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1、 沧州职业技术学院毕业论文建筑物三缝合一的处理方法和研究 2007 届 城乡建设工程 系 专 业 建筑工程技术学 号 21学生姓名 指导教师 完成日期 2012年10月27 日 毕业论文任务书题目钢结构房屋的应用与优势专业建筑工程技术班级建工1003学生姓名 所在系城乡建设工程系导师姓名 导师职称助教一、论文内容钢结构体系因其本身所具有的自重轻、强度高、施工快等优点，与钢筋混凝土结构相比，更具有在高、大、轻三个方面发展的独特优势。随着国家经济建设的发展，钢结构产品在大跨度空间结构、轻钢门式结构、多层及小高层住宅领域的建筑日益增多，应用领域不断扩大。所以本文从实例中把握钢结构发展的趋势。二、基本
2、要求本文详实的介绍了国内外钢结构的主要应用和发展趋势，层次分明条理清楚，方便人们了解钢结构的应用和优点。三、主要技术指标（1）了结构的定义和它的应用范围（2）了钢结构在国外的以下几个形式的主要应用（3）详细介绍了钢结构在国内的应用（4）出钢结构相比于其他结构的优势和缺点（5）总结并对钢结构在我国的未来进行展望四、应收集的资料及参考文献多层民用钢结构房屋设计 郭兵 编著 中国建筑工业出版社 钢结构（上册）钢结构基础 陈绍蕃，顾强 中国建筑工业出版社钢结构学、钢结构基本原理 沈祖炎 同济大学出版社钢结构框架体系弹性及弹塑性分析与计算理论沈祖炎 同济大学出版社五、进度计划3.20-4.20 完成基本
3、资料的查询和研读.4.21-5.1 确定攥写方案.5.2 -6.1 完成论文的查证，文章结构的构思.6.1 -6.8 完成毕业论文的撰写.教研室主任签字时间年 月 日毕业论文开题报告题目钢结构房屋的应用与优势专业建筑工程技术班级建工1003学生姓名 一、文献综述（立论依据）数十年来，前苏联、美国、日本三国钢产量一直在世界上居前三位。因此，这几个国家的建筑钢结构建设事业蓬勃发展。我国近几年来，随着改革开放政策的实行和推进，经济建设工作取得了突飞猛进的进展，钢产量一跃成为世界第一。但目前与发达国家相比在许多方面还存在着明显差距。本文从国内钢结构的应用与优势方面进行举例等方法，为了使我们看到差距，以
4、推动我国建筑钢结构的进一步发展和应用，本文多方面收集资料介绍了国内外建筑钢结构的应用概况，为把握钢结构发展的趋势做出二、研究内容及预期目标本文准备介绍钢结构在欧美等先进国家的应用，然后通过与其对比，使我们明白我国钢结构方面的劣势，最后对钢结构的前景进行展望并对钢结构的发展趋势进行预测。三、研究方案本文通过钢结构在国内外建筑中的实例，分析了钢结构发展所需的技术条件市场条件，通过分析经济条件以及相关资料的论证解析了钢结构的优越性。四、进度计划1. 开题报告 2007年4月16日2. 中期检查 2007年5月20日3. 终 稿 2007年6月 5 日指导教师签字时间年 月 日中文摘要三缝合一的处理是
5、基本建设领域中一个不可缺少的组成部分，它包括伸缩缝、沉降缝、防震缝三缝。由于现实生活中气温的变化，地震的破坏和地基的不均匀沉降等因素的影响，易使建筑物发生变形或破坏，敌在设计时应事先将房屋划分成若干个独立部分，使其各部分能够自由独立的变化，让建筑物的安全性达到更好。本文将介绍三缝合一的处理方法及作用，来使更多的人能够认识变形缝的重要。关键词：三缝合一 处理方法 作用 - 11 -沧州职业技术学院毕业论文目录前言 钢结构的介绍和钢结构市场的发展趋势.11.国外钢结构的发展和应用举例.2 1.1 钢结构在国外的发展.21.2.1 低层钢结构和轻钢结构.31.2.2 高层及超高层钢结构.32.钢结构
6、在我国国内的应用举例.52.1高层建筑钢结构.62.2大跨度空间钢结构.62.3轻钢结构.63.钢结构在房屋建筑中应用钢结构的优势主要体现.84.钢结构市场的前景展望.9参考文献.11致谢.12前言随着人类文明的发展，人们居住环境的改变，建筑物已不再是人们简单的居所，而逐渐成为人们生存空间中的一个个景点，建筑物的形态越见参差不齐，错落有致了。丰富的立面使设计工作者需要考虑的问题越来越多，变形缝就是其中之一。有些建筑物由于长度过长，或平面曲折变化较多，或者同一建筑物中个别部分高度、荷载或所处地基土承载能力差异悬殊，往往使建筑物在受到温度变化、地基不均匀沉降、地震等作用时产生变形、裂缝，甚至使建筑
7、物遭到破坏，因此在进行建筑设计时就需要人为地设置相应的构造缝，使建筑物能相对位移，以防止或减轻建筑物可能受到的损坏，这种人为设置的使建筑物可以自由变形的竖向缝就是通常所说的变形缝。“三缝合一”是什么?伸缩缝:建筑构件因温度和湿度等因素的变化会产生胀缩变形。为此，通常在建筑物适当的部位设置竖缝，自基础以上将房屋的墙体、楼板层、 屋顶等构件断开，将建筑物分离成几个独立的部分.沉降缝：上部结构各部分之间，因层数差异较大，或使用荷重相差较大；或因地基压缩性差异较大，总之一句话，可能使地基发生不均匀沉降时，需要设缝将结构分为几部分，使其每一部分的沉降比较均匀，避免在结构中产生额外的应力，该缝即称之为“沉
8、降缝”。 防震缝：它的设置目的是将大型建筑物分隔为较小的部分，形成相对独立的防震单元，避免因地震造成建筑物整体震动不协调，而产生破坏。 有很多建筑物对这三种接缝进行了综合考虑，即所谓的“三缝合一”。变形缝的类型？ 设置变形缝的目的？1伸缩缝 定义：为防止建筑构件因温度变化，热胀冷缩使房屋出现裂缝或破坏，在沿建筑物长度方向相隔一定距离预留垂直缝隙。这种因温度变化而设置的缝叫做伸缩逢。 作法： 从基础顶面开始，将墙体、楼板、屋顶全部断开使其分成若干段。伸缩缝间距为60m左右；宽度20mm 30 mm。、从设计、生产、施工专业化水平看：2沉降缝 定义： 为防止建筑物各部分由于地基不均匀沉降引起房屋破
9、坏所设置的垂直缝称为沉降缝。 作法： 从基础底部断开，并贯穿建筑物全高。使两侧各为独立的单元，可以垂直自由的沉降。 设置原则： （1）建筑物平面的转折部位 （2）建筑的高度和荷载差异较大处 （3）过长建筑物的适当部位 （4）地基土的压缩性有着显著差异 （5）建筑物基础类型不同以及分期建造房屋的交界处3、防震缝 定义： 在地震烈度8度的地区，为防止建筑物各部分由于地震引起房屋破坏所设置的垂直缝称为防震缝。 作法：从基础顶面断开，并贯穿建筑物全高。最小缝隙尺寸为50 100 MM。缝的两侧应有墙，将建筑物分为若干体型简单、结构刚度均匀的独立单元。 设置原则： （1）房屋立面高差在6M以上 （2）房
10、屋有错层，并且楼板高差较大。（3）各组成部分的刚度截然不同 规定：在地震设防区，当建筑物需设置伸缩缝或沉降缝时，应统一按防震缝对待 而施工缝是在混凝土浇注过程用应为某种特殊原因导致砼浇注工作停止，在砼凝结以后才继续浇注，时间可以为混凝土初凝至下一构件的开始施工时间。是混凝土结构中一道看不见的“缝”。施工缝的构件的承载能力有一定的影响，所以，施工缝留设的位置有相当的讲究。1.三缝合一的处理1.1 三缝合一的设计原则为保证施工顺利和结构的连续性，现在一般都采用三缝合一，即在楼房的中部（板式楼房），或楼房的主楼和裙楼之间（存在裙楼的情况），设置施工缝，同时起伸缩缝、沉降缝、防震缝的作用。但需要注意的
11、是：对于超长结构或横跨地震活跃程度不同地区的一栋楼房，伸缩缝、沉降缝、防震缝需永久设置。1.1.1伸缩缝的设置新浇筑的混凝土在硬化过程中会收缩以及已建成的结构在温度变化时会热胀冷缩。当这两种变形受到约束时,就在结构内部产生应力,分别称为收缩应力和温度应力,或者把两者合称为收缩和温度应力。混凝土结硬收缩的大部分在浇灌后的头1-2月就完成了,而温度变化则是始终存在的。造成温度应力的温差有4种。第一.季节温差指构件在混凝土初凝时的温度与构件在使用期间由于季节变化而出现的最高或最低沮度间的差值。第二.内外温差指结构在使用期间,由于构件内外气温不同,在其内外表面间所产生的温差。第三日照温差指房屋在使用期
12、间,向阳面与背阳面之间的温差。第四大体积混凝土硬化过程中的温差。混凝土的温度线膨胀系数为，而结硬的收缩值为叭，房屋的长度愈长，楼板等纵向连续构件由于收缩和温度变化所引起的长度改变就愈大。如果这些纵向构件的变形,受到竖向构件柱、墙的约束在纵向构件中会产生拉应力或压应力,而在竖向构件中也会相应的受到推力或拉力,严重时就会在构件中出现裂缝。在建筑物中,收缩和温度应力的危害,在底部和顶部几层较为明显。因为在底部,房屋基础埋在地下,其收缩和温度变化较小,因而底部数层的收缩和温度变形会受到基础的约束。在顶部,日光直接照射在屋盖上,相对其下各层楼盖,顶层温度变化剧烈,故可认为顶层相对的受到其下数层楼盖的约束
13、。而中间各楼层,由于使用期间温度变化基本相同,相互间几乎没有约束,因而温度应力影响较小。为此,在建筑物中,常可在底部和顶部看到收缩和温度裂缝。温度和收缩应力普遍存在于钢筋混凝土结构之中,但在钢筋混凝土结构一般不计算其内力。因为,一方面建筑物各处的温度场分布和收缩参数等都很难准确地确定另一方面混凝土不是弹性材料,它既有塑性变形,还有徐变和应力松弛,实际的内力要远小于弹性理论计算值。某些工程的温度应力计算表明温度变化及收缩应力计算值过大,难以作为设计的依据。因此钢筋混凝土结构的温度变化及收缩问题,一般由构造措施来解决设置伸缩缝时通常是沿建筑物长度方向每隔一定距离或结构变化较大除在垂直方向预留缝隙，
14、将基础以上的建筑构件全部断开，分为各自独立的能在水平方向自由伸缩的部分。基础部分因受温度变化影响较小，一般不须离开。建筑中须设置伸缩缝的情况主要有三类：第一.建筑物长度超过一定限度；第二.建筑平面复杂，变化较多；第三.建筑中结构类型变化较大。1.1.2沉降缝的设置当同一建筑物中的各个部分由于基础沉降而产生显著沉降差,有可能产生结构难以承受的内力和变形时,可采用沉降缝将其分开。沉降缝不但应贯通上部结构,而且应贯通基础本身。通常,沉降缝用来划分同一建筑物中层数相差很多,荷载悬殊很大的部分,最典型示例是用来分开主楼和裙房的沉降缝。设缝还是不设缝,应根据具体条件综合考虑。上述方法是一种传统的设置方法,
15、可称为“放”。沉降缝的宽度,应考虑由于基础转动产生顶部位移的要求。对有抗震设防要求的建筑,沉降缝的宽度还应满足防震缝宽度的要求设防震缝后,由于上部结构须在缝的两侧均设独立的抗侧力结构,形成双梁、双柱或双墙建筑结构问题较多,地下室渗漏不容易解决。因此也可用“抗”这种方法来解决,即采用端承桩和利用刚度很大的基础。前者由坚硬的墓岩或砂卵石层来承受,尽可能避免显著的沉降差后者则用基础本身的刚度来抵抗沉降差,但此方法材料消耗较多、不经济,只能在特殊的情况下使用。目前,建筑物设缝趋向于采用上述两种方法的调和方法,可称之为“调”,即调整各部分沉降差。在设计与施工中采取措施调整各部分沉降,减少其差异,降低由沉
16、降差产生的内力。“调”的方法可采取如下措施。第一.调压力差主楼部分荷载大,采用整体的箱形基础和筏形基础,降低土压力,并加大埋深减少附加压力。低层部分采用较浅的十字交叉梁基础,增加土压力,使高低层沉降相近。第二.调时间差先施工主楼,主楼几期长,沉降大,待主楼基本建成,沉降基本稳定后,再施工裙房,使后期沉降基本相近。第三.调标高差当沉降值计算较为可靠时,主楼标高定得稍高,裙房标高定得稍低,预留两者沉降差,使最后两者实际标高相一致。在上述几种情况下,都要在主楼与裙房之间预留后浇带,钢筋连通,待两部分沉降稳定后再后浇混凝土使之连成整体设置沉降缝时，必须将建筑的基础、墙体、楼层及屋顶等部分全部在垂直方向
17、断开，使各部分形成能各自自由沉降的独立的刚度单位。凡属于下列情况的，均应考虑设置沉降缝：第一.当建筑物建造在不同的地基土壤上，两部分之间。第二.当同一建筑物的相邻部分高度相差两层以上或部分高度差超过10米时。第三.当同一建筑相邻基础的结构体系、宽度和埋置深度相差悬殊时。第四.原有建筑物和新建筑物紧相毗连时。第五.建筑平面形状复杂，高度变化较多时，应将建筑物划分为几个简单的体型，在各部分之间设置沉降缝。1.1.3防震缝的设置当建筑物平面复杂,不对称或房屋各部分刚度高度和质量相差悬殊时,在地震作用下,会产生扭转和复杂的振动状态因而在应力集中和连接薄弱部位,会造成震害。为了避免这种震害,可采用设置防
18、震缝的办法,将平面和体形复杂的建筑物,分成若干个比较规则、整齐和均匀的独立结构单元。一般来说,遇下列情况时,宜设防震缝。第一.平面长度和外伸长度尺寸超出相关规定的限制而又没有采取加强措施时；第二.各部分结构刚度相差很远,采取不同材料和不同结构体系时；第三.各部分质量相差较大时；第四.各部分有较大错层时。 对于设计烈度在79度的地震区，当房屋体型比较复杂时，如L型、T型、工字型等，必须将房屋分成几个体型比较规则的结构单位，以利于抗震。防止建筑物各部分在地震时相互撞击引起破坏。抗震缝将建筑物划分成若干体型简单、结构刚度均匀的独立单位。防震缝宽度的最小宽度应根据不同的结构类型和体系以及设计烈度确定。
19、在多层结构中按设计烈度不同，防震缝宽度一般采用50100MM。高层钢筋砼房屋当需要设置防震缝时，防震缝最小宽度应符合下列规定：框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过15M时可采用70M；超过15M时，6度、7度、8度和9度相应每增加高度5M、4M、3M和2M，宜加宽20MM。框架-抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用项规定的数值的70%，抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用项规定的数值的50%；且均不小于70MM。防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。设置防震缝时，应将建筑物分隔成独立，规则的结构单元，防震缝两侧的上部结构应完全分开，防震缝与伸缩缝、沉降缝应综合
20、考虑，协调布置伸缩缝、沉降缝应符合防震缝的要求。沉降缝的宽度尚应考虑基础内倾使缝宽减小后仍能满足防震缝的宽度。 1.2 三缝合一的处理方法建筑物三缝合一的处理方法是：三缝合一时必须满足抗震缝的要求。1.2.1双墙做法 即缝两侧均为承重墙，其基础做法又分为二种情况：第一.采用偏心式基础 这种方式多用于一般荷载较轻、层数不高的砖混结构中，它要求地基土承载力比较高，这样基础断面尺寸不很大，基础适度的偏心不致影响整个结构。在保证缝宽尺寸的情况下，低层部分基础偏心层可能大一些，因为它的基础断面尺寸相对要小一些，使两侧基础偏心都较合理可行。 第二.墩式基础 也称互相跨越的基础。这种做法必须设置基础梁，采用
21、这种方法实施起来比较复杂。首先要把基础梁的位置、跨数、跨度确定下来，然后根据墙体能下来的荷载把梁的弯矩、剪力计算出来，再根据剪力的大小（支座处）与地基土承载力来确定各个墩的尺寸，墩与墩之间应完全分开，如果有必要各墩还应配筋。这种方法多用于偏心基础不能满足的砖混结构和一边砖混，一边为框架的混合结构形式。1.2.2 悬挑做法悬挑做法 要求沉降缝一侧纵墙端部为悬挑基础，纵墙端部没有承重横墙，这种方式灵活性大、结构布置比较简单，适用于各种地基情况，但建筑构造处理比较复杂，它需在悬挑端设置轻质隔墙来减轻自重。实际上我们也可把悬挑基础做成悬挑梁，与墩式基础结合起来用，这样纵墙端部也可以是承重墙，它能更好地
22、满足建筑物构造要求。1.2.3简支做法简支做法 即将两个独立单元建筑拉开一段距离，利用简支构件联结两边，来满足沉降要求。这种方式适用于在两个建筑物间做连廊。设计、施工均比较简单易行。1.2.4 钢筋混凝土后浇带 钢筋混凝土后浇带 这是近年在本地区应用于多层或高层框架结构的建筑中，后浇带就是在主楼（高层）与附房（低层）间在低层部位人为地留出一道800mm1000mm宽的缝，待主楼的主体结构施工完成后，主楼处沉降已基本完成，方可将后浇带用高一级标号的混凝土浇筑。主楼越高，沉降完成的越好，越宜采用后浇带。高层建筑和裙房的结构及基础设计成整体，但在施工时用后浇带把两部分暂时断开，待主体结构施工完毕，已
23、完成大部分沉降量（50以上）以后再浇灌连接部分的混凝土，将高低层连成整体。设计时基础应考虑两个阶段不同的受力状态，分别进行强度校核。连成整体后的计算应当考虑后期沉降差引起的附加内力。这种做法要求地基土较好，房屋的沉降能在施工期间内基本完成。2.工程实例笔者设计了某房地产的一栋住宅楼,小高层,剪力墙结构。该住宅楼长度102.30m,远远超出规范要求。我们进行了仔细分析,列出了几种可行性方案。（1）设两道伸缩缝将建筑物划分成个长的独立单元；（2）设两道后浇带,将建筑物划分成个长的结构单元；（3）在中间设一道伸缩缝,将建筑物划分成个长的独立单元,然后每个单元再设一道后浇带。经过对这种方案的仔细分析与
24、比较,我们认为方案（1）最安全,对温度应力的消除效果最好。但缝两侧要设双墙,缺点也最明显,造价最高,对建筑立面的影响最大。方案（2）经济效果最好,但很难消除温度收缩应力,对建筑使用安全造成隐患。方案（3）既兼顾了建筑物的安全使用性,消除了温度收缩应力的影响,又兼顾了投资方的经济利益,是一个优秀的设计方，最终选择了该方案。另外,本建筑缝两侧荷载相差不是很大,该缝不必起沉降缝的作用,因此仅上部结构设缝。同时兼顾本建筑有抗展设计要求,其缝必须满足抗震缝的要求。 （3）自重轻。采用轻质的各种材料，组成高强、防火、防水、绝热、隔音、节能的复合墙体，替代传统的粘土砖和其它笨重的砌体材料。采用轻型钢结构体系
25、，混凝上用量可降低50，房屋整体重量比混凝土建筑重量下降75。 （4）施工周期短。采用轻型房屋钢结构体系，不需要现场绑扎钢筋，不需要制作模板，楼板现浇混凝土时，不需要临时支撑，这样，可以大大地加快施工现场的拼装速度。因此，轻型房屋钢结构体系的建设周期，可以比传统结构模式缩短5075，可以大大缩短投资资金的占用周期，提高资金的使用效率。 （5）可再利用。钢结构及其配套技术的相应部件，绝大部分可以工厂化制作，实现产品化。钢结构住宅的材料，具有可再生利用性、可改造性。3.三缝合一的作用和意义沉降缝、伸缩缝、防震缝的设置均会导致耗材多、构造复杂且施工困难。因此,设计者应力求通过调整平面形状和尺寸,改善
26、结构布置,加强连接和关键薄弱部位的构造,以及采取适当的施工措施,尽可能做到不设置或少设缝。还要考虑到一缝多用,例如有抗震要求的沉降缝必然同时起到防震缝的作用,有温度要求的沉降缝和防震缝也必须同时起到伸缩缝的作用。所以,当无法避免而必须设缝时,要尽量把三缝统一考虑设置做到既合理又经三缝合一的设置有效的防止了建筑物因温度变化、地基不均匀沉降以及地震等外界因素对建筑物的影响。而建筑物三缝合一的处理方法有利于建筑物整体性的增加，使建筑物的抗震性增强，同时也对建筑物的防水、防火、保温、防虫害等采取了有效措施。结束语每个建筑物都有各自不同的特点，是否需要做到三缝合一，如何设置三缝合一，应根据每个工程不同的
27、建筑要求，结构形式及地理环境来考虑，尽可能采用合理、简单的做法，并能达到更为理想的结果。三缝合一中的重点就是沉降缝，希望通过总结以前的经验，能够在以后的结构设计工作中把变形缝处理的更完美。 参考文献1. GBJ 203-1983.砌体结构设计规范2.王梦铁工程结构裂缝控制 中国建筑工业出版社，19973. 建筑抗震设计规范（GB500112001）4.建筑房屋学科学出版社 主编：袁雪峰 张海梅 5. 建筑施工技术 （黑龙江省科技出版社，宁仁岐、刘宗仁？主编）6.建筑施工（中国建筑工业出版社，谢尊渊主编）7.建筑抗震设计规范（GB50011-2001）S 北京 中国建筑工业出版 20018.社混凝土结构设计规范(GB50010-2002)S 北京 中国建筑工业出版社 20029.王祖华 混凝土与砌体结构M 广州 华南理工大学出版社 1992.1210.赵西安 钢筋混凝土高层建筑结构设计M 北京 中国建筑工业出版1995 致 谢本人在做毕业设计期间得到了导师 的精心指导与支持，在做实习设计的过程给予了诸多良好的建议，他在整个实习设计的过程中给予我无私帮助，帮助我进行论文结构的构思，为我提供了必要的参考书籍，也为我提供了许多有价值的参考意见和技术资料,在此我对刘老师表示忠心的感谢。