建筑工程超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)分析

趙倩　郭亞佩

[摘要]無縫設(shè)計(jì)作為建筑工程超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中必不可少的環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量的好壞對整個(gè)房建工程施工質(zhì)量具有直接影響，其設(shè)計(jì)效果的高低受到施工單位的高度重視。本文通過具體工程案例，對無縫設(shè)計(jì)的概況、要點(diǎn)進(jìn)行分析與探究。

[關(guān)鍵詞]建筑工程；超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；無縫設(shè)計(jì)

文章編號：2095-4085（2016）05-0054-02

在內(nèi)外溫差及溫度改變情況較為嚴(yán)重的情況下，建筑物各個(gè)結(jié)構(gòu)往往會出現(xiàn)膨脹、收縮現(xiàn)象。如因外界、構(gòu)件對膨脹及收縮現(xiàn)象產(chǎn)生制約，就發(fā)生自由膨脹、收縮情況，進(jìn)而將應(yīng)力出現(xiàn)于結(jié)構(gòu)內(nèi)部。相比結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗拉能力，收縮出現(xiàn)的拉應(yīng)力過大時(shí)，裂縫則會出現(xiàn)于結(jié)構(gòu)內(nèi)，進(jìn)而對結(jié)構(gòu)自身性能等造成極大影響。為避免此類裂縫產(chǎn)生，應(yīng)做好結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)，將該技術(shù)應(yīng)用到建筑工程超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)。可達(dá)到工程質(zhì)量提升的目的。

1.無縫設(shè)計(jì)的概況

混凝土熱脹冷縮的性質(zhì)，注定會在其外部環(huán)境或內(nèi)部溫度發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生變形。若混凝土變形遭到約束，則會在其結(jié)構(gòu)內(nèi)形成拉應(yīng)力，當(dāng)此時(shí)的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉極限時(shí)，混凝土表面便會形成裂縫，這種裂縫多數(shù)情況下會發(fā)生在混凝土施工后最初3～5d。作為一個(gè)相對概念，無縫設(shè)計(jì)是指相比規(guī)定范圍，其結(jié)構(gòu)區(qū)段長度過長，無需進(jìn)行伸縮縫、后澆帶設(shè)置，“抗放兼?zhèn)洌钥篂橹鳌睘槠涓驹O(shè)計(jì)理念，是在硬化過程中通過一種混凝土外加劑確保現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)微膨脹功能，因鋼筋及相近混凝土制約，在結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行一定預(yù)壓應(yīng)力建立。此類膨脹一般較小，基本完成于水泥硬化前2周。現(xiàn)階段具有多種混凝土膨脹劑，其中最常見的為HEA型膨脹劑。往往在HEA添加6%-10%水泥，這樣并不會影響鋼筋混凝土強(qiáng)度，且能夠出現(xiàn)相應(yīng)微膨脹，及進(jìn)行0.2～0.8MPa預(yù)壓應(yīng)力建立，以此對混凝土干縮、溫變拉應(yīng)力進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償，進(jìn)而起到裂縫防范的作用。

2.超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)

2.1工程案例分析

某建筑工程，64.5m為其整體長度，4層為地上、一層為地下，選取鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，全現(xiàn)澆體系，為梯形平面，橫向兩跨，15m為其平均寬度。設(shè)計(jì)階段要求不得使用伸縮縫，因工期緊，選取后澆帶方式時(shí)間不允許，因此，伸縮縫可通過HEA膨脹劑予以消除。

2.2計(jì)算伸縮縫間距

上部結(jié)構(gòu)為計(jì)算伸縮縫間距的主要內(nèi)容，為此，本文對摻加、不摻加HEA伸縮縫間距分別進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。通常情況下，桿系結(jié)構(gòu)為建筑上部結(jié)構(gòu)形式，其具有細(xì)長的構(gòu)件尺寸，在澆筑混凝土后水泥硬化出現(xiàn)的內(nèi)外溫差較低，其部分影響不予計(jì)算。但在建成后因白天、夜晚及季節(jié)性溫差往往會出現(xiàn)膨脹、收縮問題，假設(shè)：年平均最高溫度為T1表示，本文以35℃為標(biāo)準(zhǔn)；年平均最低溫度為T2表示，本文以一2℃為標(biāo)準(zhǔn)；混凝土收縮當(dāng)量溫度為T3；HEA添加后補(bǔ)償收縮時(shí)當(dāng)量溫度為T3H；混凝土收縮率可為ε，則；柱頂端允許位移則由[AL]表示，通常選取1/400層高，本文選取12mm；自由度系數(shù)可通過表示，本文選取0.6；混凝土線膨脹系數(shù)為α表示。通過材料力學(xué)得出：ε=α×T即：

3.超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)

（1）相比普通鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范，補(bǔ)償收縮混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范具有一致性，因補(bǔ)償收縮混凝土制約膨脹其預(yù)壓應(yīng)力產(chǎn)生必須得到鋼筋及相鄰混凝限制，為此約束膨脹率是補(bǔ)償收縮混凝土的主要技術(shù)指標(biāo)。通常情況下，混凝土進(jìn)行2周養(yǎng)護(hù)需在0.015%-0.025%范圍內(nèi)限制其膨脹率，特殊部位，如膨脹加強(qiáng)帶、后澆加強(qiáng)帶混凝土，需在0.025%～0.035%間限制膨脹率。無縫設(shè)計(jì)中，往往在部分關(guān)鍵位置進(jìn)行配筋強(qiáng)化措施，如結(jié)構(gòu)開口位置等。針對墻體連接柱子的擋土墻位置，通常應(yīng)力集中出現(xiàn)的縱向裂縫都會出現(xiàn)于相距柱子1～2m范圍內(nèi)，此時(shí)可將水平附加筋插入，長度為1.5～2m之間，此位置需增加15%左右配筋密度。如墻體開裂原因?yàn)槭┕ゐB(yǎng)護(hù)或外部溫差，則需在150mm以內(nèi)控制水平構(gòu)造筋之間的距離，在0.4%-0.6%之間控制配筋率。

（2）按照工程具體情況進(jìn)行膨脹加強(qiáng)帶、后澆加強(qiáng)帶的選擇，通常在后澆帶位置設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶，按照2～3m為構(gòu)件厚度帶寬，將密孔鐵絲網(wǎng)設(shè)置到帶2側(cè)，以此分離帶內(nèi)外混凝土。要求不間斷澆筑膨脹加強(qiáng)帶，在2側(cè)澆筑完成后進(jìn)行后澆加強(qiáng)帶回填。澆筑混凝土過程中，嚴(yán)禁膨脹后澆帶內(nèi)滲入其他位置的混凝土，防止對設(shè)計(jì)成效造成極大影響。混凝土澆筑前期往往需選取潤管砂漿，在澆筑過程中此類砂漿不得使用。在沒有實(shí)施澆筑作業(yè)的位置不得有混凝土丟撒問題，防止可能性冷縫的產(chǎn)生。

（3）無縫設(shè)計(jì)使用的基礎(chǔ)條件為后澆帶只是進(jìn)行收縮應(yīng)力釋放的伸縮縫，如不是這種情況，不得去除沉降地層的后澆帶，要求在無縫設(shè)計(jì)應(yīng)用中嚴(yán)格遵循施工具體案例進(jìn)行靈活使用。因地下室側(cè)面墻不厚且具有極大的暴露面積，在立面養(yǎng)生方面難度較大，同時(shí)因溫差影響，需以側(cè)面墻加強(qiáng)帶設(shè)置為主，要求在30～40m之間控制加強(qiáng)帶距離，也可一次澆筑側(cè)面墻和頂板，以此達(dá)到約束側(cè)面墻力度加大及一起進(jìn)行收縮應(yīng)力有效抵抗的目的。

4.結(jié)語

綜上所述，無縫設(shè)計(jì)作為建筑工程超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中的重要技術(shù)之一，在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮著極其重要的作用。為了確保超長鋼筋混凝土施工的質(zhì)量，確保整個(gè)工程的穩(wěn)定性和安全性，延長房屋的使用年限，必須切實(shí)做好無縫設(shè)計(jì)工作，不斷提高施工人員的技術(shù)水平，規(guī)范施工工藝，促進(jìn)我國建筑事業(yè)的發(fā)展。