探讨沉降缝结构设计处理

探讨沉降缝结构设计处理摘要:建筑物沉降缝的设置条件、宽度及其结构处理，着重探讨了双墙式、交叉式、悬挑式、简支式和联合式等结构处理方案。本文主要简述沉降缝结构设计的要点，并针对结构处理方式进行分析。关键词:沉降缝；设置条件；结构处理；细节0.引言所谓沉降缝就是为了防止建筑物各部分由于不均匀沉降产生破坏而设置的变形缝。由于实际工程的需要，有些建筑物还须设置沉降缝。本文着重谈谈沉降缝的设置条件、宽度及其结构处理。1.沉降缝的设置条件沉降缝通常宜设置在建筑物的以下部位：建筑平面的转折部位；高度差异（或荷载差异）处；长高比过大的砌体承重结构或框架结构的适当部位；地基土的压缩性有显著差异处；建筑结构（或基础）类型不同处；分期建造房屋的交界处。沉降逢的宽度还要必须满足防震缝的宽度要求。2.沉降缝的结构处理2.1双墙式双墙式做法适用于沉降缝两侧均为砌体结构的情况，它是在沉降缝两侧都设承重墙，以保证每个沉降单元都有纵横墙连结，使建筑物的整体性较好，其不足之处是易使基础偏心受力。双墙式做法在基础上设置承重墙，主要用于承受横墙自重和楼面、屋面荷载。上述方法还适用于荷载轻、地基好、层数不多的房屋。当砌体层数较多一层、荷载较重和地基较弱时，沉降缝两侧的墙与每边的横墙基础可联合起来，做成筏板基础。2.2交叉式交叉式做法也称跨越式做法，如图1、图2所示。图1两侧均为砌体结构的交叉式图2两侧为砌体与框架结构的交叉式2.3悬挑式2.3.1两侧为砌体结构的悬挑式，一般不超过一开间尺寸。当选用悬挑方案时，挑梁端上的墙体应尽可能采用轻质隔墙并设构造柱。这种做法的不足之处是轻质墙体难以起到完全抗震的作用，也不能使新建工程形成闭合墙体看，从而导致整体刚度和抗震性能较差。当将上述轻质墙体改为承重墙时，虽然上述不足可得到一定改善，但基础宽度往往难以控制，并且挑梁根部下方的砌体局部承压很大，力传到基础的承压面积非常小，容易引起应力集中，因此，计算出来的基础宽度在局部范围内就非常大。2.3.2框架结构的悬挑式。当两侧结构形式不同时，为了使基础受力较好，互不影响，可采用框架结构的悬挑方式，如图3所示。图3框架结构的悬挑式2.4简支式当旧建筑物基础挑出较多时，若采用上述悬挑方案，挑梁配筋的用量将很大且结构难以处理。为此，在实际操作中我们采用了简支方案。简支方案是将所设计的新建筑物的混凝土桩穿过旧建筑物的基础大放脚，与原有基础底板彻底分开，并将挑梁改为简支于桩上和新设计的条形基础上的简支梁，托墙梁改为放在桩上的托墙梁，使新旧建筑物的基础能够自由沉降,互不影响。由于墙体和上部荷载是直接传到托墙梁上而后传到桩基上的。因此，连接桩基和新建条形基础的简支梁上就只有一定高度的砖墙自重，新建条基的宽度就可以变得很小了。因为旧建筑物已经过多年使用，其预压、沉降已基本完成，地耐力也可提高。所以，在旧建筑基础底板上打几个柱洞，一般不会影响原有建筑物的正常安全使用，但为保证安全在具体工程设计时，必须做简单的验算。2.5联合方案如原有建筑物的基础未伸出，则沉降缝两侧的新建筑物基础可联合成如图4所示图4框架结构联合方案基础沉降缝做法3.设计中的细节问题处理3.1在设计中应注意加强上部结构的刚度，如在沉降缝附近，每层应增设圈梁，加构造柱，以保证结构荷载的传递。悬挑梁计算应注意受弯钢筋配置的数量，同时必须进行抗剪核算，注意悬挑梁伸入支座的长度，一般悬挑梁伸入支座的长度不宜小于悬挑长度的2.5倍。当混合结构沉降缝两边结构单元采用满堂红基础时，沉降缝设计成双墙式是比较合理的。3.2在地震区，混合结构采用悬挑式沉降缝时应慎重。悬挑长度应控制，一般不宜大于3m。悬挑长度过大，会使悬挑梁截面偏大，而且会造成建筑结构整体的不稳定。建筑物在水平地震力作用下，由于水平荷载产生的倾覆力矩会使地基承受较大的偏心压力，若悬挑长度大,而建筑物宽度不大，则水平地震力使地基产生的偏心最大压应力达到不能承受的程度。3.3框架结构，由于一般采用独立柱基，所以在进行结构布置时，沉降缝两边的框架柱最好是不要设置在同一条轴线上。这样可以使独立柱基错开，结构受力合理，基础易于处理。当建筑使用上不允许沉降缝两边柱子错开时，可采用地基梁的方法，将沉降缝一侧的结构单元的两个或多个柱基联接起来，形成地基梁，这时，地基梁可按弹性地基梁或刚性梁设计。按刚性梁设计时，不考虑梁受力后塑性重分布问题，按弹性阶段计算内力。4.结语⑴在原有建筑物旁建造混合结构和框架结构时，沉降缝的处理方法可参照混合结构和框架结构沉降缝的处理方法，根据不同情况进行结构布置和设计。⑵沉降缝的结构处理办法还有很多，这里只是列举一些常见的，应该根据沉降缝两侧的结构体系进行结构布置和设计。但总的来说，不外是上述几种方法的综合应用，即双墙式、交叉式、悬挑式、简支式和联合方案等几种。结构设计人员要在符合建筑使用，且结构布置和受力合理的条件下，灵活运用。