建筑物中的变形缝

众所周知，建筑的任何结构元件在运行过程中都会承受一定的机械载荷。这种载荷并不总是与地震活动或建筑物自身的重量相关。在建筑物理学中，一个长期存在的挑战是不同材料在受热时的不均匀膨胀和冷却时的收缩。

简单例子：钢材和木材的热膨胀系数存在显著差异。这解释了位于寒冷屋顶空间中的木梁在使用标准螺栓或钢筋固定时发生机械失效的原因，因为这些连接方式没有热断层设计。为了解决这个问题及其他类似问题，在常见的建筑实践中会使用变形缝。

以下是该元件发挥作用并帮助维持整个建筑结构完整性的各种问题清单：

根据问题性质的不同，所有变形缝可分为热胀缝、收缩缝、地震缝和沉降缝。

热胀变形缝

从结构上讲，变形缝是将整栋建筑分割成若干部分的切口。各部分的尺寸及分割方向（垂直或水平）由工程设计和静动态载荷计算决定。

为了封闭切口并减少通过变形缝的热量损失，通常填充弹性保温材料，最常用的是特殊的橡胶化材料。这种分割提高了整个建筑的结构灵活性，防止个别构件因热膨胀而对其他材料造成破坏性影响。

通常，热胀变形缝从屋顶延伸至基础，将建筑物划分为多个部分。基础本身不需要分割，因为它位于冻结深度以下，不会受到与建筑其余部分相同的负面效应影响。热胀变形缝的间距取决于所使用的建筑材料类型和场地的地理位置，这决定了平均冬季温度。

变形缝的第二个主要用途是补偿不同高度建筑物的地基压力不均。在这种情况下，较高的（也是较重的）部分对土壤施加的压力大于较低的部分。这可能导致墙体和基础出现裂缝。同样，基础区域下方的不均匀地基沉降也可能引发结构性问题。

为防止墙体在这种情况下开裂，使用了沉降变形缝。与前一种类型不同，这些接缝不仅分割建筑本身，还分割其基础。通常，一栋建筑物可能需要多种类型的接缝。组合型接缝被称为热沉降接缝。

顾名思义，这些接缝用于位于地震活跃区的建筑物中。原理是将整个结构划分为“立方体”——每个独立的、结构稳定的封闭空间。每个这样的立方体必须在所有侧面和面上都由变形缝包围。只有这样，抗震接缝才能有效发挥作用。

沿抗震接缝处建造双层墙体或双排承重柱，形成每个独立封闭空间的主要结构支撑。

收缩变形缝用于整体式混凝土框架中，因为混凝土在固化过程中由于水分蒸发会自然轻微收缩。这些接缝防止裂缝影响整体框架的承载能力。

这种接缝的作用是随着整体结构逐渐硬化而扩展。一旦固化完成，形成的接缝会被完全封闭。特殊的密封剂和防水垫片被应用于收缩接缝及其他类型的变形缝，以确保长期的防渗性和耐久性。