超长地下室底板及侧墙使用阶段温度裂缝控制设计

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1、·296·设计与规划超长地下室底板及侧墙使用阶段温度裂缝控制设计姚朝军（广州市科城建筑设计有限公司，广东广州510663）摘要：超长地下室在现阶段经常遇到其温度和砼干缩徐变产生的裂缝问题，所以我们需对裂缝进行有效控制。为解决这类问题，以某高层建筑超长地下室设计实践为例，通过理论分析，采用经验公式计算，提出此类工程需注意的设计及施工措施，可供同类工程参考。关键词：超长地下室；大体积混凝土；温度取值；施工控制措施中图分类号：TU-943文献标志码：b文章编号：1674-3024（2012）12-0296-03前言22℃。因此，最大温升为ΔT升=Ts，max-T0，min＝10.3℃，超长地下室

2、在现阶段的结构设计中经常遇到，其温度最大温降为ΔT降=T0，max-Ts，min＝11.5℃。和砼干缩徐变产生的裂缝不容忽视。设计人员往往会重点关注砼浇捣、养护直至后浇带封闭期间的收缩裂缝，而忽略或未足够重视使用过程中温升或温降产生的裂缝，特别是温度急剧下降的砼收缩裂缝。由于避免施工过程中水化热产生的温度裂缝，设计一般都采取后浇带做法，这样可以较好地解决砼初期的温度裂缝。但对于超长地下室结构，当后浇带封闭成一个整体后，再加上地下室周边土体的约束较大，在接近刚性约束的情况下，在使用过程中一旦遇到气温骤降时，砼结构构件必然产生收缩，从而使得砼材料产生附加拉应力，构件中的钢筋产生附加压应力阻碍砼

3、收缩。当砼的拉应力对应的拉应变超过砼极限拉应变时，就在混凝土表面形成裂缝。虽然在使用过程中的砼开裂，一般不会影响结构的安全，但会带来使用上的困扰，比如渗漏、观感不良等，若不及时处理，有可能影响构件的耐久性。因此，对于超长地下室在设计阶段若不采取措施，有可能会在交付使用后的前几年内产生较为严重的开裂。本文以广东湛江市中心人民医院工程迁建项目为例，介绍为控制后期使用阶段的温度、砼徐变收缩裂缝采取的设计措施。图1地下室平面图（内部阴影部分为两层地下室）1工程概况2.2约束条件广东湛江市中心人民医院迁建工程设一层地下室，地本项目地下一层一部分为防水底板，与土体接触，有下一层的平面尺寸为310~28

4、4m×248m，深度为5.5m（从两层地下室的部分采用砼梁板结构，周边设挡土、防水外现有地面算起），中间很大一部分区域设两层地下室，其墙。其约束情况为：与土体接触的防水底板考虑设防水材平面尺寸为233.3m×132.5m，深度为10.0m，基础采用料和隔离土工布，且长期受到水浮力的影响，与基础土层φ500管径的预应力管桩基础，详见图1。有脱开的可能，因此不考虑土体对底板摩阻力的影响，柱2温变取值和约束条件底桩基础按照弹性支承，有地下室部分考虑柱的弹性支承。2.1温度取值基坑周边砼结构收缩时，按照弹性支承，砼结构伸长时，[1]按照现行《建筑结构荷载规范》，湛江市50年一按照不产生线性位移考虑

5、。遇的最高、最低气温Ts，max0、Ts，min0分别为36℃和9℃，由于首层梁板受温度变化的影响更加明显（将另文考虑使用阶段结构处于地下，在地面10m以下可近似认分析），其收缩和膨胀的程度比地下一层楼板更严重，使为处于恒温环境，且与年平均气温相同。根据湛江市气象得地下一层墙柱对地下一层梁板的相应位置约束刚度会减局观测资料，湛江近30年的年平均气温T＝23.9℃。少。而约束刚度越小，梁板的温度应力也会相应减少，因由于地下二层的砼温度收缩可以认为在施工期间已经此，为方便计算，忽略地下一层墙柱的影响，则地下一层完成，且温度基本恒定，因此设计不考虑使用期间的温度梁板温度应力计算值将偏大，对结构设

6、计是偏于安全的。变化产生的裂缝影响，而地下一层位于5.5m深度，且部分2.2.1管桩基础的约束刚度与土体接触，部分暴露在空气中，处于受大气影响的范围按照广东省标准《锤击式预应力混凝土管桩基础技术[2]内，需要考虑使用阶段温度变化的影响。在本文中，其使规程》，取水平位移10mm对应的管桩水平力作为抗侧用阶段最高和最低温度按照二次抛物线插值取值，Ts，max、刚度，多桩水平刚度为单桩水平刚度之和。Ts，min分别为32.3℃、13.5℃。当地下室温度低于13.5℃时，α3EIKp＝Rha/χ0a＝0.75nν（1）应采用保温措施，例如临时在出入口设置卷帘等，阻止冷x空气进入。砼入模温度控制在T

7、0，max＝25℃，T0，min＝2.2.2地下二层柱的抗侧刚度设计与规划·297·根据结构力学概念，地下二层基础处按照固定支座，也按照该文献的经验值。在地下一层楼面为滑动铰支座，地下二层柱截面为b×h⎛⎜1⎞⎟σ＝－EαΔ⋅T1－为700×800，C30砼等级，考虑砼开裂因素影响，降低⎜cosh()βL⎟⎝2⎠（5）-515%，柱的刚度为：式（5）中β为1.741×10，考虑砼收缩、徐变和Kc＝0.85×＝0.85×（