超长混凝土结构温度应力分析与设计措施_赵楠VIP免费

第29卷第6期2013年12月结构工程师StructuralEngineersVol．29，No．6Dec．2013收稿日期:2013－04－15*联系作者，Email:zhaonan@snnlay．cn超长混凝土结构温度应力分析与设计措施赵楠1，*马凯2(1．北京三磊建筑设计有限公司，北京100048;2．北京市建筑设计研究院有限公司，北京100045)摘要环境温差、混凝土收缩、徐变等是影响超长混凝土结构温度应力分布的主要因素，在核心筒等竖向刚度较大的区域会出现明显的应力集中现象，不利于控制结构裂缝。通过采用设置温度后浇带、控制混凝土入模温度及采用适当添加剂等技术措施，可以有效降低收缩应力，限制结构裂缝开展。关键词超长混凝土结构，收缩应力，等效温差TemperatureStressAnalysisandControlPracticeonaLongSpanConcreteStructureZHAONan1，*MAKai2(1．BeijingSunlayLtd．，Beijing100048，China;2．BeijingInstituteofArchitecturalDesign，Beijing100045，China)AbstractEnvironmenttemperaturedifference，concreteshrinkageandcreeparemajorfactorsthataffectdis-tributionoftemperaturestressforlongspanconcretestructures．Itincreasesdifficultiesinstructuralcrackcon-trolsinceobviousstressconcentrationinareawithlargerverticalstiffnesssuchascoretubeoccurs．Bysettingthelatterpouringbelt，controllingcastingtemperatureofconcreteandusingsuitableadditives，shrinkagestresscanbereducedeffectively;andthedevelopmentofstructuralcrackcanbelimited．Keywordslongspanconcretestructure，shrinkagestress，equivalenttemperaturedifference1引言超长混凝土结构是指结构单元长度大大超过《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)［1］(以下简称《混凝土规范》)对混凝土结构的伸缩缝间距规定的限值。规范建议，当采取低收缩混凝土材料、设置后浇、采用预应力措施等情况下可以适当增加结构单元长度。目前我国建筑业新技术的不断发展，为解决收缩应力和温度应力问题提供了有利条件。如设置温度后浇带、添加膨胀剂(如UEA)和施加预应力技术，前者体现了先“放”后“抗”的思想，后两种技术集中体现了“抗”的变形效应控制思想。设置温度后浇带可以削减施工阶段的收缩和温度应力;添加膨胀剂可以比较明显地降低变形效应的应力峰值;预应力技术是解决混凝土结构收缩和温度应力的一个有效手段，它可以较好地控制混凝土的温度裂缝，但相对造价偏高。我国尽管已经出现了许多不设温度伸缩缝的超长混凝土结构工程，积累了一定的实践经验，但理论研究却滞后于工程实践。本文结合实际工程，对超长混凝土结构的设计措施进行了探讨。2工程概况北京某办公楼，地下两层、地上三层，结构体系为框架—剪力墙，基础为平板式筏型基础。建筑物平面尺寸约为32．1m×411．6m，地上设置防震缝，而地下部分由于建筑功能需求不能设置伸缩缝，为整体地下室，因此长度方向远远大于《混凝土规范》的要求，属于超长混凝土结构。结构平面示意图如图1所示。图1地下平面示意图(单位:m)Fig．1Sketchofbasementlevel(Unit:m)图2工程效果图Fig．2Ｒenderingofthebuilding本工程长度远远超出《混凝土规范》的规定，需对混凝土拉应力问题进行重点分析研究。关键技术主要是确定温度应力分析时的温差荷载，并制订合理的技术措施，满足经济性原则。梁板混凝土强度等级为C30，外墙及框架柱混凝土强度等级为C40，内部剪力墙混凝土强度等级为C30。3温度裂缝的特点温度裂缝具有以下特点:(1)温度裂缝与材料的韧性有很大关系。温度裂缝的起因是结构首先要求变形，当变形得不到满足时才引起应力，只有当应力超过一定数值才引起裂缝。裂缝出现后，变形得到满足或部分满足，应力就发生松弛。某些结构，虽然材料强度不高，但有良好的韧性，也可适应变形的要求，抗裂性较高。因此，如何提高混凝土承受变形的能力，即提高其极限拉应变的大小，是混凝土温度裂缝控制的主要措施之一。(2)温度裂缝具有时间性。混凝土结构温度作用，从温度的变化、变形的产生，到约束应力的形成，裂缝的出现和扩展等都不是在同一时间瞬时发生的，它有一个“时间过程”即一个多次产生和发展的...