建筑物大體積混凝土結構計算方法探討

文/王曉慶、李方、尤培華 中國核電工程有限公司鄭州分公司 河南鄭州 450052

建筑物大體積混凝土結構計算方法探討

文/王曉慶、李方、尤培華 中國核電工程有限公司鄭州分公司 河南鄭州 450052

在建筑物的建造過程中，大體積混凝土的結構計算是重點，只有做好了結構的計算工作，才能夠在后續的建筑物建造過程中提升其結構建造的水平與質量。本文主要研究了建筑物大體積混凝土結構計算的基本方法，并研究了結構計算過程中要重點注意的事項，明確了計算的相關要點，希望可以為今后的建筑建造帶來參考。

建筑物；大體積混凝土；結構計算

在建筑物的建造過程中，經常會使用大體積混凝土，特別是在大都市的建筑物中，其施工往往會使用大體積混凝土。如何更加科學合理的使用大體積混凝土，這關乎建造的效果。所以，我們研究建筑物大體積混凝土結構計算很有意義。

1、房屋建筑大體積混凝土結構施工技術概述

1.1 相關定義。大體積混凝土，它具體定義是這樣的：一次澆筑量大于1000立方米或混凝土結構實體最小尺寸等于或大于2米，并且混凝土澆筑需研究溫度控制措施的混凝土。而在我國一些施工單位制定的“大體積混凝土工法”中認為：凡結構斷面最小尺寸大于3000mm的混凝土塊體；或者單面散熱的結構斷面的最小尺寸在750mm以上，雙面散熱在1000mm以上，水化熱引起的最高溫度與外界氣溫之差預計超過25℃的混凝土，都可以稱為大體積混凝土。

1.2 相關特點。它的特點很明顯，結構厚實，混凝土量大，工程條件復雜，現在一般都是地下現澆鋼筋混凝土結構，施工技術要求高，水泥水化熱較大，預計會超過25度，容易使結構物產生溫度變形。在這里需要說明的是，大體積混凝土除了最小斷面和內外溫度有一定的規定外，對平面尺寸也有一定限制。因為平面尺寸過大，約束作用所產生的溫度力也愈大，如采取控制溫度措施不當，溫度應力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，則易產生裂縫。

2、規范對少筋混凝土結構的設計規定

建筑物混凝土結構中有很多為大體積混凝土，其對強度要求往往不是很高。在一般水工建筑物中，如閘墩、閘底板、溢流堰、擋土墻、水電站廠房的擋土墻、尾水管、泵站閘室等，在外力作用下，一方面要滿足抗滑、抗傾覆的穩定性要求，結構應有足夠的自重;另一方面，還應滿足強度、抗滲、抗凍和不允許出現裂縫等要求，因此結構的尺寸比較大。若按鋼筋混凝土結構設計，常需配置較多的鋼筋而造成浪費，若按素混凝土結構設計，則又因計算所需截面較大，需使用大量的混凝土。對于這類結構，如在混凝土中配置少量鋼筋，在滿足穩定性的要求下，考慮此少量鋼筋對結構強度安全方面所起的作用，就能減少混凝土用量，從而達到經濟和安全的要求。因此，在大體積的水工建筑物中，采用在混凝土中少量配筋結構，有其特殊意義。

弱筋混凝土結構是指配筋率低于普通鋼筋混凝土結構的最小配筋率、介于素混凝土結構和鋼筋混凝土結構之間的一種少量配筋的結構，稱弱筋混凝土結構，也稱為少筋混凝土結構(下同)。這類結構在水利工程設計中是常見的，有時它在某些水工混凝土工程結構中處于制約設計的重要地位。從常理講，只要允許素混凝土結構的存在，必定會有少筋混凝土結構的應用范圍，因為它畢竟是素混凝土和鋼筋混凝土結構之間的中介產物。

2.1 鋼筋混凝土構件縱向受力鋼筋最小配筋率

一般鋼筋混凝土構件的受力鋼筋的配筋率不應小于規范中規定的數值。溫度、收縮等因素對結構產生的影響較大時，最小配筋率應適當增大。

2.2 大尺寸底板和墩墻的縱向受力鋼筋最小配筋率

截面尺寸較大的底板和墩墻一類結構，其最小配筋率可由鋼筋混凝土構件縱向受力鋼筋基本最小配筋率所列的基本最小配筋率乘以截面極限內力值與截面極限承載力之比得出。即：

此時，底板與墩墻的受壓鋼筋可不受最小配筋率限制，但對與墩墻的受壓區應配置適量的構造鋼筋。

2.3 特大截面的最小配筋用量

對于截面尺寸由抗傾、抗滑、抗浮或布置等條件確定的厚度大于5m的結構構件，規范9.5.3規定:如經論證，其縱向受拉鋼筋可不受最小配筋率的限制，鋼筋截面面積按承載力計算確定，但鋼筋截面面積不得小于2500mm2/m。

3、大體積建筑物混凝土施工技術應用

隨著城市化進程的推進，國土資源變得十分稀缺，大體積混凝土在建筑施工中應用也越來越多。對于大體積建筑物混凝土施工，前期的配制優化十分重要，但后期的施工更加重要。基礎混凝土之中預先埋設冷水管，這是決定基礎混凝土厚度的關鍵。至于在大體積建筑物混凝土施工前期，對于基礎混凝土的澆筑，可采用分層分段澆筑方法，盡可能縮短兩層混凝土之間的澆筑時間間隔，要保證每一層混凝土之中溫度差異相同或近似，不能出現一高一低的狀況，從而影響到基礎混凝土的強度和質量。當混凝土施工完成后，由于溫會導致混凝土收縮造成裂縫。所以在混凝土攪拌施工時，一定要控制好混凝土內外溫差。在澆筑時，澆筑的混凝土應該符合國家建筑行業相關施工配制標準，盡可能將粗骨料均勻分布在混凝土澆筑地基表面。對上層混凝土進行濕潤開始進行下一層施工時，要注意將上層積水清理干凈，做好兩層混凝土之間的接漿合縫工作，避免出現水平工縫之外的其它縫隙。在澆筑混凝土時應當注意混凝土表面的滲水，要及時將混凝土之中滲出的多余水分處理干凈，防止水分對混凝土凝結的破壞。混凝土施工完成后，對于混凝土的溫度保護也十分重要，這關系到混凝土最后的成型和質量。根據地域和季節的不同，保溫保護的時間應當以實際情況為準。在部分大體積建筑物混凝土施工完成之后，因為氣溫原因或者混凝土層之中存在空氣，會出現塑性裂縫或者收縮裂縫，應及時進行填補處理。

結語：

綜上所述，在今后的建筑物大體積混凝土應用過程中，首先要制定更加科學合理的建造方法，同時，要進一步設計其結構，并科學的進行計算，才能夠提高建筑物大體積混凝土結構的應用效果。

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