超长地下室温度应力分析与裂缝控制措施

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1、超长地下室温度应力分析与裂缝控制措施超长地下室温度应力分析与裂缝控制措施1.概况某高层公寓式酒店位于吴江市盛泽镇，总占地面积6300平方米，总建筑面积51000平方米。工程划分为A、B两个区，地下2层。地上由2栋30层公寓式酒店及3栋3层商铺裙房组成，地下室底板面标高-8.850米，其中B区地下室长度达到151.2米，宽度52.65米。战时为六级人防地下室，平时作为车库。本工程基础采用钻孔灌注桩，底板为梁板结构。板厚600mm，采用C30混凝土，抗渗等级S8，设后浇带2条，宽度800mm。2.裂缝产生的机理及其控制措施建

2、筑物的裂缝按其成因可分为两类：一是外荷载引起的裂缝，二是由各种变形引起的裂缝，如温度变化、混凝土收缩、地基不均匀沉降等。实际工程中由于变形引起的裂缝约占80%，对于超长建筑物，温度变化和混凝土收缩的影响十分突出。2.1.本工程裂缝控制的设计原则6超长地下室温度应力分析与裂缝控制措施混凝土结构受温度或收缩影响而开裂的原因是复杂的，结构长度只是其原因之一。通过对苏州地区地下结构的观察，我们发现若措施不当，即使满足规范伸缩缝间距的要求，同样会出现温度裂缝。混凝土开裂基本上可分为3个活动期：混凝土入槽后，在1~2d内达到温度峰值

3、，然后根据不同的降温速度逐渐降至周围温度，此间混凝土还进行一部分收缩；往后3~6个月完成大部分收缩（约60%~80%）；至1年左右收缩基本完成。因此可把总温差分为两部分，在第1部分温差经历时，把结构分为许多段，可有效地减小前期的温度应力；在施工后期把许多段连成整体，再继续承受第2部分的温差、收缩及长期使用过程的温度变化。通过对地下室底板混凝土的温度应力分析，计算后浇带施工封堵前后混凝土最大拉应力，两部分的温差及收缩应力小于混凝土抗拉强度，则可以达到不设置永久缝而控制混凝土开裂的目的。由于温差及收缩应力的计算仅是粗略的估算

4、，因而还必须结合工程经验，采取合理的构造措施，才能真正实现对混凝土裂缝的有效控制。1.1.温度应力分析1.1.1.第1阶段：后浇带施工封堵前首先计算早期混凝土应力：设计混凝土强度等级为C30，底板厚600mm，水泥采用425号普通硅酸盐水泥。按工程其度可能在夏季施工，吴江夏季气温为30~35℃，必须采取合理的养护措施。根据《工程结构裂缝控制》（王铁梦著）推荐的温度应力公式，厚度600mm的混凝土底板水化热升温值约为：Tmax=T’k1k2k3k4=6.8*1.0*1.2*1.0*1.0=8.16℃按照设计要求的后浇带施工

5、封堵时间，60d的当量温度为：ε(t)=ε0yM1M2M3…M10(1-e-0.01t)M1~10=1.0,1.13,1.0,1.3,1.0,1.1,1.0,1.0,1.0,0.86超长地下室温度应力分析与裂缝控制措施ε0y=3.24*10-4εy(60)=3.24*10-4*1.293*(1-e-0.01*60)=1.89*10-4则60d的当量温差：T1=εy/α=18.9℃式中：ε0y——标准状态下的收缩，取3.24*10-4t——由浇筑至计算时的天数M1~10——考虑各种非标准条件的修正系数α——线膨胀系数桩及土

6、层对结构的约束系数Cx的计算如下：F=(1.8*103)2=3.24*106㎜2E=3.0*104N/㎜2I=6.34*109㎜4F1=2.826*105㎜2H=2EI(Khb/4EI)3/4=1.007*104Cx’=1.0*10-2N/㎜2Cx1=Cx’F1/F=8.72*10-4Cx2=H/F=3.108*10-3Cx=Cx1+Cx2=3.98*10-3式中：F——每根桩分担的面积6超长地下室温度应力分析与裂缝控制措施F1——桩间土的面积EI——桩的抗弯刚度H——桩的侧向刚度浇筑后浇带时的混凝土温度应力约为：σ60

7、=-EαT[1-1/ch(βL/2)]H(t,τ)β=√(Cx/HE)=3.63*10-6σ60=0.21*0.186=0.04Mpa式中：H(t,τ)——应力松弛系数因此，若采取适当的混凝土养护措施，则在浇筑前温度应力是远小于混凝土的抗拉强度的。1.1.1.第2阶段：后浇带施工封堵后后浇带浇筑后底板的温度应力验算，从夏季到冬季的当量温度差为T’2,即：εy(120)=ε0y(1-e-0.01*120)=2.665*10-4Ty(120)=εy(120)/（1*10-5)=26.65℃T’2=26.65-18.9=7.7

8、5℃由于地下室底板、侧板与土接触，温差变化较小，按15~17℃计，则：σ120=-EαT[1-1/ch(βL/2)]H(t,τ)≈1.644MPa近似叠加封堵前的应力：σmax=0.04+1.644=1.684MPa6超长地下室温度应力分析与裂缝控制措施经过上述估算，两部分的温差及收缩应力小于混凝土抗拉强度，满足混凝