探讨建筑变形缝设计如何采用变形缝装置

王富良

摘要：为了给建筑的伸缩、沉降和抗震等变形情况留出足够的空间，防止因此导致结构构件发生拉裂、错位、碰撞等局部破坏，在进行建筑设计的过程中应当根据工程所在地以及建筑本身的具体情况进行变形缝设计。传统变形缝构造简单、制作工艺粗糙且外形不够美观、使用寿命短，已经无法满足现代建筑工程施工的需求。新型变形缝装置不但外形美观、使用寿命长，还具有防水、防火、保温等功能，很好地解决了这一技术难题。

关键词：建筑;变形缝设计;变形缝装置

在外界影响因素和自身荷载的共同作用下，建筑在使用的过程中必然会发生不同程度的变形。严重的变形会对建筑造成破坏，影响建筑的使用。为了延长建筑的使用寿命，提高使用者的使用体验，设计师需要通过预留变形缝的方式将建筑划分成若干个能够独立变形的个体。变形缝属于构造缝的一种，能够有效缓解建筑在外界因素影响下发生变形导致的开裂和结构破坏问题，而变形缝装置的使用能够对变形缝起到理想的遮盖效果。

一、变形缝的分类与应用

（一）伸缩缝

伸缩缝主要应对的是由于温度变化导致的建筑变形问题，因此也叫做温度缝。建筑材料和构配件会在气候和气温的变化下发生热涨冷缩，导致墙体发生开裂，在过长和过宽的建筑中这一现象尤其明显。设置伸缩缝的建筑基础部分可以是一个整体，根据建筑的体量从长度或者宽度方向上将建筑划分成若干个能够自由涨缩的区段，相邻的两个区段的墙体、楼板、屋顶等构建之间留出20～30mm的伸缩缝，用弹性保温材料进行填充。

（二）沉降缝

沉降缝主要解决的是建筑不均匀沉降问题，适用于由于地质变化、建筑结构形式不同、相邻部位存在高差、荷载或者地基承载力差异较大的建筑，对于平面形状复杂和分期施工导致发生开裂、倾斜、甚至倒塌等不均匀沉降现象的建筑同样能够起到很好的效果。沉降缝的宽度能够达到30～120mm，对建筑的基础、墙体、楼板、房顶等各个部分进行了垂直的分割，分割形成的若干单元能够独立进行沉降，避免了个单元之间在沉降的过程中产生额外的应力，从而确保每一单元都能够均匀的下沉。

（三）防震缝

防震缝能够有效缓解地震对建筑造成的破坏，在地震活动高发的地区，立面高差超过6m、存在错层结构或者层间距较大的多层砌体建筑，以及各部分结构之间刚度、质量存在显著差异的建筑，相邻部分可能会在地震中发生碰撞导致结构发生破坏。防震缝的工作原理是将建筑分割成若干个形体简单、刚度和质量都相差不多的单元结构，从而降低地震的破坏作用。防震缝的基础可以是一个整体，宽度通常在50～100mm之间。建设在抗争设防区的建筑，伸缩缝和沉降缝都必须达到抗震缝的有关设计标准。

二、变形缝的设计原则

变形缝能够对沉降缝受到的压力进行有效的缓解，转移应力变化，弥补建筑自身结构不合理造成的缺陷，解决附加压力过大导致建筑垂直和水平方向上的结构受力严重失衡问题。在设计变形缝之前需要对外部环境因素对建筑产生的影响程度进行详细的评估，根据结果中变形缝应具备的应力条件确定建筑结构。变形缝的宽度通常为70～100mm，过宽的变形缝会导致建筑结构发生变化，产生多余应力。变形缝应当根据建筑结构进行设置，且数量不宜过多，避免对建筑空间造成侵占。设置变形缝时必须充分考虑到建筑的安全性，有计划、有顺序的进行布置。

三、变形缝装置

（一）变形缝装置的基本概念

变形缝装置能够同时满足建筑在实用性和装饰性方面的需求，新型的变形缝装置能够通过工业化生产实现标注化定制，不但外形美观精致，还能够有效延长使用寿命，对建筑变形缝起到理想的遮盖效果。变形缝装置最早应用于欧美发达国家的建筑领域，九十年代初期进入中国建筑市场，目前已经进入生产和应用的成熟阶段，在机场、会展中心、体育场馆、医疗机构、大型购物中心、写字楼、厂房等规模较大的建筑中应用已经非常普遍。随着技术的成熟，变形缝的生产和施工成本也在逐渐降低。

（二）材料与性能

制作变形缝装置主要采用的有铝合金型材、铝合金板、不锈钢板、铜板等各种金属材料以及橡胶嵌条和各种专用胶条。橡胶嵌条和胶条是变形缝装置中最重要的组成部分，对于整个装置的质量和使用性能有着非常重要的影响，必须具备良好的抗疲劳、耐低温、抗压缩变形、抗紫外线和防水性能。

对于防火和防水有特殊要求的建筑可以采用配有止水带和阻火带的变形缝装置。在长期光照、潮湿、寒冷的自然条件下，厚度达到1.5mm的三元乙丙橡胶片材止水带完全能够满足使用要求。采用夹在两片不锈钢衬板中间的硅酸铝耐火纤维毡作为阻火带能够满足1h～4h不同耐火极限的要求。带有止水带和阻火带的变形缝装置能够有效隔绝建筑内部和外部之间的空气流通，但无法解决热量通过变形缝流失的问题，因此需要在建筑热工设计中对变形缝装置保温效果方面的缺陷进行补充，通常采用的方法是在外墙的变形缝内填充与外墙隔热性能相当的保温材料。与变形缝相邻的两篇墙体通常会比较薄，如果不采取保温措施或者保温效果不理想可能会导致内墙结露、发霉，在室内外温差较大的地区和季节这种情况尤为严重。

（三）类别与规格

按照不同的划分标准可以将变形缝装置划分成多种不同的类型和规格，如使用在不同位置的楼地面变形缝装置、屋顶变形缝装置等;根据不同的使用形式特点划分的平面型变形缝装置和转交型变形缝装置等。

根据构造特性可以将变形缝装置划分的金属盖板型、金属卡锁型、单列嵌平型、双列嵌平型和橡胶嵌平型。金属盖板型变形缝装置由铝合金基座，铝合金板或者不锈钢板、铜板盖板，不锈钢滑杆三个部分组成，缝宽在75mm～450mm之间。通过滑杆将盖板和固定在变形缝两侧的基座连接起来，滑杆以45°斜角进行安装，因此金属盖板在基座发生变位时会始终保持在变形缝的中心位置。盖板的承载力通常能够达到18.4kN，安装在楼地面等需要提高承载力的部位时可以增加盖板的厚度。金属盖板型变形缝装置通过专门设计的配件还可以在“L”型、“+”型屋面和女儿墙以及各种阴阳角上进行使用。金属卡锁型变形缝装置由铝合金基座、铝合金边侧盖板和铝合金中心滑动盖板组成，能够在50mm～450mm范围内的变形缝中进行应用。铝合金基座和边侧盖板将中心滑动盖板夹在中间，安装工艺简单，外观整洁美观。单列嵌平型变形缝装置可以应用在25mm～100mm范围内的变形缝内，由铝合金基座和橡胶条两个部分组成。橡胶条能够与装饰层进行紧密平整的结合，构造非常简单且具有良好的防水性能，因此在室外平台等位置非常适用。双列嵌平型变形缝装置可以分为铝合金基座、铝合金中心板、不锈钢滑杆和橡胶条四个组成部分，可以在75mm～450mm宽的变形缝内进行应用。铝合金中心板上特别设计的凹槽内可以镶嵌石材、地砖、地毯等装饰材料，与地面的装饰材料保持整体一致性，在对于洁净度要求比较高的楼地面变形缝中尤其适用。由铝合金基座和橡胶条组成的橡胶嵌平型变形缝装置可以应用在50mm～100mm宽的变形缝内，此外还有省去铝合金基座只用橡胶条的做法。橡胶嵌平型变形缝装置的特点与单列嵌平型变形缝装置基本相同，但构造和施工工艺更为简便。

某些建筑对于变形缝装置具有特殊的功能需求，因此产生了承重型和抗震型变形缝装置。只需要将金属盖板型变形缝装置的面板增加到足够的厚度就可以作为承重型变形缝装置使用。抗震型变形缝装置又可以根据使用的位置不同分为两种类型，一种是以橡胶弹性体为主变形缝装置，适用于外墙和屋面;另一种由铝合金基座、中心蓋板、滑杆、抗震弹簧、橡胶条组成的变形缝装置适用于楼地面。抗震型变形缝装置适用于75mm～450mm宽度范围内具有抗震需求的建筑变形缝，并且接缝平整，具有良好的装饰效果。带有抗震弹簧装置的滑杆会在地震发生后产生变形，变形缝两侧的建筑结构在沿着基座边框上升的中心盖板的保护下可以免于损伤。中心干板在外力消失后可以自行恢复原来的形状。

除了上述以外还有用于楼地面、玻璃幕墙等部位的专用变形缝装置。由金属板和弹性橡胶条组成的新型楼地面嵌缝条具有抗温度变形功能和良好的装饰效果，并且可以根据石材和结合层的厚度进行尺寸定制。

结束语

随着科学技术和建筑施工水平的提高，各种类型的变形缝装置也在建筑市场的需求下应运而生。新型的变形缝装置不但能够为建筑提供足够的变形空间，防水、防火、防潮、保温等方面的性能也在逐步的提高，并且具有良好的装饰作用。与此同时，变形缝装置还能够根据设计需要进行工业化定制，不但外观精美，装饰效果好，质量方面更是得到了可靠的保障。变形缝装置的生产和施工已经进入成熟阶段，在建筑市场上拥有非常广阔的发展前景。

参考文献：

[1]张宇.公共建筑变形缝一体化设计[J].建筑技艺，2017（9）：116-119.

[2]丁洋.建筑变形缝构造设计探讨[J].建材发展导向（下），2016，14（11）：142.

[3]罗长虹.建筑变形缝设计如何采用变形缝装置[J].科技信息，2012，（2）：400-401.

[4]钟德仁.浅议建筑变形缝及变形缝装置[J].科技信息，2010（2）：342.

[5]卜文平.浅谈建筑工程变形缝的设计[J].城市建设理论研究，2014（11）.