超長(zhǎng)高層建筑結(jié)構(gòu)溫度問題研究

朱哲宇

【摘? 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)國(guó)民在日常的生活和工作過程中對(duì)于建筑工程的需求量也在不斷的提升，在很大程度上也促使我國(guó)的建筑工程行業(yè)朝著舒適化以及大型化方向不斷發(fā)展。在我國(guó)的城市建設(shè)過程中，出現(xiàn)了越來越多的超長(zhǎng)高層建筑?；诖耍恼戮蜏囟葘?duì)建筑工程結(jié)構(gòu)的影響、超長(zhǎng)高層建筑結(jié)構(gòu)溫度問題的原因以及解決措施方面進(jìn)行了相關(guān)分析。

【關(guān)鍵詞】超長(zhǎng)高層建筑;結(jié)構(gòu)溫度問題;原因;解決措施

引言

近幾年來，我國(guó)的建筑工程行業(yè)發(fā)展迅速，已經(jīng)成為了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要支撐。超長(zhǎng)高層建筑作為我國(guó)城市建筑工程的重要類型，其建設(shè)水平也越來越高，但是，由于超長(zhǎng)高層建筑自身的特性，其建設(shè)質(zhì)量也會(huì)受到較多因素的影響，溫度就是其中的一個(gè)重要因素。為此，相關(guān)建筑工程企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)超長(zhǎng)高層建筑結(jié)構(gòu)溫度問題的研究，制定相應(yīng)的解決措施，最終提高超長(zhǎng)高層建筑的施工水平。

1.溫度對(duì)超長(zhǎng)高層建筑工程結(jié)構(gòu)的影響以及類型

（1）溫度對(duì)建筑工程的結(jié)構(gòu)有著較大的影響，其主要表現(xiàn)為：根據(jù)相關(guān)專業(yè)學(xué)者的分析研究顯示，溫度以及其收縮應(yīng)力是造成超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要原因。其一，在溫度的影響下，連續(xù)澆筑的超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)收縮變化或者是水化作用，進(jìn)而導(dǎo)致超長(zhǎng)混凝土構(gòu)件的體積的不均勻變化，然后引起混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的開裂;其二，受到外界環(huán)境溫度的變化的影響，超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮，使得超長(zhǎng)混凝土的整體結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間出現(xiàn)不均勻的變形和位移，從而對(duì)超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)形成較大的約束能力，最終引起超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的開裂問題。

（2）關(guān)于溫度的類型，如果按照溫度的作用形式來對(duì)影響建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)溫度實(shí)施分類，則可以將其分為兩類：均勻溫差以及表面溫差。溫度上升以及下降期間加熱對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響并不是很大，甚至比冷卻的影響少很多。所謂均勻溫差主要指的是建筑結(jié)構(gòu)表面，特別是混凝土構(gòu)件的橫截面上可以感受到溫度的變化。它的存在會(huì)使得混凝土的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形的情況，促進(jìn)裂縫的進(jìn)一步發(fā)展。表里溫差是指澆注或者使用的過程當(dāng)中，混凝土組件內(nèi)部以及外部之間的溫度差，主要是由于混凝土的材料性質(zhì)而造成的。由于混凝土材料屬于不良的熱導(dǎo)體，因此在施工的過程當(dāng)中非常容易出現(xiàn)內(nèi)部以及外部的溫差問題，進(jìn)而造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形的情況;處在自然環(huán)境當(dāng)中的工程結(jié)構(gòu)自然會(huì)受到各種條件的影響，包含：地貌條件，太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度，周圍的空氣以及溫度變化等等。最終造成工程結(jié)構(gòu)物體的溫度分布辦的非常得復(fù)雜化。但是縱觀混凝土的工程結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)由于自然環(huán)境條件而造成的溫度負(fù)荷可以可分大致三類：驟冷溫度的影響，年溫差的影響以及日照溫度變化的影響。年度溫度差主要指由于年度溫度的變化而造成的結(jié)構(gòu)溫度變化。突然的溫度下降主要是指強(qiáng)烈冷空氣的入侵以及日落時(shí)室內(nèi)外的相關(guān)溫度分布而造成的。陽(yáng)光溫度變化主要指在同一天當(dāng)中，陽(yáng)光照射的結(jié)構(gòu)不同，而造成的溫度變化具備不同性。

2.超長(zhǎng)高層建筑結(jié)構(gòu)溫度問題的原因

引起超長(zhǎng)高層建筑結(jié)構(gòu)的溫度問題的原因有很多，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

第一，季節(jié)性的溫差變化的影響，這是引起超長(zhǎng)高層建筑工程結(jié)構(gòu)溫度問題的重要因素。同時(shí)，季節(jié)性的溫度變化從本質(zhì)上來講也是一個(gè)較為漫長(zhǎng)的過程，其對(duì)于超長(zhǎng)高層建筑工程結(jié)構(gòu)的影響并不是一蹴而就的，而是需要一個(gè)較長(zhǎng)的過程。另外，季節(jié)性的溫差變化其對(duì)于超長(zhǎng)高層建筑工程結(jié)構(gòu)的影響不僅較為緩慢，還較為均勻。一般都是從夏季開始，一直延續(xù)到冬季，是一個(gè)緩慢的降溫過程。在整個(gè)過程中，超長(zhǎng)高層建筑工程的混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮的效應(yīng)，使得其從整體的角度上進(jìn)行分析，超長(zhǎng)高層建筑工程的混凝土結(jié)構(gòu)一直處于一個(gè)拉伸的狀態(tài)，容易引起質(zhì)量問題。另外，相反的從冬季開始，延續(xù)到夏季也是一種季節(jié)性溫差，這個(gè)過程是一個(gè)緩慢的升溫過程，超長(zhǎng)高層建筑工程的混凝土結(jié)構(gòu)也會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮，最終引發(fā)質(zhì)量問題。

第二，晝夜溫差變化的影響。晝夜溫差變化是影響超長(zhǎng)高層建筑的施工質(zhì)量的常見的溫度因素。主要表現(xiàn)為：在傍晚的時(shí)候，室內(nèi)外的溫度變化。但是，因?yàn)槲輧?nèi)的保溫性能通常情況下是比較穩(wěn)定的，故而，對(duì)于超長(zhǎng)高層建筑工程的混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外構(gòu)件之間就會(huì)出現(xiàn)一定的溫度差值，而為了滿足超長(zhǎng)高層建筑工程的建設(shè)需要，對(duì)于混凝土建筑內(nèi)部的溫度要求是恒定的，需要建筑工程企業(yè)利用空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行溫度的保持。但是，對(duì)于在施工過程中直接暴露在外部的自然環(huán)境中的外圍墻體、剪力墻等混凝土構(gòu)件來講，那么實(shí)現(xiàn)混凝土構(gòu)件的溫度的恒定那幾乎是不可能完成的?；炷两Y(jié)構(gòu)受到外界的晝夜溫差的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題。

第三，驟然溫度變化的影響。這種影響因素和以上兩種影響因素相比較，屬于一個(gè)意外性比較大的因素，通常情況下，驟然溫度變化都是突然產(chǎn)生的，因此，具有一定的意外性和不可預(yù)見性，在實(shí)際的處理過程中，也具有一定的難度。

驟然溫度變化的產(chǎn)生主要是強(qiáng)冷空氣的突然降臨，使得溫度出現(xiàn)驟降，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的溫度變化，然后對(duì)超長(zhǎng)高層建筑工程的結(jié)構(gòu)造成一定的影響，影響程度也較難控制。

3.超長(zhǎng)高層建筑結(jié)構(gòu)溫度問題的解決措施

3.1合理應(yīng)用混凝土微膨脹技術(shù)

混凝土微膨脹技術(shù)是解決超長(zhǎng)高層建筑結(jié)構(gòu)溫度問題的一項(xiàng)有效的技術(shù)。在實(shí)際的技術(shù)操作過程中，工作人員需要向后澆帶的內(nèi)外添加一定規(guī)格的膨脹劑，增加超長(zhǎng)高層建筑工程的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的在膨脹過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力，進(jìn)而抵消其在受到溫度影響時(shí)收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，有效的延緩混凝土收縮的時(shí)間，加強(qiáng)對(duì)混凝土收縮應(yīng)力的有效控制，避免受到溫度的影響，超長(zhǎng)高層建筑工程的混凝土結(jié)構(gòu)因?yàn)榕蛎浐褪湛s而出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的開裂，影響建筑工程的結(jié)構(gòu)水平。

但是，受到我國(guó)現(xiàn)階段的建筑材料和技術(shù)水平等方面的影響，并不是所有的超長(zhǎng)高層建筑在實(shí)際的設(shè)計(jì)施工過程中，都可以實(shí)現(xiàn)無縫設(shè)計(jì)，無形中也限制了混凝土微膨脹技術(shù)的應(yīng)用。此外，混凝土微膨脹技術(shù)并不能完全的補(bǔ)償超長(zhǎng)高層建筑工程的混凝土結(jié)構(gòu)的收縮，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部所產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而減小，而且，隨著我國(guó)建筑工程行業(yè)的發(fā)展，混凝土微膨脹技術(shù)在應(yīng)用過程中，所使用的膨脹劑的規(guī)格以及對(duì)混凝土攪拌標(biāo)準(zhǔn)的要求也越來越高，也增加了混凝土微膨脹技術(shù)的使用難度，還需要進(jìn)行繼續(xù)優(yōu)化。

3.2合理應(yīng)用無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)

無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)也是一種較為有效的處理超長(zhǎng)高層建筑結(jié)構(gòu)溫度問題的措施。其在實(shí)際應(yīng)用的過程中，主要是在超長(zhǎng)高層建筑結(jié)構(gòu)成型之前就利用軸向預(yù)壓應(yīng)力和相應(yīng)的預(yù)壓應(yīng)變，對(duì)超長(zhǎng)高層建筑工程的混凝土結(jié)構(gòu)受到溫度變化所引起的收縮變形進(jìn)行抵消，以此來控制混凝土結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力，避免混凝土結(jié)構(gòu)受溫度影響出現(xiàn)開裂。另外，無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過程中，對(duì)于施工設(shè)備沒有較多的要求，且操作過程較為簡(jiǎn)單，因此，其應(yīng)用也較為成熟。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，溫度對(duì)于超長(zhǎng)高層建筑結(jié)構(gòu)的影響主要體現(xiàn)在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響方面，因此，建筑工程企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)溫度原因的分析，在此基礎(chǔ)上合理應(yīng)用混凝土微膨脹技術(shù)和無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，解決超長(zhǎng)高層建筑結(jié)構(gòu)溫度問題，提高建筑工程的建設(shè)質(zhì)量，最終促進(jìn)我國(guó)建筑工程行業(yè)的發(fā)展。

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