超长混凝土框架结构裂缝控制措施

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1、第25卷第1期电力学报Vo1．25No．12010年2月JOURNALOFELECTRICPOWERFeb．2010·土木工程·文章编号：1005—6548(2010)01—0084—04超长混凝土框架结构裂缝控制措施张永胜，李雁英(1．太原理工大学，太原030024；2．山西大学工程学院，太原030013)摘要：超长混凝土框架结构裂缝控制的关键是控制温度应力。结构所处的内外温差及混凝土收缩所产生的变形，结构受到的约束及混凝土抗拉强度和混凝土的极限拉应变是影响温度应力的主要因素。温差越高和混凝土收缩产生的变形越大，受到的约束越大，产

2、生的温度应力就越大，混凝土越易开裂。留设后浇带以及掺加膨胀剂可以减小混凝土收缩变形，设置橡胶支座可以减小结构约束，降低温度应力，施加预应力可以有效控制温度收缩裂缝。关键词：超长混凝土框架结构；裂缝；温度应力中图分类号：TU528文献标识码：A时，产生温度应力，内外温差越高，受到的约束越大，1影响因素产生的温度应力就越大，有时甚至比荷载产生的应1．1温差的影响力还要大。自然环境中的建筑物，从结构施工到正1．1．1温差的分类及特点式投入使用，建筑物的内外表面不断地以辐射、对流置于自然环境中的混凝土结构，长期经受自然和传导方式与周围空气进

3、行热交换，由此形成的结界气温的变化和日照辐射的影响，有时还受到一些构温度场分布是十分复杂的，但就混凝土工程结构人为的影响，由于混凝土的热传导性能差，使得结来讲，由于自然环境条件变化所产生的温差有三项：构物的表面和内部温度不均匀，产生温差，受到约束季节温差、日照温差和骤然温差。其特点如表1。表1温度变化的特点类型主要影响因素时间性作用范围分布状态对结构影响复杂性日照变化太阳辐射短时急变局部性不均匀局部应力大最复杂骤然降温变化强冷空气短时变化整体较均匀应力较大较复杂季节变化缓慢气温变化长期缓慢整体均匀整体位移大简单日照温差是由于结构在各

4、方向接受的日光照射差，结构温度随着四季气温的变化而变化，夏季温度不同而引起的，朝阳面受到太阳的直接辐射，而背阳高，冬季温度低，年复一年，反复按照这种规律变化，面则受不到太阳的直接辐射，二者之间产生温差，在并且随地区气候条件不同而不同，因此在超长混凝结构的水平面上形成不均匀温度场，引起结构由朝土框架结构里，主要考虑的温度作用是季节温差和阳面向背阳面弯曲。日照温差。骤然温差是由于突然降温而引起结构内外表面工程界的统计数据表明，大气温度的变化基本温度不同而产生温差，在大体积混凝土的设计和施符合余弦函数的变化规律嘲。、i分别代表年工中，由于

5、浇筑混凝土后，水泥的水化作用引起了结最高和最低气温，其中t表示从结构开始受到温度构内外温度不同，再加上突然降温，产生的温差会更作用影响到第一个年最高温度出现的时间：大，如不采取降温措施，会产生贯穿性裂缝，甚至会T(￡)一—Tm+Tm,m+Tm-T~ax—_一——_—mim×引发工程事故。季节温差是结构的年最高温度与最低温度之cos~2n7【(f—t)／365]．(1)收稿日期：2009—04—20基金项目：博士科研项目启动基金(K12OO8130026)；山西省高校科技开发项目(2009]16I)作者简介：张永胜(I964一)，女，

6、山西太原人，副教授，主要从事结构优化研究，(E—mail)zhangys868@163．com第1期张永胜等：超长混凝土框架结构裂缝控制措施851．1．2温度作用的取值1000×10，这表明即使受到很小的约束，混凝土也会开裂。钢筋对混凝土的约束效果明显，约1的配筋率就可以将混凝土的干缩应变降低到300×10～4O0×10一，大于3％的配筋率就可以将混凝土的干缩应变降低到零，可见钢筋对混凝土干缩的约束度随着配筋率的增大而增大的。所以通常不考虑混凝土的干缩变形。1．2．2混凝土温度变形的约束开裂混凝土由于受到外部约束不能自由变形的开裂图

7、1混凝土内部温度变化曲线机制如图2所示，图(a)所示的悬臂梁，承受均匀温混凝土构件的截面最高温度T⋯是由混凝土的差△T，梁没有受任何约束，产生自由变形，升温时，浇筑温度和水化热升温幅度构成，对于普通截面的即当△丁>0，梁将伸长；降温时，即当△T

8、—E(t)e—E()al／l—E()aAT．(2)都出现在此期间，考虑到长期环境温度的变化，T0式中：为梁受到的应力；Al为梁端自由变形值；z可以取最冷时一周的平均气温，如图B点，起因于为梁的跨度；a为混凝土的线膨胀系数；E()为混凝