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技术干货：公共建筑变形缝一体化设计 技术总结 公共建筑变形缝一体化设计 撰文 张宇悉地（北京）国际建筑设计顾问有限公司 随着我国经济水平的快速提高和城市化进程的蓬勃发展，以城市综合体、TOD开发项目等建筑类型为代表的城市级公共建筑层出不穷。在大型、特大型公共建筑项目中，因结构设计要求设置变形缝的情况极为普遍。变形缝作为容许建筑变形的重要系统，对性能、外观、系统一体化设计的要求也日益提高。近年来在新建公共建筑中，变形缝设计的成功与失败案例并存。为此，对以往的变形缝设计案例进行回顾梳理，总结正确的设计方法具有普遍的实践意义。 1 变形缝系统设计现状 从我国近年来建成的大型公共建筑项目来看，变形缝系统设计失败案例大致可以归纳为三大类： 1）系统综合变形性能不能或无法全部满足结构变形要求； 2）系统防水、防火、保温等物理性能不满足设计要求； 3）系统与室内外表层构造系统设计融合度低，综合设计精细化程度欠缺。 2 变形缝系统设计原则 从建筑功能角度而言，变形缝系统除需要满足结构变形的要求外，还要满足防水、防火、保温的建筑性能要求。从结构角度而言，建筑变形缝分为温度、沉降、抗震三种类型；在实际工程中，结构设计往往做“三缝合一”的综合处理。一般情况下，抗震设计所要求的变形缝两侧结构体的相对位移量往往可以同时覆盖温度伸缩及沉降的位移量要求。 按照“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震基本设计原则，变形缝系统的各个组成部分、部件的详细设计也应达到两大目标： 1）在小、中震条件下，与变形缝两侧结构体位移相适应； 2）在非地震或小震条件下，不会引发防水、防火、保温等系统的普遍破坏及次生灾害的发生。 从地理分布角度来看，以珠三角、长三角、京津冀地区为代表的经济中心和正在蓬勃发展的中部经济区大多处于抗震设防区域，大型、特大型公共建筑项目在这些区域中分布广泛。 随着项目建设标准的不断提升，建造成本的构成比例也发生了很大变化，主要体现在三个方面：主体结构造价占比下降；围护结构、室内外装修造价占比大幅提高；机电系统造价占比大幅提高。因此，以往变形缝设计中只需满足结构变形要求，其他系统破坏不计或极少考虑的观念已经发生改变。同时，随着大型新技术、新产品的出现和发展，也为扩展变形缝设计内容、改善其工作性能和美学效果提供了坚实的技术条件。 从大量成功的变形缝系统设计案例中，可以归纳三大设计原则： 1）结构、构造一体化的设计原则； 2）功能、性能优先的设计原则； 3）表层构造整合的设计原则。 3 变形缝系统设计方法 结合在大型公共建筑设计实践中的多年经验，笔者总结以下变形缝系统设计步骤。 步骤1：综合考虑变形缝位置 随着混凝土设计和施工技术的进步，一般情况下在大型公共建筑项目中一次建设的大型、超大型地下室已经较少设置变形缝了，而地上建筑设置变形缝也大多以抗震缝为主。地上建筑变形缝的结构设置通常分为三种方式：双柱/墙式、悬挑式、交接式（图1）。 【图 1变形缝结构方式：双柱墙式（左）、悬挑式（中）、交接式（右）】 各种方式的适用条件、工作特性的不同，其对建筑空间的影响也不同（表 1）。应根据项目的具体条件和设计目标综合考虑，力求量体裁衣，切忌“简单化”、“概念化”的思考方式。 【表 1变形缝结构方式的特征对比】 变形缝的设置问题应该在建筑方案设计阶段建筑主要体量基本确定后同步进行可行性研究，这也是结构方案设计的一项重要内容。但在实际项目设计中，往往由于方案设计师对技术方案重要性认知不足或专业配合问题而导致这个重要设计环节的缺失。 按照传统设计作业习惯，建筑变形缝设置与否及设置的位置基本由结构工程师单方面决定。建筑师在前期技术方案阶段的参与度较低，更多是在设计后期进行修补性的标准化构造处理，极少有机会根据具体条件进行针对性的设计。类似失败案例在现实中比比皆是。 从案例一和案例二的对比中不难看出，只要在设计早期对变形缝设置位置、方式进行全专业、全过程的密切配合，才能够得到安全、功能、美学、工艺性等诸多方面平衡的优质作品。 【图 2某医院项目（红色为变形缝位置）】 【图 3某医院项目局部屋面外墙变形缝构造】 【图 4某综合体设置多处变形缝】 【图 5某综合体裙房连廊处设变形缝】 步骤2：确定设计标准、条件 如前所述，变形缝系统设计需要在小、中震条件下使变形缝两侧结构体位移相互适应。通常结构工程师仅向建筑师提出变形缝宽度的数字，而鲜有建筑师真正了解这个