建筑物大體積混凝土結(jié)構(gòu)計算方法探討

文/王曉慶、李方、尤培華 中國核電工程有限公司鄭州分公司 河南鄭州 450052

建筑物大體積混凝土結(jié)構(gòu)計算方法探討

文/王曉慶、李方、尤培華 中國核電工程有限公司鄭州分公司 河南鄭州 450052

在建筑物的建造過程中，大體積混凝土的結(jié)構(gòu)計算是重點，只有做好了結(jié)構(gòu)的計算工作，才能夠在后續(xù)的建筑物建造過程中提升其結(jié)構(gòu)建造的水平與質(zhì)量。本文主要研究了建筑物大體積混凝土結(jié)構(gòu)計算的基本方法，并研究了結(jié)構(gòu)計算過程中要重點注意的事項，明確了計算的相關(guān)要點，希望可以為今后的建筑建造帶來參考。

建筑物；大體積混凝土；結(jié)構(gòu)計算

在建筑物的建造過程中，經(jīng)常會使用大體積混凝土，特別是在大都市的建筑物中，其施工往往會使用大體積混凝土。如何更加科學(xué)合理的使用大體積混凝土，這關(guān)乎建造的效果。所以，我們研究建筑物大體積混凝土結(jié)構(gòu)計算很有意義。

1、房屋建筑大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)概述

1.1 相關(guān)定義。大體積混凝土，它具體定義是這樣的：一次澆筑量大于1000立方米或混凝土結(jié)構(gòu)實體最小尺寸等于或大于2米，并且混凝土澆筑需研究溫度控制措施的混凝土。而在我國一些施工單位制定的“大體積混凝土工法”中認(rèn)為：凡結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸大于3000mm的混凝土塊體；或者單面散熱的結(jié)構(gòu)斷面的最小尺寸在750mm以上，雙面散熱在1000mm以上，水化熱引起的最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計超過25℃的混凝土，都可以稱為大體積混凝土。

1.2 相關(guān)特點。它的特點很明顯，結(jié)構(gòu)厚實，混凝土量大，工程條件復(fù)雜，現(xiàn)在一般都是地下現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，施工技術(shù)要求高，水泥水化熱較大，預(yù)計會超過25度，容易使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度變形。在這里需要說明的是，大體積混凝土除了最小斷面和內(nèi)外溫度有一定的規(guī)定外，對平面尺寸也有一定限制。因為平面尺寸過大，約束作用所產(chǎn)生的溫度力也愈大，如采取控制溫度措施不當(dāng)，溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，則易產(chǎn)生裂縫。

2、規(guī)范對少筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)定

建筑物混凝土結(jié)構(gòu)中有很多為大體積混凝土，其對強(qiáng)度要求往往不是很高。在一般水工建筑物中，如閘墩、閘底板、溢流堰、擋土墻、水電站廠房的擋土墻、尾水管、泵站閘室等，在外力作用下，一方面要滿足抗滑、抗傾覆的穩(wěn)定性要求，結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的自重;另一方面，還應(yīng)滿足強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍和不允許出現(xiàn)裂縫等要求，因此結(jié)構(gòu)的尺寸比較大。若按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，常需配置較多的鋼筋而造成浪費，若按素混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，則又因計算所需截面較大，需使用大量的混凝土。對于這類結(jié)構(gòu)，如在混凝土中配置少量鋼筋，在滿足穩(wěn)定性的要求下，考慮此少量鋼筋對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全方面所起的作用，就能減少混凝土用量，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)和安全的要求。因此，在大體積的水工建筑物中，采用在混凝土中少量配筋結(jié)構(gòu)，有其特殊意義。

弱筋混凝土結(jié)構(gòu)是指配筋率低于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的最小配筋率、介于素混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之間的一種少量配筋的結(jié)構(gòu)，稱弱筋混凝土結(jié)構(gòu)，也稱為少筋混凝土結(jié)構(gòu)(下同)。這類結(jié)構(gòu)在水利工程設(shè)計中是常見的，有時它在某些水工混凝土工程結(jié)構(gòu)中處于制約設(shè)計的重要地位。從常理講，只要允許素混凝土結(jié)構(gòu)的存在，必定會有少筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，因為它畢竟是素混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之間的中介產(chǎn)物。

2.1 鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受力鋼筋最小配筋率

一般鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋的配筋率不應(yīng)小于規(guī)范中規(guī)定的數(shù)值。溫度、收縮等因素對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響較大時，最小配筋率應(yīng)適當(dāng)增大。

2.2 大尺寸底板和墩墻的縱向受力鋼筋最小配筋率

截面尺寸較大的底板和墩墻一類結(jié)構(gòu)，其最小配筋率可由鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受力鋼筋基本最小配筋率所列的基本最小配筋率乘以截面極限內(nèi)力值與截面極限承載力之比得出。即：

此時，底板與墩墻的受壓鋼筋可不受最小配筋率限制，但對與墩墻的受壓區(qū)應(yīng)配置適量的構(gòu)造鋼筋。

2.3 特大截面的最小配筋用量

對于截面尺寸由抗傾、抗滑、抗浮或布置等條件確定的厚度大于5m的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，規(guī)范9.5.3規(guī)定:如經(jīng)論證，其縱向受拉鋼筋可不受最小配筋率的限制，鋼筋截面面積按承載力計算確定，但鋼筋截面面積不得小于2500mm2/m。

3、大體積建筑物混凝土施工技術(shù)應(yīng)用

隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，國土資源變得十分稀缺，大體積混凝土在建筑施工中應(yīng)用也越來越多。對于大體積建筑物混凝土施工，前期的配制優(yōu)化十分重要，但后期的施工更加重要?；A(chǔ)混凝土之中預(yù)先埋設(shè)冷水管，這是決定基礎(chǔ)混凝土厚度的關(guān)鍵。至于在大體積建筑物混凝土施工前期，對于基礎(chǔ)混凝土的澆筑，可采用分層分段澆筑方法，盡可能縮短兩層混凝土之間的澆筑時間間隔，要保證每一層混凝土之中溫度差異相同或近似，不能出現(xiàn)一高一低的狀況，從而影響到基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度和質(zhì)量。當(dāng)混凝土施工完成后，由于溫會導(dǎo)致混凝土收縮造成裂縫。所以在混凝土攪拌施工時，一定要控制好混凝土內(nèi)外溫差。在澆筑時，澆筑的混凝土應(yīng)該符合國家建筑行業(yè)相關(guān)施工配制標(biāo)準(zhǔn)，盡可能將粗骨料均勻分布在混凝土澆筑地基表面。對上層混凝土進(jìn)行濕潤開始進(jìn)行下一層施工時，要注意將上層積水清理干凈，做好兩層混凝土之間的接漿合縫工作，避免出現(xiàn)水平工縫之外的其它縫隙。在澆筑混凝土?xí)r應(yīng)當(dāng)注意混凝土表面的滲水，要及時將混凝土之中滲出的多余水分處理干凈，防止水分對混凝土凝結(jié)的破壞?；炷潦┕ね瓿珊螅瑢τ诨炷恋臏囟缺Ｗo(hù)也十分重要，這關(guān)系到混凝土最后的成型和質(zhì)量。根據(jù)地域和季節(jié)的不同，保溫保護(hù)的時間應(yīng)當(dāng)以實際情況為準(zhǔn)。在部分大體積建筑物混凝土施工完成之后，因為氣溫原因或者混凝土層之中存在空氣，會出現(xiàn)塑性裂縫或者收縮裂縫，應(yīng)及時進(jìn)行填補(bǔ)處理。

結(jié)語：

綜上所述，在今后的建筑物大體積混凝土應(yīng)用過程中，首先要制定更加科學(xué)合理的建造方法，同時，要進(jìn)一步設(shè)計其結(jié)構(gòu)，并科學(xué)的進(jìn)行計算，才能夠提高建筑物大體積混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果。

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