某超長半敞開地下室結構溫度作用分析與設計

摘要 某超長半敞開地下室典型長寬為580 m×240 m，以其作為研究對象。通過混凝土收縮徐變分析、等效溫差計算和樓板應力計算等，對溫度作用進行了詳細的分析和論述。分析表明降溫工況是樓板設計的控制工況，溫度作用下，最大應力主要出現在樓板的頸縮區和角部。通過采取合理設置預應力鋼絞線、延長后澆帶澆筑時間、提高樓板配筋率等有效措施后，樓板裂縫發展是可控的，超長結構是安全的。

關鍵詞 超長結構;" 半敞開地下室; 預應力; 溫度應力

中圖分類號 TU375.2 文獻標志碼 A

1工程概況

本工程地下室采用鋼筋混凝土結構，樓板典型長寬為580 m×240 m，沿長邊單邊敞開，另三面圍合，如圖1所示。已超過GB 50010-2010《混凝土結構設計規范》［1］（簡稱《混規》）中鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距的要求。由于建筑施工功能和造型需求，頂板結構中部設有3個鋼木屋蓋，屋蓋下部無結構樓板，即地下室頂板中部設有3個喇叭形開洞，喇叭口部位于東側，尺寸約110 m，將頂板西側完全脫開，喇叭尾部位于西側，尺寸約18 m，喇叭尾部至西側結構邊線最小凈距約40 m，如圖2所示，圖中左側陰影部分為已建成的18號線主體車站。同時，地鐵站廳部分設有上下貫通的兩處樓板大開洞、北側下層庭院設有一處樓板大開洞。如此，地下室結構頂板除超長外，由于樓板開洞形成了多處瓶頸部分，在結構溫度變化和混凝土收縮徐變等作用下產生的結構變形及因變形協調而產生的約束內力效應顯著，應進行效應分析，并在此基礎上采取相應的設計、構造和施工措施。地下室頂板樓板環境類別為二a類，負1層樓板環境類別為一類，裂縫控制等級均為三級。

2溫度作用分析

2.1溫差取值

2.2混凝土收縮徐變分析

2.3等效溫差計算

2.4溫度應力分析

2.4.1負1層樓板應力分析

2.4.2頂板應力分析

3超長混凝土結構設計與施工措施

4結論

（1）對于超長混凝土結構，混凝土收縮徐變有利于結構的應力重分布，使混凝土應力產生松弛，從而減小混凝土收縮變形產生的拉應力。

（2）延長后澆帶的澆筑時間可明顯改善超長結構的裂縫發展，混凝土60 d齡期的約為45%的極限收縮應變，90 d齡期混凝土的收縮應變約為60%的極限收縮應變，故對于超長地下室結構，可將后澆帶的澆筑時間由主體施工完成后2個月延長到3個月。

（3）降溫工況是樓板設計的控制工況。溫度作用下，最大應力主要出現在樓板的頸縮區和角部，設計時應特別加強處理。當溫度應力較大時，可采取設置預應力鋼絞線等措施。

（4）對于超長地下室結構，通過全面的分析計算，采用有效的加強措施后，樓板裂縫發展是可控的，超長結構是安全的。

參考文獻

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