大型建筑超长无缝设计的结构裂缝控制技术

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1、大型建筑超长无缝设计的结构裂缝控制技术（丙安有色治金设计研究院，陕丙，丙安，710001）【摘要】通过对钢筋混凝上高层建筑超长结构裂缝控制的意义和裂缝控制的综合集成技术的系统研宄，提出了裂缝控制的各项设计与施工的技术措施，并在实际工程中得到了应用。实践证明，提出的综合集成技术对裂缝控制是行之有效的、•有普遍意义，可适用于各种类型的超长结构无缝设计与施工的全过程裂缝控制。【关键词】钢筋混凝上；高层建筑；超长结构；裂缝控制1混凝土结构裂缝成因混凝土结构裂缝成因比较复杂，而主要结构裂缝分为两大类:荷载引起的裂缝及变形引起的裂缝。工

2、程实践中的许多裂缝现象无法用荷载原因进行解释，而是变形作用引起的裂缝，这种变形作用括温度（水化热、气温、生产热、太阳辐射等）、湿度（自生收缩、失水干缩、碳化收缩、塑性收缩等）、地基变形（膨胀地基、湿陷地基、地基差异沉降等），而且这种因素是混凝土开裂的主导原因。1.1混凝土温度应力导致的裂缝热胀冷缩是物体受温度作用的一种自然现象。温度作用对建筑结构使用带来的影响己被人们所重视，并为此采取保湿隔热等措施尽量减小环境温度的影响。建筑物的环境温度由空气温度和太阳热辐射在建筑物表面产生的H照温度组成，当结构或构件变形受约束时将引起应力

3、。在研宄温度对结构变形影响时，约束的概念是一个很重要的基木概念。框架变形受到地基基础的约束，框架梁的变形受到立柱的约朿，楼板的变形受到墙、梁的约朿等，这类约朿属外约朿，由于外约束而引起外约束应力。结构构件承受非均匀受热或非均匀收缩，因构件木身各质点之间的相互约束作用，称为内约束或自约束，由于构件截面各点可能有不同温度和收缩变形，引起连续介质各点间的内约朿应力。当温度发生变化时，对于超静定结构无论外约束还是内约束均会使温差产生的温度变形无法自由释放而导致结构产生温度应力，当此应力大于混凝土抗拉强度吋，即产生裂缝。1.2混凝土收

4、缩应力导致的裂缝混凝土在整个硬化过程中存在不同程度的体积收缩过程，是一个物理一一化学过程。水泥浆的化学结合水与水泥一起在早期硬化过程中产生少量的收缩，叫做“硬化收缩”，亦称自生收缩，这种收缩与外界湿度变化无关。环境的干燥作用使得混凝土中细孔及微毛细孔中的水产生毛细压力，水泥石承受这种压力后产生压缩变形而收缩，这种收缩称“毛细收缩”，是混凝土收缩变形的一部分。待毛细水蒸发以后，开始进一步蒸发物理一一化学结合的吸附水，首先蒸发晶格间水分，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

5、的主要部分。1.3地基变形导致的裂缝由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂产生裂缝。然而，关于地基变形导致的结构裂缝可以通过增加下部结构刚度以及协调上部结构和下部结构的变形情况，能够较好的控制这部分裂缝的出现。2超长混凝上结构裂缝控制的方法超长混凝土结构由于楼面的平面尺寸大，楼板相对较薄，混凝土浇筑后，由于混凝土自身的收缩和外界环境温度变化的作用，楼面会发生较大的变形。当楼板受到柱、墙等抗侧力构件的约束而不能自由伸缩时，结构将会产生应力，甚至引起混凝土构件的开裂。在

6、超长结构中温度及收缩应力是裂缝产生的主要原因。以下将从“放”、“防”、“抗”，三方面研宄超长混凝土结构裂缝控制的方法及应用范围。2.1以“放”的理念控制混凝土裂缝2.1.1设置伸缩缝对于超长结构可以通过设置伸缩缝使超长结构分为几个结构单体，每个单体可以自由独立变形，从根本上解决由于结构较长产生过人的温度应力和收缩应力。但是设置伸缩缝的应用受到建筑使用功能和建筑立面效果的限制，在很多情况下,由于建筑本身的使用功能的不可分割性和建筑艺术的要求而不能设置伸缩缝。2.1.2设置后浇带后浇带的设置按其作用功能可分为3种类型:①为解决高

7、层建筑主楼与裙房的沉降差而设置的后浇施工带称为沉降后浇带。②为防止混凝土凝结收缩开裂而设置的后浇施工带称为收缩后浇带。③为防止混凝土因温度变化拉裂而设置的后浇施工带称为温度后浇带。沉降后浇带很好的解决了高层建筑主楼与裙房的沉降差问题，特别对前期固结敏感上质上的高层建筑。但是对于土质固结周期较长，前期固结程度低的地质奋苏应用局限性。收缩后浇带的设置能够使混凝土凝结时产生的收缩应力不至于集结而超过混凝土抗拉强度，从而很好的解决了混凝土收缩产生的裂缝。温度后浇带的设置能够解决混凝土浇注吋的温差应力问题，对于超长地下室结构设置温度后

8、浇带作用效果较明显。但苏不能解决结构使用阶段温差效应问题，使其受到很大程度的限制。2.2以“防”的理念控制混凝土裂缝2.2.1采取保温措施为防止超长混凝土结构在使用阶段由于温度变化引起的温度应力大于混凝土抗拉强度而产生裂缝，尽量保证混凝土构件使用吋与浇注吋的温度相等是十分重要的。为此，通常