超长无缝混凝土框架结构的实用设计

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1、m~Jll建筑科学研究第38卷第3期82SichuanBuildingScience2012年6月超长无缝混凝土框架结构的实用设计李健，王水华，牛彝(中国市政工程西南设计研究总院，四川成都610081)摘要：结合实际工程，介绍了超长无缝混凝土框架结构的计算要点及构造措施，供设计人员参考。关键词：超长混凝土结构；温度应力；构造措施；后浇带中图分类号：TU375．4文献标识码：B文章编号：1008—1933(2012)03—082—03点是早期收缩快，前半年内可完成第1年收缩量的U刖昌80％一90％，1年后仍发展但已不明显，

2、其影响因素近年来随着生产厂房规模的不断扩大，单栋此主要有混凝土强度等级、水泥品种、水灰比、坍落度、类厂房占地面积越来越大，长度也越来越长。由于养护、保温、保湿和体表比等。混凝土收缩可以通过工艺布置等的要求，此类厂房常会被设计成超长无设置施工缝、加强养护等措施来有效地大幅度降低缝的混凝土结构。其对结构的影响，而且在时间上是单调递减的。国际工程设计界对超长混凝土结构的处理历来温度变形发生在混凝土从浇筑、固结到使用过就存在设缝与不设缝两种流派，英、美、法、日等国的程中，影响因素有季节温差、内外温差和日照温差。混凝土结构设计规范

3、对伸缩缝间距无明确规定，只本文主要讨论季节温差，它是随时间周期性变化的。要求超过一定长度后计算温度应力并采取必要的措长度超过规范限值很多的结构，往往即使采取有效施；我国现行规范沿袭前苏联的做法，仍对各种类别的构造措施，温度应力也是不能忽略的，必须通过计的钢筋混凝土结构规定了最大伸缩缝间距，但不作算考虑其对结构的影响。强制要求，也提出“当增大伸缩缝问距时，尚应考虑基于上述原因，作者对厂房进行了温度应力的温度变化和混凝土收缩对结构的影响。”实际上，国计算，但仅考虑了季节温差的影响。内已出现长度超过200m不设缝的混凝土结构。

4、这1．1计算软件些也是设计方说服欧美等外方业主，以采取对所有现有的结构分析软件一般都能够对温度应力进跨缝管道设置柔性接头等措施为代价，未设置结构行计算，比如PKPM系列软件中的SATWE，TAT和伸缩缝的原因。PMSAP模块，它们对温度应力的程序实现不尽相笔者近来参与设计的某水厂项目，为长200m同，可分别参考最新的软件用户手册。的生产厂房，采用不设缝的混凝土结构。1．2温差的取值1温度应力的计算程序会要求输入升温和降温的温差值，这些值受到很多因素的影响，比如当地的气候、混凝土的浇混凝土在固结过程中会产生收缩，温度变化时

5、筑时问、围护结构的保温特性与空调等。由于设计会热胀冷缩，这两种变形受到结构约束后，在结构内方往往无法控制混凝土浇筑的时间，笔者在计算时部就会产生相应的收缩应力和温度应力。大致的选取当地的最冷、最热月的平均温度差作为混凝土收缩可以用收缩当量温差来表示，将收升温和降温的温差值输入程序，这对结构显然是偏缩值换算为当量温差，永远是负值，应力为拉应力。于安全的。一般混凝土最终收缩应变约为(3～5)×10～，其特1．3温度应力的折减与组合季节温差造成的温度应力是一个以年为周期缓收稿日期：2012-02-21慢变化的时间函数，混凝土的

6、徐变以及混凝土框架作者简介：李健(1970一)，女，I~lJl』成都人，高级工程师，主要从事结构柱底并非理想的嵌固约束端等因素会使得它实市政工程设计。E—mail：510646156@qq．eom际比程序计算值小很多，笔者认为按上述1．2条取李健，等：超长无缝混凝土框架结构的实用设计83温差值时温度应力折减到0．3—0．5甚至更低，都是2构造措施可以接受的。温度荷载显然是一种可变荷载，应作为可变荷对地震、温度这些难以精确定量计算的作用，从载的一种参加荷载组合。但是由于它的特殊性，笔概念设计上作考虑，采取合理可行的构造措施

7、是非者认为可不考虑它与地震荷载的组合。常重要的。以上都可以通过计算程序中类似“自定义荷载2．1结构布置工况”的菜单实现。结构布置应尽量规则整齐，保证温度应力传递1．4注意事项通畅，避免应力集中。侧向刚度大的构件(如剪力需要注意的是，无论采用哪种软件计算温度应墙)应尽量布置在结构平面中部。力，都必须将结构楼面定义为弹性楼板。刚性楼板但实际工程中有时很难做到上述要求，比如结假定中，同一层楼面上任意两点的相对位置永远不构平面中的楼梯间是不可避免的，它使得结构在局变，无法计算出温差造成的伸长或缩短产生的温度部极大地削弱，温度应力

8、的应力流会出现集中的情应力。况，如图4所示。正因为如此，也相应带来一些实际问题，比如由于降温荷载的计算和弹性楼板假定，所有梁构件都出现了拉力，无论拉力多大，程序自动全部按GB50010-2010混凝土结构设计规范中6．3．14条作抗剪计算。而此条公式与6．3．4条公式本身不连续，就可能造成不论拉力多小的梁，计算箍筋值