三亞海棠灣洲際?度假酒店超長結構無縫設計的探討

王巖　楊體斌　王雄清　先雯

摘 要：隨著現代經濟的快速發展，各種綜合功能的建筑不斷涌現，單體建筑規模越來越大，結構形式日趨復雜。其中超長建筑為一種代表類型。這類超長建筑已遠超出規范所規定的長度，如何在施工和使用階段保證超長建筑的裂縫控制在規定的范圍內，本文以三亞海棠灣洲際度假酒店設計為例，對超長建筑無縫設計做一些探討，以期為類似工程設計提供參考。

關鍵詞：超長結構； 溫度應力； 后澆帶； 加強帶； 無縫設計

Abstract： With the rapid development of a modern economy， the construction of a variety of integrated functions continue to emerge， the increasing scale of individual buildings， the structure has become increasingly complex. The ultra-long building as a representative of the type of Such ultra-long building has been far beyond the norms prescribed length， how in the construction and use of ultra-long cracks in the building control within the limits prescribed InterContinental Sanya Haitang Bay Resort Case， no extra-long building seam design to do some research in order to provide a reference for similar engineering design.

Key words： long structure； temperature stress； pouring belt； reinforcing band； seamless design

1.工程概況

三亞海棠灣洲際度假酒店位于海南省三亞市東北部濱海地帶海棠灣一線海景濱海酒店帶。建筑面積7萬平方米，其中地上建筑面積4.4萬平方米，地下建筑面積2.6萬平方米。建筑總高度為48m；地下2層，地上13層（結構為地下1層，地上14層）；層高：-2層4.8m，-1層5.4m，1層5.5m，2～頂層3.5m。建筑平面形狀為‘S，層6以下立面開大洞，洞寬約32米，層6以上為連體，長約290m；寬約10.20m。結構體系為框架-剪力墻結構。詳圖1、2。

現澆鋼筋混凝土梁板結構，剪力墻、柱 4層以下采用C50、4至7層采用C45、8層以上采用C40；梁、板4層及4層以下采用C35、4層以上采用C30；2層樓面以下為圓柱，以上變為方柱。典型園截面 φ1100變為750x800，剪力墻厚h=400，梁截面 500x1000，樓板厚度120mm。地下室人防部分250mm，其他180mm，頂板覆土綠化。建筑層2以上為標準客房，以上逐層由左右向中間退臺。詳圖3。

2.裂縫產生的原因分析及構造措施

2.1結構的裂縫主要分為兩種，其一為結構裂縫，主要由結構內力產生，這種裂縫可通過計算來保證，文[3]認為這種裂縫僅占20%左右。其二為非結構裂縫，主要由溫度、砼收縮等產生，這種裂縫占到80%左右，可由部分計算及構造措施保證。

2.2 工程主要是平面超長，混凝土在硬化過程中產生大量的水化熱，在混凝土早期發生，其中水泥品種是一個主要原因。配制混凝土要求選用水化熱低的礦渣硅酸鹽水泥，控制水泥用量不大于300Kg/m3。內摻粉煤灰部分替代水泥用量，減少孔隙率，增強密實度。文[4]提出當摻入量為水泥用量的15%時，可降低水化熱15%。這會降低一部分水化熱。梁板混凝土等級采用C30，水灰比不大于0.55，改善水泥和砂石骨料的質量，混凝土澆筑完成后及時加強高濕度養護。

2.3現澆混凝土梁板施工過程中產生收縮應力，主要通過合理設置施工后澆帶和加強帶處理。針對本工程整個樓面設置4道后澆帶，分成5段，每段長約60米，后澆帶0.8米，中間加設2米寬加強帶。詳圖3。采用整個樓面均摻加UEA膨脹劑配制混凝土，有關研究表明，UEA摻入量約為水泥用量10%～12%，其膨脹率為2～3×10-4，后澆帶和加強帶UEA摻入量約為水泥用量15%～18%，膨脹率為4～6×10-4。在常規的樓面配筋率0.2～0.8%，其在構件內部產生0.2～0.7MPa的預壓應力，基本上可補償混凝土自身硬化過程產生的溫差和拉應力，防止收縮裂縫的出現。詳圖4

2.4外界溫度應力是混凝土結構產生裂縫的一個主要原因。由于其復雜性一般很難在結構計算中準確定量考慮，具有不確定性，本工程主要根據溫度應力的定性分析，在構造措施上采取加強處理。溫度應力主要由季節溫差和混凝土收縮當量溫差之和產生。文[5]認為超過100米應考慮豎向溫差變化的影響，本工程48米，不考慮豎向溫差變化。平面為超長結構，僅考慮水平溫差變化。

ΔT=ΔTt+ΔTs； 其中ΔTt為季節溫差，其中ΔTs為混凝土收縮當量溫差。ΔTs=εs/α，其中α為混凝土線膨脹系數 1/°C；α=1.0x10-5。εs為混凝土的齡期t（d）收縮應變，混凝土的收縮應變的形成和發展與混凝土齡期密切相關。其一般表達εs=（1-e-0.01t）εs0，εs0為混凝土極限應變，4x10-4。文[4]提出混凝土前期收縮應變發展較快，90d的齡期混凝土的收縮應變等于極限應變的60%，360d的齡期混凝土的收縮應變等于極限應變的97%，由此可見，降低混凝土收縮當量溫差與后澆帶的封閉時間有著很大關系。根據施工時間節點，對于地下室及地面1～3層溫度應力較大的樓層要求不少于180d封閉后澆帶，混凝土收縮當量溫差ΔTs=-（4x10-4×15%）/（1.0x10-5）=-6°C。以上樓層要求不少于90d封閉后澆帶，混凝土收縮當量溫差ΔTs=-（4x10-4×40%）/（1.0x10-5）=-16°C，90d和180d混凝土收縮當量溫差就相差10°C。施工階段要求后澆帶封閉時間不得提前，以此降低混凝土收縮當量溫差產生的負溫引起的收縮裂縫。

季節溫差ΔTt=T中-T凝，T中為季節平均溫度，T凝為混凝土終凝溫度。T中為室內外溫差所造成，本項目為5星級酒店，室內常年考慮空調溫度，對控制室內外溫差是有好處的，屋面隔熱溫差影響較大，屋面隔熱很重要，采用輕質高效吸水率低的材料，施工時防止雨淋使隔熱材料吸濕而影響隔熱效果。所有退臺形成的露臺和屋面建議業主配合綠色建筑理念采用綠色隔熱屋面。

2.5混凝土溫差產生的梁板、外圍護擋土墻裂縫，是因為混凝土在收縮變形過程中受到約束而導致[6]。約束能力較強的部位一般均為基礎、剪力墻筒體及墻體較多的部位。這些部位附近由于梁板收到強約束，變形無處釋放，是溫差效應影響比較顯著的地方。因此對這些部位采取加強受力鋼筋和構造鋼筋的配筋量，改用細和密的鋼筋，增加抵抗溫差效應。地下室外圍護擋土墻水平分布筋由φ14@150改為φ14@100，地下一層、層1～3層板筋全面雙層雙向，板配筋不小0.15%，外圍框架梁加強腰筋為φ14@200，適當加強縱筋和箍筋。與橫向剪力墻和樓電梯間相連的2跨以及端部開間板配筋率提高到2.5%。以上樓層相同部位一樣處理。屋面層板筋全面雙層雙向，板配筋不小0.2%。

3.結束語

近年來超長結構會不斷涌現，在本工程實踐中認真總結經驗，分析了產生裂縫的原因，采用相對有效措施，證明實現超長結構無縫設計是可行的?？梢詾橐院蟮念愃乒こ烫峁﹨⒖肌?/p>

參考文獻

[1] 建筑抗震設計規范 GB50011-2010.中國建筑工業出版社，2010

[2] 高層建筑混凝土結構技術規程.JGJ3-2002 中國建筑工業出版社，2002

[3] 王鐵夢.建筑物裂縫控制.上海科學技術出版社，1993

[4] 李國勝.多高層鋼筋混凝土結構設計中疑難問題的處理及算例.中國建筑工業出版社，2004

[5] 徐培福、傅學怡、王翠坤.復雜高層建筑結構設計.北京：中國建筑工業出版社，2005

[6] 張堅等.某超長混凝土結構溫差效應分析及構造措施.建筑結構，2011.41910 63-67