[12-11 16:59:40] 来源：http://www.tmgc8.com 建筑设计 阅读：3589次
1 前言
现代建筑正朝着多功能、体形复杂、尺度不断增大的方向发展,超长建筑物常有出现。为了减少温度变化对结构的影响,往往要求布置温度伸缩缝。但这常与建筑立面外理,建筑功能及屋面防水发生矛盾,尤其在地震区,伸缩缝的宽度须符合防震缝的要求,更使立面处理等增加困难。因此,建筑师常要求结构工程师不设缝或少设缝。本文就微膨胀混凝土在超长钢筋混凝土结构设计中采取无缝设计的技术问题进行了探讨。
2 无缝设计方法讨论
2.1 后浇带的设计方法
目前在结构设计中常有采用后浇带,后浇带主要有三个作用:
a、用后浇带代替沉降缝。在荷载变化较大部位设置,减小建筑物的不均匀沉降对结构的影响。这是常规的作法,在很多工程中得到应用,并起到了比较好的效果。
b、现浇混凝土凝固时,减少混凝土干缩的影响。在结构区段较大,当现浇混凝土凝固时,容易产生干缩裂缝,因此将楼板划分成20-40M的区格,用后浇带分开,采用减少楼板浇灌区格长度的方法以减少混凝土干缩的影响。这对控制混凝土早期干缩裂缝,起到很好的作用。
c、用后浇带代替伸缩缝。通常在混凝土干缩过程大都已完成时,即可将后浇带灌注混凝土。后浇带混凝土凝固完成后,后浇带即应视作不复存在,楼板又成为较长的区段。此时,如果受温度变化的影响,后浇带就不能再起任何作用了。因此用后浇带来代替伸缩缝,很难取得它要起的作用。
2.2 结构楼面混凝土中加UEA膨胀剂的设计方法
a、设计思路 :在结构楼面中用UEA补偿收缩混凝土作为结构材料,在硬化过程中产生的膨胀作用,由于钢筋对混凝土的约束,在结构中建立少量的预压应力(0.2-0.7Mpa),这一预压应力大致可以补偿混凝土在硬化过程中产生的温差和干缩的拉应力,从而防止温度收缩裂缝,或把裂缝控制在无害裂缝范围内(小于0.1MM)。
b、梁板的温度应力分析: 梁板在温度收缩变形作用下,将沿长度方向产生水平法向应力,其最大值应在截面的中点(图1a),当最大值超过混凝土的抗拉强度,在梁板的中点产生第一道垂直裂缝,梁板就分为两块,每块梁板的水平应力就会重分布,每块梁板中点的最大水平法向应力超过混凝土的抗拉强度,就会产生第二道垂直裂缝(图1b),这种裂缝的有序性常可在工程中见到。
c、设计方法:通过上面的应力分析,在设计中,如能预先在梁板中建立一定的预压应力,来补偿在温度收缩变形作用下产生的水平法向应力,且在最大应力处进行加强,即可控制有序裂缝的出现(图2)。在长方向间隔40-60M处,设膨胀加强带2M宽,采用内掺14%-15%UEA的混凝土,其强度等级比两侧混凝土高一等级,其它部位混凝土均内掺10%-12%的UEA。
3 工程实例
A、工程概况:宁波镇海庄市街道同心村商住楼,总工程面积2.8万m2,其中地下室面积0.55万m2,地上十八层,地下一层,结构形式为全现浇框架剪力墙结构(图3),基础采用Φ600、Φ900钻孔灌注桩。
B、技术措施:该工程总长92m,已远远超过规范设置伸缩缝的要求,但由于建筑立面及功能不容许设伸缩缝,且上部结构仅在○A轴以北有,两边的荷载、刚度不同,可能产生不均匀沉降。在设计中采取了以下技术措施:
○a在每层结构楼面中内掺水泥重量10%的UEA。
○b沿建筑长度方向约间隔40m左右设置两道加强带。
○c考虑到地下室不均匀沉降的影响,在2/0A轴附近设置沉降后浇带,保证在有上部结构和无上部结构地下室两块之间沉降不均匀的情况下,不至于产生过大的裂缝,主体完工后,将沉降后浇带浇好后,又能发挥它抵抗温度收缩的作用。
○d为提高钢筋与混凝土的握裹力,减少收缩裂缝,采用冷轧变形钢筋。加强带的板筋配置比两侧楼板的钢筋面积增加50%,且加强带的混凝土强度等级比两侧提高一个等级。
○e加强带布置在框架跨度三分之一范围内。如遇次梁时,根据梁断面的大小,也配置适量加强钢筋。
○f地下室长近90M,也需要解决温度收缩的问题。在笔者以前设计的工程中,地下室侧壁,内掺UEA膨胀剂,但由于在施工中侧壁拆模早,湿水养护不好,拆模一段时间后,发现局部有竖向细收缩裂缝出现。因此,在此工程中,地下室底板及壁板采用内掺12%UEA膨胀剂的补偿收缩混凝土一次性浇筑,并加强侧壁湿水养护措施,主体完工后,仔细检查,没有发现收缩裂缝,达到预期效果。www.tmgc8.com
C、施工工艺:
○aA~F六区依次浇筑内掺10%UEA膨胀剂的C40混凝土,在膨胀加强带两侧用密孔铁丝网并用φ8的立筋加固,防止混凝土流入加强带中。待A~F六区浇筑完毕两周后,即可用内掺15%UEA膨胀剂的C45混凝土浇筑加强带。分界处混凝土可先用内掺15%UEA膨胀剂的C45混凝土原浆湿润,然后再浇筑加强带,并用木抹槎平使其接缝严密。
○b为防止混凝土的早期干缩裂缝,并使混凝土楼面平整,在浇筑过程中振捣密实后,即用木抹对混凝土表面进行搓平收压三遍,基本以原浆收平,对局部粗骨料暴露过多的混凝土表面,可用相应的混凝土原浆覆盖,再收平压实。
○c对内掺UEA膨胀剂的混凝土,湿水养护是消除收缩裂缝的重要措施。因此在混凝土刚初凝时,应及时的用草袋覆盖湿水养护两周。
该工程自付使用至今已有一年多,未发现任何有害裂缝,特别是屋面结构也采用微膨胀混凝土设计施工,经暴雨冲刷及阳光曝晒,亦未发现渗漏水现象。
D、其他工程:
现将笔者在近几年中,设计或参与设计的超长钢筋混凝土结构应用微膨胀混凝土的工程列于表1
4 小结
微膨胀混凝土在超长钢筋混凝土结构工程应用的设计方法是以UEA补偿收缩混凝土为结构材料,间隔40-60M设置加强带,不设缝连续浇筑超长钢筋混凝土结构的一种新技术,使用微膨胀混凝土,其优点是除能解决建筑功能、建筑立面及屋面防水处理困难等问题,还可以缩短工期,减少施工难度,整体防水好,节省工程费用。同时在设计中还应注意以下问题。
A、 超长钢筋混凝土结构如可能有不均匀沉隆,在基础设计中协调基础沉降的同时,应采用后浇加强带的办法处理。
B、屋顶女儿墙或通长檐板,除与屋面同部位设置加强带外,还应采取适当的构造措施将其分段,增加纵向细而密的温度分布钢筋,此部位最容易出现温度收缩裂缝。
C、加强屋面的保温隔热措施。除保温层适当加厚外,还应采用有效的隔热方法,例如,在屋面上设架空层,以减少太阳辐射对混凝土屋面板的直接影响。
D、对屋面板的配筋适当加大,但钢筋直径不宜大,而使其间距较密。能够起到良好的作用。
实际工程千变万化,不是一种方法所能解决的,必须由设计人因地因时制宜,针对不同的结构特点灵活运用,综合运用几种方法,才能得到较好的解决方案。
