超長混凝土結構設計中基本問題研究與工程實踐

吳志平

【摘要】在新的時代背景下，伴隨著我國經濟的高速發展，建筑行業有了很大的發展，這樣就使得建筑面積和體積在不斷的增加，從而就出現了超長混凝土結構。基于此，本文主要對超長混凝土結構設計中基本問題研究與工程實踐進行了詳細的分析，以供同行參考。

【關鍵詞】超長混凝土；結構設計；基本問題；工程實踐

一、前言

現階段，在進行建筑工程建設的時候，混凝土材料得到了廣泛的使用，主要是因為其具有很高的強度、剛度，并且具有安全性與耐久性的特征。但是受到外部環境和自身因素影響，就出現了變形、裂縫等一系列問題，所以作為建筑單位一定要合理的運用混凝土，并且發揮其優勢特征，從而就能促進建筑行業的蓬勃發展。

二、問題的提出

在建筑工程中，根據很多施工實踐可以知道，導致混凝土出現裂縫的原因有很多，并且具有很大的不確定性，在工程實踐中，問題主要體現在以下三個方面：

1、在進行混凝土澆筑的時候，水泥水化問題的出現促使混凝土內外溫差在結構內部產生了一定的壓應力，表面產生了拉應力。倘若拉應力比混凝土的極限抗拉強度大，就會使得混凝土表面出現裂縫。

2、環境溫度的變化導致結構材料自身出現熱脹冷縮現象，從而產生溫度應力。這種應力主要在工程施工和完工的時候使用。同時混凝土收縮和溫度變化還會導致變形和位移現象的出現，并且對于超長混凝土結構可能起到很大的約束作用，這樣就會造成結構構件出現開裂的情況。

3、結構太長，倘若工程的施工場地的地質情況比較復雜，并且深度相差比較大，結構兩端的沉降差就會比較大，針對這樣的現狀，如果不對其進行沉降設置，也沒有采取相應的構造對策，構件就會發生傾斜或者產生裂縫。同時在超長結構設計中，還要避免結構出現裂縫問題。

三、超長混凝土結構無縫設計的控制方法

1、控制絕對沉降量

在工程建設中，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下，并且各個區域的荷載差異比較大，從而就對不均勻沉降非常敏感。所以在進行超長混凝土結構無縫設計的時候，要采用變剛度調平原理，并且使用不同樁參數和密度進行主樓基礎的強化，對裙房和地下室基礎進行弱化，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的弱化，要采用樁長比較短、持力層比較弱的樁基。同時在進行主樓沉降的時候，要帶動相鄰跨比較弱的裙房或者純地下室基礎產生部分沉降，從而就能夠保證高低層過渡區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、設置調節沉降差的沉降后澆帶

對于整個工程，主樓、裙房、純地下室以及基礎設計要連接在一起，但是在施工的過程中，應該采用沉降后澆帶將兩部分暫時斷開，通常等待主樓結構施工完成后，如果有沉降觀測，就根據觀測結果對主樓結構的沉降在主樓結構施工完成之前已經趨于穩定進行證明，也要保證主樓與裙房間的沉降差不超過設計要求。隨后采用微膨脹混凝土澆灌方法進行沉降后澆帶，并且將高低層連接成一個整體。最后在進行沉降后澆帶設置的時候，在進行沉降后澆帶封閉之前，主樓沉降要獨立的完成，這樣不僅能夠大大的降低主裙樓間的沉降差，還能夠將主裙樓間的差異沉降控制在接受的范圍內。

3、預先設定標高差

對于超長混凝土結構無縫設計，在進行沉降計算之后，應該將主樓的標高定的稍微高些，將裙房或者純地下室標高定得稍微低些，以及對兩者的沉降差進行預留，從而就能夠保證它們與實際的標高是一致的。

四、超長混凝土收縮應力和溫度應力控制方法

第一種是對結構在溫差和砼收縮影響下的彈性有限元單獨分析設計進行充分的考慮，這樣就可以得出需要配置的抗溫差和收縮的鋼筋面積。再用結構設計得到鋼筋面積疊加，從而就可以根據疊加之后的鋼筋面積進行合理的配筋。

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

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生不利內力組合。針對這樣的形勢，倘若在設計的過程中使用最大溫差和收縮下產生的內力，與荷載產生的內力進行疊加之后再采用規范公式進行截面剛度、裂縫寬度的計算是不合理的。同時不設立永久伸縮縫主要包括以下幾個方面：

1、設置施工后澆帶

在工程建設中，對超長預應力砼樓板屋面施工路段劃分的時候，受到很多因素的影響，最主要的是建筑平面布置特點，例如：伸縮縫柱、預應力筋張拉方式、砼澆筑問題等。同時施工過程中，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行劃分，從而就能夠很好的減少砼收縮。

2、設置施加預應力

在進行超長地下室底板、側墻施工的時候，應該采用預應力混凝土，這樣不僅可以降低結構的鋼筋何混凝土的使用量，還可以提高結構的剛度和抗裂性能。同時還可以在混凝土結構只能夠適當的施加預壓應力，這樣不僅可以抵消溫度、收縮等引起的拉應力，還可以有效避免結構出現開裂的情況。與此同時還能夠提高工程實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

在進行構件配筋的時候，既要對溫度影響進行考慮，還要適當的提高結構構件的最小配筋率。首先要將基礎底板、地下室頂板的最小配筋率進行嚴格的控制，在0.3%左，并且中樓在0.25%左右；然后梁的腰筋配筋率，要控制在每側的0.20%左右，并且腰筋要細和密。最后梁腰筋之間的距離要在150mm以下。

五、結束語

總而言之，作為設計人員要根據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計方案，從而就能夠促進建筑行業的不斷向前發展。

參考文獻

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