刍议超长结构的无缝设计.pdf

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1、规划与设计馥硒国蓑持2012年4月刍议超长结构的无缝设计陈宇(濮阳市中原石化工程有限公司)摘要：随着城市的发展，工程规模越来越大，许多大型地下室、公共建筑常常由于建筑立面、工程防水、自身平面结构限制等原因而不能设置变形缝，其长度尺寸超出了国家设计规范规定的限值，便成为超长结构。超长结构的无缝设计对设计和施工都会带来一些困难，如果处理不当就会影响工程建成后的上E常使用功能．甚至会出现结构安全事故。关键词：超长结构：措施；无缝设计；机理超长结构在实际工程中的主要问题就是产生裂缝。结构物的裂缝是不可避免的，结

2、构裂缝分为两大类：荷载引起的裂缝及变形引起的裂缝。工程实践中的许多裂缝现象往往无法用荷载原因解释，而是变形作用引起的裂缝．这种变形作．}{{包括温度、湿度、地基变形。这种变形作用引起的变形和位移对于超长混凝上结构可能引起很大的约束应力，导致结构构件开裂，甚至使结构的受力形态发牛改变。l各种变形作用引起裂缝的机理混凝t的重要组成部分足水泥和水，通过两者问的水化作用，形成胶结材抖，将砂石骨科合成人工石。混凝土中含有大量空隙、粗孔及毛细孔，这些孔隙中存在水分，混凝土中的水分分为化学结合水、物理一化学结合水和物

3、理力学结合水。化学结合水使永泥浆形成结晶固体，它不参与混凝土对外界湿度交换作用，不引起收缩与膨胀变形。物理一化学结合水在混凝士中起扩敬及溶解水泥颗粒的作用，是一种吸附水，容易受到水分蒸发，积极地参

4、孑混凝土与环境的湿度交换作用。物理力学结合水是混凝土中各品格问及粗、细毛细孔中的自由水。也叫游离水，含量不稳定，结合强度很低，檄容易受水分蒸发影响而破坏结合，它是积极参与和外界进行湿度交换的水。水泥浆的水化过程是一种物理一化学过程。化学结合水与水泥一起在早期硬化过程中产生少赶的收缩，叫“硬化收缩”，也叫自生收

5、缩，这种收缩与外界湿度变化无关。自生收缩可能是正变形(缩小)，也可能是负变形(膨胀)，普通硅酸盐水泥混凝土的自生收缩是正的，而矿渣水泥混凝土的自牛收缩是负的，掺用粉煤灰的自生收缩也是膨胀变形。当混凝土承受1二燥作用时，首先足大空隙及粗毛细孔中的自由水分因物理力学结合遭到破坏而蒸发，这种失水不引起收缩。环境的干燥作用使得细孔及微毛细孔中的水产生毛细压力，水泥石承受这种鹾力后产生压缩变形而收缩，这种收缩称“毛细收缩”，是混凝t收缩变形的一部分。待毛细水蒸发以后，开始进一步蒸发物理一化学结合的吸附水．首先蒸发

6、晶格间水分，其次蒸发分子层中的吸附水，这些水分的蒸发引起显著的水泥石压缩，产生“吸附收缩”，这是收缩变形的土要部分。工程中最常见的混凝土收缩变形引起裂缝是与湿度变化有关的毛细收缩及吸附收缩。另外，由于混凝土的水分蒸发及含湿量的不均匀分布，形成湿度变化梯度，引起收缩应力，这也是引起混凝上表面开裂的最常见原因之一●混凝土浇筑后4．15h左右，水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发现象，引起失水收缩。这在初凝过程中发生，此时骨料与胶合材料之间也产生不均匀的沉缩变形，这都发生在混凝土终凝之前，

7、称为塑性收缩。这种收缩量太，在混凝士表面上特别是在养护不良的部位，出现龟裂，裂缝无规则，既宽又密。由于沉缩作用，这些裂缝往往沿钢筋分布。水灰比大，水泥用避多．外掺荆保水性差。粗骨料少，振捣不良，环境气温高，表面失水大等都能导致塑性收缩表面开裂。热胀冷缩是物体受温度作

8、F{j的一种自然现象。环境温度变化引起结构材料自身热胀冷缩。从而产生温度应力，这种应力存在于工程施工阶段和使用期问。结构长度是影响温度应力的因素，为了消减温度应力，取消伸缩缝，在施工中采用施工后浇带可有效地减少温度收缩应力．然后再浇灌施工后

9、浇带使结构成整体。只要使浇灌后浇带前及浇灌后浇带后，结构混凝土园温差和收缩应力叠加值小于混凝土抗拉强度，这就是利用“施工后浇带”办法控制裂缝．达到不设置永久伸缩缝的目的。·22·2超长结构控制裂缝的措施(1)对超长结构，设计时应因地制宜，区别对待。对不同地区的环境温度、材料、旋工条件，建筑物不同的使用性质、平面布置、立面体形等。应有不同的处理措施。住宅建筑设计结构不宜超长，并宜执行规范有关规定，一方面，住宅房屋由于造价原因，保温隔热设计一般只按常规做法，另一方而，住宅已逐渐自费购房，如果因结构超长引起裂

10、缝，出现住户投诉，必将造成一系列的麻烦。(2)多高层建筑结构的基础底板厚度往往较大，属大体积混凝土(一般厚度lm以上为大体积)，为控制混凝t裂缝，可采用下列措施：①混凝仁等级不宜高，在满足承载力和防水要求的条件下，宜在C30。c35的范围内选用。如果混凝I：强度等级高，水泥用量多，混凝土硬化过程中水化热高，收缩大，就易引起裂缝。⑦水泥优先采用水化热低的a^种，如矿渣硅酸盐水泥。严格控制砂石骨料的含泥量和级配。控制水化热的升温，混凝土构件中心