某工程超长结构设计探讨.pdf

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1、２０１４年第１０期（总第１３９期）江西建材建筑与规划设计某工程超长结构设计探讨■谢燕红■福建省九龙建筑设计有限公司，福建厦门３６１０００摘要：超长高层的不断出现，使得混凝土超长结构较易出现的温度收缩裂缝呈的短期温度作用也只考虑温度场趋于稳定后的温度效应。因此，本文现逐渐增多趋势。掌握了超长结构的设计要点，以及其与普通结构设计结构温差荷载取值按季节性温差计算，取值按照通常做法，取日平均极的不同与复杂性，本文以某工程为例，探讨分析超长结构及其可能存在限高温、日平均极限低温与结构成型时温度的差值作为荷载计算，极限的问题，采取有效的控制方法，从而建造出高质量安

2、全的建筑。日平均温度取３０年一遇值，结构成型时温度取月平均气温，即：关键词：超长结构布置设计△Ｔ＝Ｔｍａｘ（Ｔｍｉｎ）－Ｔ０（１）式中，△Ｔ为季节性温差；Ｔｍａｘ（Ｔｍｉｎ）分别为３０年一遇最热与最１工程概况冷月平均温度；Ｔ０为结构成型时温度。本工程地上四层，为局部五层钢筋混凝土框架结构。底层地面层３．２收缩当量温差分析用作停车及设备用房，上部为购物中心。东西向总长度约４５０ｍ，南北结构收缩及徐变模型采用较为科学的Ｂ３模型进行计算。Ｂ３模型向总长度约１８０ｍ。二层以上购物中心内设有中庭，将结构分成几个独是比较成熟的计算收缩和徐变的模型，计算结果与实验结

3、果吻合较好。立的部分，各部分之间用连桥连接。由于结构超长且不规则，平面上考在Ｂ３模型中，随时问变化的收缩应变可以利用极限收缩乘以考虑相对虑在合适位置设置变形缝将其断开。湿度、时间效应以及尺寸效应的相关系数来表示：２结构布置εｓｈ（ｔ，ｔ０）＝－εｓｈ∞ｋｈｓ（ｔ）（２）本工程桩基础采用高强度预应力混凝土管桩（ＰＨＣ桩），选用桩型式中，εｓｈ∞为极限收缩应变；ｋｈ为湿度影响系数；ｓ（ｔ）为收缩随主要分为ＰＨＣ－５００－ＡＢ－１００与ＰＨＣ－６００－ＡＢ－１１０两种，桩长平时间变化的函数；ｔ表示混凝土龄期；ｔ０为养护龄期。均约为３７ｍ，桩端以强风化泥岩为持

4、力层。管桩沉桩施工中进入持力层的深度以设计桩长及压桩力双控的方式来确定最终桩长。根据静载由于收缩主要由水分蒸发引起，故在计算εｓｈ∞大小时，考虑了水分含量、构件尺寸、相对湿度、养护条件等一系列与水分蒸发相关的参试验检测结果，ＰＨＣ一５００．ＡＢ桩的单桩竖向抗压承载力特征值尺为数。２０００ｋＮ，ＰＨＣ－６００－ＡＢ桩的单桩竖向抗压承载力特征值Ｒａ为２７００ｋＮ。按照Ｂ３模型公式计算，得到标准极限收缩应变εｓｈ（∞，ｔ０）＝４．－４１４Ｘ１０。工程要求的封带时间是混凝土浇筑２个月之后，此时的混考虑底层停车布置的方便，该结构一层的典型柱网为１６×８ｍ，而２～

5、５层中间设有中庭，中庭边的商铺面与一层的柱网没能落在同一条凝土收缩量约为４５％的最终收缩量。但考虑到由后浇带分割成的各线上，且中庭里侧的商铺往后层层缩进，该区域的柱网与一层无法对个小部分在封带前仍会产生收缩变形，此收缩量可偏保守取为１０％的ｅ－４齐，需要进行转换。转换梁高１．７ｍ，在转换柱与转换梁的垂直方向设最终收缩量。故最终出现的有效收缩量为εｓｈ（∞，ｔ０）＝２．６９Ｘ１０。置次梁。典型位置剖面见图１。取混凝土收缩时的应力松弛系数为０．３，可得到等效降温温差Ｔ＝－８．１℃。由上文数据可得，总升温温差为２９．３℃，总降温温差为－３６．２℃。由于降温工

6、况温差更大且降温引起的拉应力对混凝土不利，因此下文中的计算统一取降温工况进行计算分析。为方便起见，以下将收缩变形和温度变化统称为“温度作用”。３．３温度作用下的框架内力选取Ｂ区底层的最长一榀框架（总长约１６９ｍ），施加降温荷载－３６．２℃（不参与荷载组合），计算得出框架的轴力、剪力与弯矩。可以看出，在降温工况下转换梁旁边一跨的梁的轴向拉力达到１７５６．４ｋＮ，且截面面积小于转换梁，因此要针对该处的梁加强纵向配筋。柱的剪图１结构典型位置剖面图力呈现出由中间跨向边跨逐渐增大的趋势，但最大值并非出现在边跨。由于结构超长且不规则，平面上考虑在合适位置设置变形缝

7、将其由于框架整体受到转换梁刚度的影响，剪力与弯矩最大值均出现在靠断开。变形缝将结构分为Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ四个区。２～４层的楼板又被中庭边第二跨的柱子上，最大剪力５５６．４ｋＮ，最大弯矩２０１７．３ｋＮ·ｍ。因此进一步断开，中问用一端铰接，一端滑移的钢桥连接，释放结构因变形要针对该处的柱子进行纵筋加强与箍筋加密，防止其在温度作用下产产生的内力。楼顶的采光结构也采用一端铰接一端滑移的钢屋盖。因生拉裂与剪切破坏。其他部位的柱子（主要指边跨附近）虽然内力稍此该结构在一层以上被分为几个单塔，应主要针对一层框架与楼板温小，但也不能忽视温度的作用，也应该采取相应的加强措

8、施。度内力及变形问题进行分析。在实际设计中，考虑到混凝土结构带裂缝工作，采用刚度折减系数３超长