超長混凝土結構溫度收縮裂縫的設計建議(2)
⑹后澆混凝土:采用無收縮或微膨脹混凝土,強度較主體混凝土提高C5級。
⑺設計時要特別交待以下請施工單位注意的問題:
?、俸鬂矌蓚纫嗽O鋼筋網片,防止主體混凝土流入后澆帶。
②后澆帶混凝土澆筑前應清理鑿毛,澆筑時振搗密實,精心養護。
③后澆帶兩側支撐保證穩定可靠,后澆帶混凝土達設計強度時方可拆除。
3.1.2、針對性地采取控制和抵抗溫度收縮應力的措施⑴加強屋面保溫隔熱措施,采用高效保溫材料,嚴格滿足建筑節能設計標準。
?、莆菝姘?、外廊板,陽臺板等外露室外現澆板(含施工期間主體暴露時間較長的室內現澆板)以及板跨大于4m且采用泵送混凝土的雙向連續板等溫度收縮應力較大的板,均應在板面(即板的受壓區)配置不小于φ6@200雙向鋼筋網片,或支座鋼筋隔一全跨貫通,但間距不宜大于200mm,每一方向配筋率不宜小于0.1%.以上板在有受力鋼筋處,實配鋼筋尚應考慮溫度收縮應力影響予以適當增大。
⑶框架梁及所有現澆梁凡高度≥600者(外露梁高度≥500)均設置不小于2φ12腰筋。腰筋宜細而密,間距不應大于200mm,每側腰筋配筋率不宜小于0.1%.⑷檐口板,外露欄板應雙面雙向配筋,上下端頭各配≥2φ10溫度抵抗筋,并每隔15~20m設置一道20mm溫度伸縮縫。
?、煽刂片F澆板混凝土強度等級不宜大于C35.后澆帶列入高層規程后已在大量工程中廣泛使用。前已述及,其主要作用是減小混凝土早期以收縮為主的變形。因此,超長混凝土結構溫度收縮裂縫的預防不能僅靠設置后澆帶來解決,必須采取上述“放”“防”“抗”相結合的綜合措施。筆者已在蘭州和西非熱帶地區一些較大型的超長建筑中,根據具體工程各自的特點多次采用了上述綜合措施。實踐證明比較有效。故認為,防止和減輕蘭州地區超長混凝土結構溫度收縮裂縫目前仍然應首先或主要采用設置后澆帶以及控制和抵抗溫度收縮應力的綜合措施。考慮目前混凝土溫度收縮裂縫的趨于增多以及超長混凝土結構的抗震性能。建議采用上述綜合措施,房屋總長宜控制在120m內。
3.2采用UEA補償收縮混凝土
3.2.1方法提出:
由于后澆帶延長工期,鋼筋斷后的搭、焊接和清理鑿毛均給填縫施工帶來一定麻煩,處理不好將留下隱患,因此中國建筑材料科學研究院游寶坤等人提出了采用UEA加強帶取代后澆帶連續澆筑超長建筑的無縫設計施工方法。
3.2.2設計思路:
“以抗為主”的設計原則,利用UEA補償收縮混凝土在硬化過程產生的膨脹作用,在結構中產生少量預壓應力用來補償混凝土在硬化過程中產生的溫度和收縮拉應力,從而防止收縮裂縫或把裂縫控制在無害裂縫范圍內。
3.2.3具體做法所有樓板均摻10~12%UEA(膨脹率2~3×10-4)。但每間隔50m設置一條2m寬膨脹加強帶,帶內混凝土摻加14~15%UEA(膨脹率4~6×10-4),兩側設密孔鋼絲網,防止混凝土流入加強帶,可連續澆筑100~200m的超長建筑,具文獻[4]介紹,該技術已在全國50多個重大工程中應用。
由于這種方法,規范未列入,施工要求嚴,氣候環境影響大,潮濕地區膨脹可保持,干躁地區會存在問題。結合對福州機場航站樓采用UEA混凝土后實際效果的調研。建議蘭州地區應慎重采用,若采用可做必要計算和實驗,測得一些技術數據,最好在有條件保濕養護的地下結構中采用。也可考慮在建筑長度70m以下,設置后澆帶后影響工期的工程上試用,但對梁板構件仍應針對性地采取3.1.2中介紹的一些必要的控制和抵抗溫度收縮應力的設計措施。另外特別提請施工時要嚴格保濕養護。
3.3采用予應力混凝土結構
予應力混凝土可增強梁板剛度,梁板中所產生的預壓應力可抵消由于混凝土溫度變化和收縮產生的軸向拉應力,從而達到擴大溫度伸縮縫間距不設后澆帶的目的。經對珠海機場調研了解到:梁板在采用無粘結予應力混凝土后,平面尺寸84×48m,未設后澆帶,使用良好。筆者認為,當為滿足建筑層高要求而采用該技術時,可考慮在采用必要的控制和抵抗溫度應力的具體措施后增大溫度伸縮縫的間距,但應結合工程收集資料具體分析。
4結語
⑴溫度收縮裂縫是蘭州地區超長混凝土結構中較常見且日趨增多的裂縫,由于該裂縫的危害性及規范的局限性,設計人員應予以足夠重視。
?、票疚膹脑O計角度上簡析了混凝土收縮和溫度變形的特性,影響因素以及溫度收縮裂縫的成因和基本特點,以使設計人員建立最基本的概念來針對性地結合具體工程特點考慮防止和減輕溫度收縮裂縫的具體措施。
⑶“設置后澆帶以及控制和抵抗溫度收縮應力的綜合措施”注重結構概念設計,對裂縫采取“放”“防”“抗”相結合的構想。工程實踐證明,對防止和減輕超長混凝土結構溫度收縮裂縫比較有效,但其中一些措施主要基于設計概念和定性分析,如何通過進一步的定量計算及實驗驗證,尚需做深入工作,具體工程在采用時應根據其各自特點,并結合蘭州地區8°抗震設防要求綜合考慮。
⑷后澆帶內梁鋼筋斷與不斷一直有兩種不同的看法和處理方法。通過多年在一些超長建筑上的設計實踐,本文提出了梁鋼筋下部不斷開,上部及腰筋可錯開搭接或先搭后焊的處理方法,同時對后澆帶其它具體做法也較詳細地進行了闡述并提出了建議。
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