超长混凝土结构设计中基本问题研究与工程实践

文/吴志平 大连都市发展设计有限公司 辽宁大连 116011

超长混凝土结构设计中基本问题研究与工程实践

文/吴志平 大连都市发展设计有限公司 辽宁大连 116011

在新的时代背景下，伴随着我国经济的高速发展，建筑行业有了很大的发展，这样就使得建筑面积和体积在不断的增加，从而就出现了超长混凝土结构。基于此，本文主要对超长混凝土结构设计中基本问题研究与工程实践进行了详细的分析，以供同行参考。

超长混凝土；结构设计；基本问题；工程实践

一、前言

现阶段，在进行建筑工程建设的时候，混凝土材料得到了广泛的使用，主要是因为其具有很高的强度、刚度，并且具有安全性与耐久性的特征。但是受到外部环境和自身因素影响，就出现了变形、裂缝等一系列问题，所以作为建筑单位一定要合理的运用混凝土，并且发挥其优势特征，从而就能促进建筑行业的蓬勃发展。

二、问题的提出

在建筑工程中，根据很多施工实践可以知道，导致混凝土出现裂缝的原因有很多，并且具有很大的不确定性，在工程实践中，问题主要体现在以下三个方面：

1、在进行混凝土浇筑的时候，水泥水化问题的出现促使混凝土内外温差在结构内部产生了一定的压应力，表面产生了拉应力。倘若拉应力比混凝土的极限抗拉强度大，就会使得混凝土表面出现裂缝。

2、环境温度的变化导致结构材料自身出现热胀冷缩现象，从而产生温度应力。这种应力主要在工程施工和完工的时候使用。同时混凝土收缩和温度变化还会导致变形和位移现象的出现，并且对于超长混凝土结构可能起到很大的约束作用，这样就会造成结构构件出现开裂的情况。

3、结构太长，倘若工程的施工场地的地质情况比较复杂，并且深度相差比较大，结构两端的沉降差就会比较大，针对这样的现状，如果不对其进行沉降设置，也没有采取相应的构造对策，构件就会发生倾斜或者产生裂缝。同时在超长结构设计中，还要避免结构出现裂缝问题。

三、超长混凝土结构无缝设计的控制方法

1、控制绝对沉降量

在工程建设中，由于主楼荷载比较大，裙房部分荷载比较小，这样地下室就在抗浮状态下，并且各个区域的荷载差异比较大，从而就对不均匀沉降非常敏感。所以在进行超长混凝土结构无缝设计的时候，要采用变刚度调平原理，并且使用不同桩参数和密度进行主楼基础的强化，对裙房和地下室基础进行弱化，从而就可以大大的减少主楼、裙房以及地下室之间的差异沉降。对于裙房和纯地下室基础的弱化，要采用桩长比较短、持力层比较弱的桩基。同时在进行主楼沉降的时候，要带动相邻跨比较弱的裙房或者纯地下室基础产生部分沉降，从而就能够保证高低层过渡区域形成相对缓和的沉降曲线，继而就大大减少了降量突变引起的不良影响。

2、设置调节沉降差的沉降后浇带

对于整个工程，主楼、裙房、纯地下室以及基础设计要连接在一起，但是在施工的过程中，应该采用沉降后浇带将两部分暂时断开，通常等待主楼结构施工完成后，如果有沉降观测，就根据观测结果对主楼结构的沉降在主楼结构施工完成之前已经趋于稳定进行证明，也要保证主楼与裙房间的沉降差不超过设计要求。随后采用微膨胀混凝土浇灌方法进行沉降后浇带，并且将高低层连接成一个整体。最后在进行沉降后浇带设置的时候，在进行沉降后浇带封闭之前，主楼沉降要独立的完成，这样不仅能够大大的降低主裙楼间的沉降差，还能够将主裙楼间的差异沉降控制在接受的范围内。

3、预先设定标高差

对于超长混凝土结构无缝设计，在进行沉降计算之后，应该将主楼的标高定的稍微高些，将裙房或者纯地下室标高定得稍微低些，以及对两者的沉降差进行预留，从而就能够保证它们与实际的标高是一致的。

四、超长混凝土收缩应力和温度应力控制方法

第一种是对结构在温差和砼收缩影响下的弹性有限元单独分析设计进行充分的考虑，这样就可以得出需要配置的抗温差和收缩的钢筋面积。再用结构设计得到钢筋面积叠加，从而就可以根据叠加之后的钢筋面积进行合理的配筋。

第二种是将温差和收缩下的内力与荷载进行组合，组合之后再对需要钢筋面积进行确定。

相比较而言，第一种方法相对简单和方便，第二种方法更加容易产生不利内力组合。针对这样的形势，倘若在设计的过程中使用最大温差和收缩下产生的内力，与荷载产生的内力进行叠加之后再采用规范公式进行截面刚度、裂缝宽度的计算是不合理的。同时不设立永久伸缩缝主要包括以下几个方面：

1、设置施工后浇带

在工程建设中，对超长预应力砼楼板屋面施工路段划分的时候，受到很多因素的影响，最主要的是建筑平面布置特点，例如：伸缩缝柱、预应力筋张拉方式、砼浇筑问题等。同时施工过程中，通常施工路段在30～50m之间。最后要想张拉，就要增加施工路段，还要对小路段施工进行划分，从而就能够很好的减少砼收缩。

2、设置施加预应力

在进行超长地下室底板、侧墙施工的时候，应该采用预应力混凝土，这样不仅可以降低结构的钢筋何混凝土的使用量，还可以提高结构的刚度和抗裂性能。同时还可以在混凝土结构只能够适当的施加预压应力，这样不仅可以抵消温度、收缩等引起的拉应力，还可以有效避免结构出现开裂的情况。与此同时还能够提高工程实际使用面积和空间布置的灵活性，从而就很大程度的改善了建筑物的使用功能。

3、配筋控制

在进行构件配筋的时候，既要对温度影响进行考虑，还要适当的提高结构构件的最小配筋率。首先要将基础底板、地下室顶板的最小配筋率进行严格的控制，在0.3%左，并且中楼在0.25%左右；然后梁的腰筋配筋率，要控制在每侧的0.20%左右，并且腰筋要细和密。最后梁腰筋之间的距离要在150mm以下。

五、结束语

总而言之，作为设计人员要根据不同的工程采取不同的对策，并且不断的探索出具有针对性的设计方案，从而就能够促进建筑行业的不断向前发展。

[1]膨胀加强带施工方案，中国建筑第八工程局.2012，(03).

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[3]赵平平.关于预防超长混凝土结构裂缝设计的若干建议[J]科技创新与应用，2014，（21）：109-112.

[4]雷峻.浅析房屋建筑混凝土施工存在问题的技术预防和处理.中国房地产业.2015.(7)