王康平 李偉強(qiáng)
湖南誠(chéng)士建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410000
建筑伸縮縫是指為防止建構(gòu)筑物的構(gòu)件由于氣候溫度變化(熱脹、冷縮),使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫甚至破壞而沿建筑物或者構(gòu)筑物在適當(dāng)部位設(shè)置的一條構(gòu)造縫。實(shí)踐證明,科學(xué)而規(guī)范的伸縮縫設(shè)計(jì)具有廣泛的實(shí)際意義,可以有效減少建筑物裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)可能,防止不必要的安全隱患的發(fā)生,能夠未雨綢繆,提高建筑物的使用壽命。
我們一般見(jiàn)到比較多的是應(yīng)用在建筑物中,建筑物中一般做法是將基礎(chǔ)以上的構(gòu)件如墻體、樓板、屋頂(木屋頂除外)等沿建筑物長(zhǎng)方向垂直斷開(kāi),分成兩個(gè)或若干個(gè)獨(dú)立部分,使建筑物地面以上沿長(zhǎng)方向可做水平伸縮。墻體伸縮縫位于建筑物的垂直方向,樓板伸縮縫一般位于建筑物室內(nèi),這兩種伸縮縫一般不會(huì)有重型荷載作用在上面。屋面伸縮縫屬于建筑物裸露的部分,普通的上人或者不上人的屋面伸縮縫主要滿足伸縮作用以及防止雨水沿縫隙滲漏到建筑物室內(nèi),常規(guī)構(gòu)造做法主要也是考慮伸縮和防水的功能要求:沿屋面伸縮縫設(shè)置混凝土反邊,防水卷材覆蓋縫隙,利用防水卷材的彈性進(jìn)行伸縮變形,防水卷材上再覆蓋一層金屬板或混凝土板的保護(hù)層[1]。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展,各種各樣的建筑形式如雨后春筍般出現(xiàn),傳統(tǒng)的技術(shù)做法不一定能適應(yīng)新型建筑形式的發(fā)展。
作者所屬的區(qū)域位于中南地區(qū),屬于夏熱冬冷地區(qū),四季溫差大,晝夜溫差大,一般都嚴(yán)格按要求設(shè)置伸縮縫。作者注意到,大部分伸縮縫做法的改進(jìn)都是針對(duì)建筑物美觀方面的,伸縮縫蓋縫板看起來(lái)是一個(gè)很簡(jiǎn)單的部件,但若蓋縫板的材料選擇不好,既影響使用壽命,又關(guān)乎建筑形象,因此都會(huì)根據(jù)建筑物功能,選用金屬類(lèi)如不銹鋼板、鋁合金板等蓋縫板,但這一類(lèi)都不耐沖擊荷載,如果遇到重型荷載作用,將直接影響建筑的使用壽命[2]。
作者在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中遇到的案例,就是一種有重型荷載直接作用在伸縮縫上面的案例,在伸縮縫設(shè)計(jì)中,通過(guò)調(diào)查研究、多方比對(duì),對(duì)其進(jìn)行了構(gòu)造分析和做法改進(jìn)。
項(xiàng)目地點(diǎn)位于湖南省長(zhǎng)沙市,項(xiàng)目名稱(chēng):云冷產(chǎn)業(yè)園,項(xiàng)目性質(zhì):物流工業(yè)園區(qū)。主要由一棟大型冷庫(kù)和一棟綜合性產(chǎn)品展示中心組成,大型冷庫(kù)地面以上設(shè)計(jì)八層,建筑面積約78000㎡,采用了LOFT冷庫(kù)的新設(shè)計(jì)理念;綜合性產(chǎn)品展示中心地面以上設(shè)計(jì)五層,建筑面積約66000㎡,采用了層層停車(chē)、屋頂天街等新設(shè)計(jì)理念。
項(xiàng)目場(chǎng)地內(nèi)有一定的地形高差,冷庫(kù)的一層連通產(chǎn)品展示中心的二層,利用地形高差設(shè)計(jì)了一個(gè)半地下室物流配送中心,半地下室上蓋大型冷庫(kù)和室外轉(zhuǎn)運(yùn)場(chǎng)地。項(xiàng)目?jī)?nèi)物流轉(zhuǎn)運(yùn)非常頻繁,每天的車(chē)流量非常大,有大量重型車(chē)(大型箱式貨車(chē)或半掛集裝箱車(chē),設(shè)計(jì)按載重50噸考慮)需要在半地下室頂板上行駛。由于半地下室有兩個(gè)方向是在室外地坪以上,且建筑超長(zhǎng)(長(zhǎng)方向有280米),半地下室地面以上需要設(shè)置溫度變形縫(即伸縮縫),如果伸縮縫上有較厚的覆土層,重型車(chē)荷載的作用力就可以通過(guò)土層部分?jǐn)U散,但是本項(xiàng)目因?yàn)闂l件不允許不能在伸縮縫上覆土,而是重型車(chē)直接作用于伸縮縫上面,這種情形的伸縮縫需要滿足三個(gè)重要的條件:
①頂板上作用的荷載很大,對(duì)伸縮縫的抗壓強(qiáng)度要求很高;②頂板以下是物流配送中心,對(duì)頂板的防水要求很高;③車(chē)流量非常頻繁,對(duì)伸縮縫的耐磨性要求很高。
如果按照常規(guī)的上人或者不上人的屋面伸縮縫做法用在這種情況會(huì)有諸多的問(wèn)題:
①防水卷材及保護(hù)板裸露在外,不耐磨,不耐壓,經(jīng)車(chē)輛頻繁碾壓極易損壞;②常規(guī)的混凝土反邊邊角無(wú)保護(hù),經(jīng)歷幾次重型車(chē)頻繁碾壓后容易崩邊,就無(wú)法起到防水的作用。
針對(duì)這種特殊情況,作者改進(jìn)了伸縮縫的做法,采用建筑中埋式止水鋼板結(jié)合橋梁伸縮裝置的做法,伸縮縫兩邊的混凝土反邊采用高強(qiáng)碳纖維混凝土。
頂板變形縫改進(jìn)做法
建筑中埋式止水鋼板一般用于建筑物的地下室變形縫中,屬于與建筑主體同步施工的一道防水層,在伸縮縫內(nèi)鋼板設(shè)計(jì)為U形,可實(shí)現(xiàn)水平方向自由伸縮,建筑物實(shí)際應(yīng)用中防水效果很好;橋梁伸縮裝置一般用于道路橋梁或城市高架路的橋面變形縫中,兩塊熱軋整體成型的異形鋼板分別固定在伸縮縫兩邊的混凝土表面,通過(guò)橡膠材料連接,實(shí)現(xiàn)了既可水平方向自由伸縮,又達(dá)到防水的效果,且車(chē)輛可平順駛過(guò),不會(huì)出現(xiàn)凸跳與噪音。
施工時(shí)在結(jié)構(gòu)梁上預(yù)留綁扎固定鋼筋,將中埋式止水鋼板和橋梁伸縮裝置通過(guò)若干根連接鋼筋預(yù)先焊接在一起,再與結(jié)構(gòu)梁上的綁扎固定鋼筋焊接固定,縫內(nèi)填聚苯板密實(shí)同時(shí)作為混凝土反邊的邊模,全部固定好后先澆搗其中一側(cè)350寬C50高強(qiáng)碳纖維混凝土,經(jīng)檢測(cè)預(yù)埋件和安裝件無(wú)損傷及變形,再澆搗另外一側(cè)350寬C50高強(qiáng)碳纖維混凝土,養(yǎng)護(hù)完成以后,縫內(nèi)用油膏密實(shí),最后安裝橡膠連接件。
以上伸縮縫做法,作者應(yīng)用在云冷產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目設(shè)計(jì)中,實(shí)際應(yīng)用證明這種做法有效解決了重型荷載直接作用在伸縮縫上面時(shí)的設(shè)計(jì)困惑,采用熱軋整體成型的異形鋼板和高強(qiáng)碳纖維混凝土的材料既能承受直接高強(qiáng)荷載作用,又能實(shí)現(xiàn)與兩側(cè)的其他材料的路面平穩(wěn)過(guò)渡;而中埋式止水鋼板和橋梁伸縮裝置中的橡膠同時(shí)具有水平伸縮以及防水的作用,能達(dá)到I級(jí)防水效果。該項(xiàng)目伸縮縫做法的改進(jìn)取得了非常好的效果,得到了業(yè)主和施工單位的一致好評(píng)。