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所謂沉降縫就是為了防止建筑物各部分由于不均勻沉降產生破壞而設置的變形縫。由于實際工程的需要,有些建筑物還須設置沉降縫。本文著重談談沉降縫的設置條件、寬度及其結構處理。
1.沉降縫的設置條件
沉降縫通常宜設置在建筑物的以下部位:建筑平面的轉折部位;高度差異(或荷載差異)處;長高比過大的砌體承重結構或框架結構的適當部位;地基土的壓縮性有顯著差異處;建筑結構(或基礎)類型不同處;分期建造房屋的交界處。沉降逢的寬度還要必須滿足防震縫的寬度要求。
2.沉降縫的結構處理
2.1雙墻式 雙墻式做法適用于沉降縫兩側均為砌體結構的情況,它是在沉降縫兩側都設承重墻,以保證每個沉降單元都有縱橫墻連結,使建筑物的整體性較好,其不足之處是易使基礎偏心受力。雙墻式做法在基礎上設置承重墻,主要用于承受橫墻自重和樓面、屋面荷載。上述方法還適用于荷載輕、地基好、層數不多的房屋。當砌體層數較多一層 、荷載較重和地基較弱時,沉降縫兩側的墻與每邊的橫墻基礎可聯合起來,做成筏板基礎。
2.2交叉式 交叉式做法也稱跨越式做法,如圖1、圖2所示。 圖1兩側均為砌體結構的交叉式 圖2兩側為砌體與框架結構的交叉式2.3懸挑式2.3.1兩側為砌體結構的懸挑式,一般不超過一開間尺寸。當選用懸挑方案時,挑梁端上的墻體應盡可能采用輕質隔墻并設構造柱。這種做法的不足之處是輕質墻體難以起到完全抗震的作用,也不能使新建工程形成閉合墻體看,從而導致整體剛度和抗震性能較差。當將上述輕質墻體改為承重墻時,雖然上述不足可得到一定改善,但基礎寬度往往難以控制,并且挑梁根部下方的砌體局部承壓很大,力傳到基礎的承壓面積非常小,容易引起應力集中,因此,計算出來的基礎寬度在局部范圍內就非常大。
2.3.2框架結構的懸挑式。當兩側結構形式不同時,為了使基礎受力較好,互不影響,可采用框架結構的懸挑方式,如圖3所示。
2.4簡支式 當舊建筑物基礎挑出較多時,若采用上述懸挑方案,挑梁配筋的用量將很大且結構難以處理。為此,在實際操作中我們采用了簡支方案。簡支方案是將所設計的新建筑物的混凝土樁穿過舊建筑物的基礎大放腳,與原有基礎底板徹底分開,并將挑梁改為簡支于樁上和新設計的條形基礎上的簡支梁,托墻梁改為放在樁上的托墻梁,使新舊建筑物的基礎能夠自由沉降,互不影響。由于墻體和上部荷載是直接傳到托墻梁上而后傳到樁基上的。因此,連接樁基和新建條形基礎的簡支梁上就只有一定高度的磚墻自重,新建條基的寬度就可以變得很小了。因為舊建筑物已經過多年使用,其預壓、沉降已基本完成,地耐力也可提高。所以,在舊建 筑基礎底板上打幾個柱洞,一般不會影響原有建筑物的正常安全使用,但為保證安全在具體工程設計時,必須做簡單的驗算。
2.5聯合方案 如原有建筑物的基礎未伸出,則沉降縫兩側的新建筑物基礎可聯合成如圖4所示 圖4框架結構聯合方案基礎沉降縫做法
3.設計中的細節問題處理
3.1在設計中應注意加強上部結構的剛度,如在沉降縫附近,每層應增設圈梁,加構造柱,以保證結構荷載的傳遞。懸挑梁計算應注意受彎鋼筋配置的數量,同時必須進行抗剪核算,注意懸挑梁伸入支座的長度,一般懸挑梁伸入支座的長度不宜小于懸挑長度的2.5倍。當混合結構沉降縫兩邊結構單元采用滿堂紅基礎時,沉降縫設計成雙墻式是比較合理的。
3.2在地震區,混合結構采用懸挑式沉降縫時應慎重。懸挑長度應控制,一般不宜大于3m。懸挑長度過大,會使懸挑梁截面偏大,而且會造成建筑結構整體的不穩定。建筑物在水平地震力作用下,由于水平荷載產生的傾覆力矩會使地基承受較大的偏心壓力,若懸挑長度大,而建筑物寬度不大,則水平地震力使地基產生的偏心最大壓應力達到不能承受的程度。
3.3框架結構,由于一般采用獨立柱基,所以在進行結構布置時,沉降縫兩邊的框架柱最好是不要設置在同一條軸線上。這樣可以使獨立柱基錯開,結構受力合理,基礎易于處理。當建筑使用上不允許沉降縫兩邊柱子錯開時,可采用地基梁的方法,將沉降縫一側的結構單元的兩個或多個柱基聯接起來,形成地基梁,這時,地基梁可按彈性地基梁或剛性梁設計。按剛性梁設計時,不考慮梁受力后塑性重分布問題,按彈性階段計算內力。
4.結 語
⑴在原有建筑物旁建造混合結構和框架結構時,沉降縫的處理方法可參照混合結構和框架結構沉降縫的處理方法,根據不同情況進行結構布置和設計。
⑵沉降縫的結構處理辦法還有很多,這里只是列舉一些常見的,應該根據沉降縫兩側的結構體系進行結構布置和設計。但總的來說,不外是上述幾種方法的綜合應用,即雙墻式、交叉式、懸挑式、簡支式和聯合方案等幾種。結構設計人員要在符合建筑使用,且結構布置和受力合理的條件下,靈活運用。
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