向由于不均匀沉降变形引起的局部倾斜，规范上没有明确沉降缝宽度的具体要求，可参考设计手册确定宽度，详表2.1.1。

表2.1.1 沉降缝宽度取用参考表地基情况建筑物高度（较低部分建筑高度）沉降缝宽度

一般地基

H＜5m

H=5～10m

H=10～15m

30mm

50mm

70mm

软弱地基

2～3层

4～5层

5层以上

30～80mm

80～120mm

≥120mm

附注：本表仅适用于天然地基；如地基经过处理，沉降缝宽度可适当减小。

2.1.3 抗震缝设置

位于抗震设防区的建筑物，当需要设置伸缩缝或沉降缝时，必须同时满足抗震缝的设置要求。

（1）设置抗震缝的作用

合理设置抗震缝，可以减少地震作用影响，降低抗震设计难度，提高建筑结构抗震设计的可靠度。

（2）抗震缝设置的部位

在建筑物的下列平面位置处，应考虑设置抗震缝：

①房屋长度超过伸缩缝的最大间距要求，又无条件采取措施或没有采取措施，必须设置伸缩缝时；

②房屋各部分预计沉降量相差较大，又无条件采取措施或没有采取措施，必须设置沉降缝时；

③非规则建筑，未在计算和构造上采取抗震措施时；

④非规则结构，各部分的质量或结构抗侧移刚度相差悬殊，未在计算和构造上采取抗震措施时。

（3）不设抗震缝的常用方法

由于抗震缝的设置，总会给设计、施工和使用带来一系列的问题，实际工程中常常根据抗震缝的设置原因，采取相应措施，尽可能不设或少设抗震缝。

①对于因为需要设置伸缩缝引起的抗震缝，当采取措施增大伸缩缝的间距后，可以不设抗震缝，详2.1.1所述；

②对于因为需要设置沉降缝引起的抗震缝，当采取抗、调措施后，可以不设抗震缝，详2.1.2所述；

③对于因为非规则建筑引起的抗震缝，通过调整建筑方案，使建筑物为规则建筑，减少地震作用影响；

④对于因为非规则结构引起的抗震缝，通过调整结构方案，使建筑结构为规则结构，增加结构抗震能力。

（4）抗震缝的构造要求

抗震缝的构造要求与抗震缝设置的原因有关，分以下几种情形，结构专业须配合建筑抗震缝两侧的节点大样，处理好墙面、楼面和屋面的节点连接构造，尤其是基础部分须加强构造连接。

① 对于因为需要设置伸缩缝引起的抗震缝

抗震缝的布置：形式同伸缩缝，详2.1.1所述，如图2.1.1a、2.1.1b所示。

抗震缝的构造要求：地面以上：完全分开，设置双梁、双柱，详图2.1.1c所示。

地面以下：连在一起。

② 对于因为需要设置沉降缝引起的抗震缝

抗震缝的布置：形式同沉降缝，详2.1.2所述，如图2.1.1c、2.1.2a、2.1.2b所示。

抗震缝的构造要求：地面以上：完全分开，设置双梁、双柱。

地面以下：完全分开，设置双梁、双柱、双基础。

③ 对于因为非规则建筑引起的抗震缝

抗震缝的平面布置：须结合建筑物的平面形状、立面布置等具体情况确定，常在建筑物的平面形状变化处设置抗震缝、或在立面高差处设置抗震缝。

抗震缝的构造要求：地面以上：完全分开，设置双梁、双柱。

地面以下：连在一起。

④ 对于因为非规则结构引起的抗震缝

抗震缝的平面布置：须结合建筑物的结构形式、平面形状等具体情况确定，常在建筑物的结构形式变化处设置抗震缝、或在平面形状变化处设置抗震缝。

抗震缝的构造要求：地面以上：完全分开，设置双梁、双柱。

地面以下：连在一起。

（5）抗震缝的宽度

抗震缝的宽度，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）（以下简称《高层规程》4.3.10规定采用：

①最小宽度要求：70mm；

② 高度不超过15m时，缝宽可取70mm；超过15m的部分，6度、7度、8度和9度地区相应每增高5m、4m、3m和2m，缝宽宜增加20mm；

③ 抗震缝两侧的房屋高度不同时，抗震缝宽度应按照较低的房屋高度确定；

④ 当相邻结构的基础存在较大的沉降差时，宜增大抗震缝宽度。

2.1.4 后浇带设置

后浇带作为一种施工方法，从表面上看，对设计和使用无影响。

（1）设置后浇带的原因----温度+沉降

①房屋较长，需要设置伸缩缝但没有设置伸缩缝时；

②房屋各部分预计沉降量相差较大，需要设置沉降缝但没有设置沉降缝时；

③一次浇筑的混凝土量太大，未采取相应的构造措施时。

（2）设置后浇带的位置

平面位置：间隔距离30～40m，在结构或构件受力较小处、且便于施工的位置。

一般在框架梁和楼板的1/3跨中处，可以是直线形式，也可以是折线形式、曲线形式，详图2.1.3所示。

垂直位置：地面以上、地面以下均布置，尽可能对齐设置。

图2.1.3 后浇带位置示意图 图2.1.4 板后浇带构造示意图

（3）后浇带的构造要求

①宽度要求：800～1000mm，详图2.1.4、图2.1.5所示。

②配筋要求：适当增加后浇带宽度方向连接钢筋的配筋量，加强后浇带两侧之间的连接，板后浇带构造详图2.1.4、梁后浇带构造详图2.1.5所示。

图2.1.5 梁后浇带构造示意图

③钢筋连接要求：一般情况下两侧钢筋全部截断，采用搭接连接；特殊情况下当梁的跨度较大时，梁内纵向钢筋可以直通而不截断，以免搭接长度过长产生施工困难，也防止钢筋在悬臂状态下产生不利的内力和变形。

注意：为方便施工，梁、板钢筋常常直通而不截断。

④实际工程中，当地下室埋置较深时，由于地下水位水头压力增大，对后浇带处抗裂、抗渗要求提高，节点构造更为复杂、形式也更趋多样花，图2.1.6a为某工程地下室侧壁后浇带构造示意图、图2.1.6b为某工程地下室底板后浇带构造示意。

图2.1.6a 地下室侧壁后浇带构造示意图 图2.1.6b 地下室底板后浇带构造示意图

（4）后浇带的施工要求

①混凝土的浇筑时间：一般在主体结构结顶后2～3个月后进行，至少大于30天；且浇筑时的温度宜略低于主体结构浇筑时的温度。

②混凝土的浇筑要求：后浇带两侧缝的处理方法同施工缝，具体过程如下：

第一步：在已经硬化的混凝土表面上，清除水泥薄膜和松动石子以及软弱的混凝土表层，用水充分湿润（一般湿润时间不宜少于24小时）并冲洗干净，且不得积水；

第二步：在后浇带两侧缝混凝土处，铺上一层10～15mm厚纯水泥浆或与混凝土成分相同的水泥砂浆；

第三步：混凝土应捣实，新旧混凝土应紧密结合。后浇混凝土强度等级相应提高一级，同时掺加适量的微膨胀剂。

（5）设置后浇带的作用

浇筑前，后浇带两侧主体结构在水平方向可以自由伸缩、在垂直方向可以自由沉降；浇筑后，后浇带两侧主体结构协同工作。因此建筑物中设置后浇带后，具有以下作用：

① 减少后浇带两侧主体结构混凝土在浇筑成型过程中产生的部分收缩应力，混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力，从而提高结构抵抗温度变化的能力；

② 减少后浇带两侧主体结构由于自重等原因引起的部分差异沉降量，提高建筑物抵抗不均匀沉降变形的能力。