超長混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基本問題研究與工程實(shí)踐

吳志平

【摘要】在新的時(shí)代背景下，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，建筑行業(yè)有了很大的發(fā)展，這樣就使得建筑面積和體積在不斷的增加，從而就出現(xiàn)了超長混凝土結(jié)構(gòu)?；诖?，本文主要對超長混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基本問題研究與工程實(shí)踐進(jìn)行了詳細(xì)的分析，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】超長混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；基本問題；工程實(shí)踐

一、前言

現(xiàn)階段，在進(jìn)行建筑工程建設(shè)的時(shí)候，混凝土材料得到了廣泛的使用，主要是因?yàn)槠渚哂泻芨叩膹?qiáng)度、剛度，并且具有安全性與耐久性的特征。但是受到外部環(huán)境和自身因素影響，就出現(xiàn)了變形、裂縫等一系列問題，所以作為建筑單位一定要合理的運(yùn)用混凝土，并且發(fā)揮其優(yōu)勢特征，從而就能促進(jìn)建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

二、問題的提出

在建筑工程中，根據(jù)很多施工實(shí)踐可以知道，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的原因有很多，并且具有很大的不確定性，在工程實(shí)踐中，問題主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

1、在進(jìn)行混凝土澆筑的時(shí)候，水泥水化問題的出現(xiàn)促使混凝土內(nèi)外溫差在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生了一定的壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生了拉應(yīng)力。倘若拉應(yīng)力比混凝土的極限抗拉強(qiáng)度大，就會(huì)使得混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

2、環(huán)境溫度的變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料自身出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。這種應(yīng)力主要在工程施工和完工的時(shí)候使用。同時(shí)混凝土收縮和溫度變化還會(huì)導(dǎo)致變形和位移現(xiàn)象的出現(xiàn)，并且對于超長混凝土結(jié)構(gòu)可能起到很大的約束作用，這樣就會(huì)造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)開裂的情況。

3、結(jié)構(gòu)太長，倘若工程的施工場地的地質(zhì)情況比較復(fù)雜，并且深度相差比較大，結(jié)構(gòu)兩端的沉降差就會(huì)比較大，針對這樣的現(xiàn)狀，如果不對其進(jìn)行沉降設(shè)置，也沒有采取相應(yīng)的構(gòu)造對策，構(gòu)件就會(huì)發(fā)生傾斜或者產(chǎn)生裂縫。同時(shí)在超長結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還要避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問題。

三、超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)的控制方法

1、控制絕對沉降量

在工程建設(shè)中，由于主樓荷載比較大，裙房部分荷載比較小，這樣地下室就在抗浮狀態(tài)下，并且各個(gè)區(qū)域的荷載差異比較大，從而就對不均勻沉降非常敏感。所以在進(jìn)行超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)的時(shí)候，要采用變剛度調(diào)平原理，并且使用不同樁參數(shù)和密度進(jìn)行主樓基礎(chǔ)的強(qiáng)化，對裙房和地下室基礎(chǔ)進(jìn)行弱化，從而就可以大大的減少主樓、裙房以及地下室之間的差異沉降。對于裙房和純地下室基礎(chǔ)的弱化，要采用樁長比較短、持力層比較弱的樁基。同時(shí)在進(jìn)行主樓沉降的時(shí)候，要帶動(dòng)相鄰跨比較弱的裙房或者純地下室基礎(chǔ)產(chǎn)生部分沉降，從而就能夠保證高低層過渡區(qū)域形成相對緩和的沉降曲線，繼而就大大減少了降量突變引起的不良影響。

2、設(shè)置調(diào)節(jié)沉降差的沉降后澆帶

對于整個(gè)工程，主樓、裙房、純地下室以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要連接在一起，但是在施工的過程中，應(yīng)該采用沉降后澆帶將兩部分暫時(shí)斷開，通常等待主樓結(jié)構(gòu)施工完成后，如果有沉降觀測，就根據(jù)觀測結(jié)果對主樓結(jié)構(gòu)的沉降在主樓結(jié)構(gòu)施工完成之前已經(jīng)趨于穩(wěn)定進(jìn)行證明，也要保證主樓與裙房間的沉降差不超過設(shè)計(jì)要求。隨后采用微膨脹混凝土澆灌方法進(jìn)行沉降后澆帶，并且將高低層連接成一個(gè)整體。最后在進(jìn)行沉降后澆帶設(shè)置的時(shí)候，在進(jìn)行沉降后澆帶封閉之前，主樓沉降要獨(dú)立的完成，這樣不僅能夠大大的降低主裙樓間的沉降差，還能夠?qū)⒅魅箻情g的差異沉降控制在接受的范圍內(nèi)。

3、預(yù)先設(shè)定標(biāo)高差

對于超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)，在進(jìn)行沉降計(jì)算之后，應(yīng)該將主樓的標(biāo)高定的稍微高些，將裙房或者純地下室標(biāo)高定得稍微低些，以及對兩者的沉降差進(jìn)行預(yù)留，從而就能夠保證它們與實(shí)際的標(biāo)高是一致的。

四、超長混凝土收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力控制方法

第一種是對結(jié)構(gòu)在溫差和砼收縮影響下的彈性有限元單獨(dú)分析設(shè)計(jì)進(jìn)行充分的考慮，這樣就可以得出需要配置的抗溫差和收縮的鋼筋面積。再用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到鋼筋面積疊加，從而就可以根據(jù)疊加之后的鋼筋面積進(jìn)行合理的配筋。

第二種是將溫差和收縮下的內(nèi)力與荷載進(jìn)行組合，組合之后再對需要鋼筋面積進(jìn)行確定。

相比較而言，第一種方法相對簡單和方便，第二種方法更加容易產(chǎn)生不利內(nèi)力組合。針對這樣的形勢，倘若在設(shè)計(jì)的過程中使用最大溫差和收縮下產(chǎn)生的內(nèi)力，與荷載產(chǎn)生的內(nèi)力進(jìn)行疊加之后再采用規(guī)范公式進(jìn)行截面剛度、裂縫寬度的計(jì)算是不合理的。同時(shí)不設(shè)立永久伸縮縫主要包括以下幾個(gè)方面：

1、設(shè)置施工后澆帶

在工程建設(shè)中，對超長預(yù)應(yīng)力砼樓板屋面施工路段劃分的時(shí)候，受到很多因素的影響，最主要的是建筑平面布置特點(diǎn)，例如：伸縮縫柱、預(yù)應(yīng)力筋張拉方式、砼澆筑問題等。同時(shí)施工過程中，通常施工路段在30～50m之間。最后要想張拉，就要增加施工路段，還要對小路段施工進(jìn)行劃分，從而就能夠很好的減少砼收縮。

2、設(shè)置施加預(yù)應(yīng)力

在進(jìn)行超長地下室底板、側(cè)墻施工的時(shí)候，應(yīng)該采用預(yù)應(yīng)力混凝土，這樣不僅可以降低結(jié)構(gòu)的鋼筋何混凝土的使用量，還可以提高結(jié)構(gòu)的剛度和抗裂性能。同時(shí)還可以在混凝土結(jié)構(gòu)只能夠適當(dāng)?shù)氖┘宇A(yù)壓應(yīng)力，這樣不僅可以抵消溫度、收縮等引起的拉應(yīng)力，還可以有效避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂的情況。與此同時(shí)還能夠提高工程實(shí)際使用面積和空間布置的靈活性，從而就很大程度的改善了建筑物的使用功能。

3、配筋控制

在進(jìn)行構(gòu)件配筋的時(shí)候，既要對溫度影響進(jìn)行考慮，還要適當(dāng)?shù)奶岣呓Y(jié)構(gòu)構(gòu)件的最小配筋率。首先要將基礎(chǔ)底板、地下室頂板的最小配筋率進(jìn)行嚴(yán)格的控制，在0.3%左，并且中樓在0.25%左右；然后梁的腰筋配筋率，要控制在每側(cè)的0.20%左右，并且腰筋要細(xì)和密。最后梁腰筋之間的距離要在150mm以下。

五、結(jié)束語

總而言之，作為設(shè)計(jì)人員要根據(jù)不同的工程采取不同的對策，并且不斷的探索出具有針對性的設(shè)計(jì)方案，從而就能夠促進(jìn)建筑行業(yè)的不斷向前發(fā)展。

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