超长结构设计要点
- 格式:doc
- 大小:34.50 KB
- 文档页数:6
试析超长建筑结构设计1.超长结构界定和超长结构可能存在的问题相关国家设计规范规定了房屋建筑工程结构伸缩缝最大间距为:现浇式普通砖混结构50m,现浇式框架结构55m,现浇式剪力墙结构45m,现浇式框架-剪力墙结构要根据框架和剪力墙具体布置的情况在45m~55m之间取值,一般可取50m。
以上为在正常情况下的设计规定,一些特殊环境条件下,例如恶劣气候环境条件地区、屋面无保温或隔热措施、建筑材料收缩较大或者采用特殊施工工艺等情况,结构伸缩缝间距要适当减小。
在不设永久伸缩缝的情况下,有效控制混凝土收缩应力和温度应力影响,是确保结构安全、正常使用的设计重点,必须慎重对待。
通常采取的措施有:设置后浇带或膨胀加强带、施加预应力、配筋控制、添加抗裂纤维、材料控制、施工质量控制。
实际工程中的超长结构主要存在三个方面的问题。
(1)混凝土浇筑过程中水泥水化热造成混凝土内外温差,继而结构表面产生拉应力,内部产生压应力。
当表面拉应力超过混凝土极限抗拉强度的时候,在混凝土表面就会产生裂缝。
此外在混凝土降温阶段时逐渐散热冷却会产生冷缩,再加上混凝土硬化过程中的自身收缩,产生的收缩应力较大,当该应力超过混凝土极限抗拉强度的时候同样会产生裂缝,甚至贯穿整个截面。
(2)环境温度变化使得结构材料自身热胀冷缩,继而产生的温度应力存在于工程使用期间和施工阶段。
温度变化和混凝土收缩这种间接作用引起的位移和变形对超静定混凝土结构的约束应力可能会很大,从而导致结构构件的开裂,甚至改变结构的受力形态。
(3)超长结构的另一个问题就是因为结构太长,当建筑场地地质情况复杂时,结构两端的基础持力层可能不同或基础持力层相同而基础埋置深度相差较大时,结构两端的沉降差会很大,如果不设置沉降缝又未采取相应构造措施时,结构就会倾斜或产生裂缝。
2.钢筋混凝土超长结构设计的构造措施2.1后浇带的设置后浇带的具体设计应考虑施工时的接缝处的处理,采用梁的受力钢筋不断开的构造加强措施,并适当附加纵向受力钢筋,箍筋间距在该跨应全长加密;墙和板的钢筋应断开搭接,以便两部分的混凝土各自自由收缩。
超长结构特别技术要求1.原材料1)水泥强度等级不低于42.5MPa;水泥品种应采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。
2)混凝土粗骨料应采用碎石,不得采用卵石。
在符合规范的前提下,适当提高粗骨料的粒径(可选用5~40mm),粗骨料可选用2级级配。
细骨料应采用中粗砂,细度模数μ≥2.6。
3)严格控制含泥量和粉料含量,粗骨料含泥量不应大于1.0%。
2.混凝土1)应采用膨胀混凝土(即掺入膨胀剂);混凝土水中养护14天的限制膨胀率应≥2.0x10-4(后浇带混凝土≥3.0x10-4),水中养护14天、空气中养护28天的限制干缩率≤3.0x10-4。
2)纯水泥用量不小于260kg/m3,但不大于280kg/m3。
3)严格控制坍落度,泵送防水混凝土入泵坍落度应控制在120~160mm之内。
4)严格控制水胶比,水胶比不应大于0.45。
5)施工时不得随意提高混凝土强度等级。
3.施工1)施工时应与气象站密切联系,尽可能在较低的温度环境中浇筑混凝土。
在炎热季节,需采用降低原材料温度、减少混凝土运输时吸收外界热量等降温措施;夏季浇灌混凝土时,应尽量在早、晚或夜间施工,避免高温入模和钢筋胀曲情况发生。
2)在混凝土浇筑过程中,应及时清除混凝土表面的泌水。
板类混凝土面层浇筑完毕后,应在初凝前后进行第二次抹压。
3)后浇带浇筑时温度宜低于两侧混凝土浇筑时的温度。
在条件允许的情况下,后浇带应在低温时封闭。
后浇带浇筑完毕后亦须加强养护。
4.养护1)施工单位应制定可靠的保温保湿养护措施,特别是早期养护,如花管淋水(夏季重点)、塑料薄膜覆盖、草袋保温及有效的养护剂,并尽早执行(浇灌后约6小时)。
终凝后应立即进行养护,保湿养护时间不得少于14天。
2)对底板和楼板等平面结构构件,混凝土浇筑收浆和抹压后,及时用塑料薄膜覆盖,防止表面水分蒸发。
为防止混凝土受早期扰动而产生裂缝,待混凝土强度达到1.2N/mm 后方可上人揭去塑料薄膜,铺上麻袋或草席,用水浇透。
超长结构设计摘要:介绍我国现行设计规范对超长结构的限定,分析了超长结构在工程上存在的问题,总结出设计和施工中对超长结构可采取的一些措施。
一、概述在一些大型地下工程、公共建筑、单元式住宅楼等工程设计中常常因为建筑立面、工程防水、自身平面结构单元限制等原因而不能设置变形缝,其长度或宽度尺寸超出了国家设计规范规定的限值,便成为超长结构。
超长结构的无缝设计对设计和施工都会带来一些困难,如果处理不当就会影响工程建成后的正常使用功能,甚至会出现结构安全事故。
二、超长结构的限定及超长结构存在的问题国家设计规范对房屋建筑工程结构伸缩缝的最大间距做如下规定:对于现浇式结构,普通砖混结构50m,框架结构55m,剪力墙结构45m,框架-剪力墙结构根据框架和剪力墙的具体布置情况取45~55m之间,通常可取50m。
以上数值是在正常情况下的规定,在一些特殊环境条件下如屋面无保温或隔热措施、恶劣气候环境条件地区、建筑材料收缩较大以及采用特殊施工工艺时,结构伸缩缝的间距应适当减小。
超长结构在实际工程中主要存在三个方面问题:一是在混凝土浇筑过程中水泥水化热使混凝土内外温差在结构内部产生压应力,表面产生拉应力。
当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,就会在混凝土表面产生裂缝。
另外在混凝土降温阶段混凝土逐渐散热冷却产生冷缩,加上混凝土硬化过程中本身的收缩,就会产生较大的收缩应力,当超过混凝土的极限抗拉强度时也会产生裂缝,有时会贯穿整个截面。
二是环境温度变化引起的结构材料自身热胀冷缩而产生的温度应力,这种应力存在于工程施工阶段和使用期间。
混凝土收缩和温度变化这种间接作用引起的变形和位移对于超静定混凝土结构可能引起很大的约束应力,导致结构构件开裂,甚至使结构的受力形态发生改变。
超长结构的另一个问题就是因为结构太长,当建筑场地地质情况复杂时,结构两端的基础持力层可能不同或基础持力层相同而基础埋置深度相差较大时,结构两端的沉降差会很大,如果不设置沉降缝又未采取相应构造措施时,结构就会倾斜或产生裂缝。
复杂高层及超高层建筑结构设计要点复杂高层及超高层建筑的结构设计是国际建筑领域的热点和难点问题之一、在设计过程中,需要考虑多种因素,包括地震、风荷载、抗倾覆能力、承载能力等。
下面将从这几个方面对复杂高层及超高层建筑结构设计的要点进行详细介绍。
首先,地震是复杂高层及超高层建筑结构设计中必须要考虑的重要因素之一、地震会对建筑物施加水平和垂直方向的地震力,对整个结构的稳定性和安全性产生影响。
因此,结构设计师需要根据建筑物所处地区的地震状况,合理选择结构体系和抗震措施。
常见的抗震措施包括使用抗震支撑和减震装置,增加剪切墙和柱子的数量,提高结构体系的刚度等。
其次,考虑风荷载也是复杂高层及超高层建筑结构设计中必不可少的一部分。
由于建筑物的高度较大,容易受到风的作用产生较大的风荷载。
结构设计师需要根据建筑物所处地区的气候条件和风速,合理计算和选取风荷载。
常见的抗风措施包括使用结构抗风技术,如加强楼板、加固连墙、增加风向柱等,以提高建筑物的稳定性。
抗倾覆能力也是复杂高层及超高层建筑结构设计中需要重点考虑的问题。
由于建筑物的高度较大,容易受到倾覆的影响。
为了提高建筑物的抗倾覆能力,结构设计师需要选择合适的基础形式和结构布置,如采用沉桩基础,并增加剪切墙、加固核心墙等结构措施,以提高建筑物的抗倾覆能力。
最后,承载能力也是复杂高层及超高层建筑结构设计中非常重要的一个方面。
由于建筑物的高度比较大,需要能够承受较大的垂直荷载。
结构设计师需要合理选择和布置主要承重构件,如梁、柱和墙等,以确保建筑物能够承受设计荷载。
此外,还需要合理使用材料和施工工艺,提高结构的强度和刚度,以确保建筑物的整体稳定性。
综上所述,复杂高层及超高层建筑结构设计要点包括考虑地震、风荷载、抗倾覆能力、承载能力等因素。
通过合理选择结构体系和抗震措施、增加剪切墙和柱子数量等方式,可以提高建筑物的稳定性和安全性。
同时,也需要合理计算和选取风荷载,选择合适的基础形式和结构布置,以提高建筑物的抗倾覆能力。
刍议超长框架剪力墙结构的无缝设计要点摘要:本文主要对高层建筑中超长框架剪力墙结构的无缝设计要点进行了详细探讨,并根据多年的设计经验,提出了几点设计措施和建议。
伸缩缝不仅会影响建筑的整体性和美观度,降低建筑结构的抗震性能,还会对防水、防风和保温等建筑构造造成不便,因而控制不设缝的超长混凝土结构的温度及收缩裂缝成为一个急需解决的课题。
关键词:超长框架;剪力墙结构;无缝设计abstract: in this paper, the seamless design of high-rise building overlong frame shear wall structure are discussed in detail, and according to years of experience in design, puts forward some practical measures and suggestions. expansion joint will not only affect the integrity of the building concept and degree, reduce the seismic performance of building structures, will cause inconvenience to waterproof, windproof and heat preservation building structure, so as to control the temperature and shrinkage crack no overlong concrete structure crack becomes an urgent topic.keywords: overlong frame; shear wall structure; seamless design中图分类号:tu318文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2013)引言:由于经济的发展,加之土地资源宝贵,所以高层建筑更是如雨后春笋般速度发展,数量剧增。
超长结构混凝土裂缝控制技术要点超长结构混凝土结构设计控制为控制超长结构混凝土裂缝,应在结构设计阶段采取有效技术措施。
主要应考虑以下几点。
(1)对超长结构进行温度应力验算,温度应力验算时应考虑下部结构水平刚度对变形的约束作用,结构合拢后最大温升与温降及混凝土收缩带来的不利影响,混凝土结构徐变对减少结构裂缝的有利因素,混凝土开裂对结构截面刚度的折减影响等。
(2)为有效减少超长结构混凝土裂缝,大柱网公共建筑可考虑在楼盖结构与楼板中采用预应力技术,楼盖结构框架梁应采用有粘接预应力技术,也可在楼板内配置构造无粘接预应力钢筋,建立预压力以减小因温度降温引起的拉应力,对裂缝进行有效控制。
除施加预应力以外,还可加强构造配筋,采用纤维混凝土等技术措施。
(3)设计时应对混凝土结构施工提出要求,如大面积底板混凝土浇筑时采用分仓法施工,超长结构采用设置后浇带与加强带以减少混凝土收缩对超长结构裂缝的影响。
当大体积混凝土置于岩石地基时,宜在混凝土垫层上设置滑动层,以减少岩石地基对大体积混凝土的约束。
配合比要求(1)混凝土配合比应根据原材料品质、混凝土强度等级、混凝土耐久性及施工工艺等,通过计算、试配、调整等步骤选定。
(2)配合比设计应控制胶凝材料用量。
强度等级在C60以下时,最大胶凝材料用量不宜大于550kg/m³;强度等级为C60、C65时,胶凝材料用量不宜大于560kg/m³;强度等级为C70、C75、C80时,胶凝材料用量不宜大于580kg/m³;自密实混凝土胶凝材料用量不宜大于600kg/m³;混凝土最大水胶比不宜大于0.45。
(3)大体积混凝土应采用大掺量矿物掺合料技术,矿渣粉和粉煤灰宜复合使用。
(4)纤维混凝土的配合比设计应满足JGJ/T221-2010《纤维混凝土应用技术规程》的要求。
(5)除抗压强度、抗渗等级等常规设计指标外,还应考虑满足抗裂性指标要求。
施工要求(1)大体积混凝土施工前,应对施工阶段混凝土浇筑体的温度、温度应力、收缩应力等进行计算,确定施工阶段混凝土浇筑体的温升峰值、里表温差及降温速率等控制指标,制订相应的温控技术措施。
超长混凝土框架结构厂房的结构设计及温度应力分析摘要:随着工业技术的不断发展和城市化进程的加速,超长混凝土框架结构厂房在工业领域中扮演着至关重要的角色。
然而,这种特殊结构的设计和温度应力分析仍面临诸多挑战。
本文以超长混凝土框架结构厂房为研究对象,旨在探讨其结构设计及温度应力分析,为相关领域的工程师和研究人员提供参考和借鉴,以确保这类建筑物的安全稳定运行,同时也为未来的研究和技术进步提供指导和启示。
关键词:超长混凝土框架结构厂房;结构设计;温度应力分析引言超长混凝土框架结构厂房作为大型工业建筑的主要形式之一,在现代工业发展中起着重要的作用。
这种结构形式具有承重能力强、抗震性能好等优势,所以在许多领域得到了广泛应用。
然而,由于超长混凝土框架结构的特殊性,其结构设计和温度应力分析存在一定的困难。
在此背景下,本文将重点探讨超长混凝土框架结构厂房的结构设计及温度应力分析,以期为相关领域的工程师和研究人员提供参考与借鉴。
1.超长混凝土框架结构厂房介绍1.1结构特点超长混凝土框架结构厂房具有以下结构特点:其整体结构稳定性好,能够承受水平荷载和垂直荷载。
该结构采用混凝土作为主要材料,具有优异的抗压强度和耐久性。
此外,超长混凝土框架结构厂房在构件布置上灵活多样,能够满足不同空间需求。
同时,它还具有良好的抗震性能,能够有效减少地震对厂房的破坏。
此外,由于其特殊的结构形式和材料选取,超长混凝土框架结构厂房具有较大的自重和惯性力,进一步提高了其抗风能力。
因此,超长混凝土框架结构厂房能够满足大型工业建筑的需求,广泛应用于工业生产、仓储及物流等领域。
1.2应用领域超长混凝土框架结构厂房在多个领域广泛应用。
在制造业中,它可作为工厂和生产线的厂房,提供大空间、承重能力强的生产环境,适用于汽车制造、机械加工等行业。
在物流领域,可以用作仓库和物流中心,提供高效的货物储存和分配。
此外,超长混凝土框架结构厂房还在电力、电子、化工等工业领域广泛应用,为各种设备和工艺提供稳定、安全的场所。
超长地下室结构设计措施
--丽景小区二期地下室工程
本工程总长度为205.850m,属于超长建筑物,地下室外墙及地下室顶、底板共设有三条后浇带。
由于象山地下室温度常年变化不大,一般超长地下室在正常使用阶段收缩和温度应变是能够满足要求的,现在主要还是解决施工阶段砼收缩和温度变化的问题。
在地下室砼中,膨胀剂TEA掺量为10%等量替代胶凝材料;在6轴~7轴之间和23轴~24轴之间各加设一条膨胀加强带,来解决伸缩和温度应力的不利影响。
后浇带砼和膨胀加强带砼的设计强度应比相邻的非膨胀加强带砼提高5MPa,从而提高后浇带砼和膨胀加强带砼的抗拉强度,并且提高其膨胀剂掺量,一般提高到15%,从而提高最易开裂部位的砼膨胀率,消除该部位砼的拉应力,避免砼开裂。
根据砼的特性,在早期设后浇带(或膨胀带),使砼的早期收缩和应力得到自由的释放,在砼收缩相对稳定后再用膨胀砼连接起来,同时对于超长结构添加外加剂(膨胀剂、纤维等)改善砼抗裂性能,增加砼的配筋量等措施,确保结构处于裂缝控制范围内。
施工方面用保温隔热法对砼进行养护;控制砼的降温速度;用草袋和塑料薄膜进行保温和保湿;用后浇带减小温度收缩。
后浇带的位置设置在结构受力最小处,一般布置在跨度的1/3处,将地梁腹纵向钢筋和梁顶钢筋尽量截断(因为这些钢筋可以进行搭接或焊接处理),只保留梁底钢筋连续贯通,以使拉力减少至最低。
膨胀加强带的做法:膨胀加强带宽2m左右,带的两侧布置5㎜网格15X15mm钢丝网,将带内砼与带外分隔开;膨胀加强带内增设10~15%水平温度钢筋,并均匀布置在上下层钢筋上,两端各伸出膨胀带LaE,并固定在上下层(或内外层)钢筋上。
浅谈超长建筑的结构设计如今,建筑业的迅猛发展,设计中经常会遇到超长钢筋混凝土结构的问题,但由于混凝土材料本身的特性,导致钢筋混凝土房屋的长度受到一定限制,本文根据具体工程设计实践和经验,介绍了对超长混凝土结构如何有效设置后浇带,以及其他一些控制和抵抗温度收缩应力的具体设计措施。
1、工程概况:本工程位于七度设防区,地震加速度0.1g,建筑物长度72米,高23.8米。
由于属于教育建筑,根据规范,抗震等级按重点设防类考虑,并且地震加速度应提高0.05g,由于高度接近24米,专家建议电算时考虑偶然偏心的影响。
刚开始拿到这个工程时,考虑到建筑物的长度远远超过现行规范对伸缩缝最大间距的要求,为满足规范要求而在建筑物中部设置伸缩缝,而建筑设计人考虑到设缝会影响到建筑立面造型和建筑物的使用功能,不宜设缝,而且在设缝试算过程中,由于设置伸缩缝把本身对称结构分成两个不对称的单塔,造成了结构电算结果很难满足规范要求(主要是由于地震加速度提高,在考虑偶然偏心影响下位移角、位移比很难满足)。
并且考虑到设置伸缩缝会在缝两侧采用双柱、双墙,地震时缝的两侧易发生碰撞,使伸缩缝部位形成一个薄弱环节。
所以针对本工程实际情况,采取了不设缝处理并采用多种技术措施来防止由于结构超长引起的裂缝。
2、采取的措施(1)设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的措施后浇带的主要作用是释放早期混凝土收缩应力,减小以收缩为主的变形。
在施工过程中每隔30m左右留800mm的混凝土后浇带(一般在小跨梁开间或受力较小的部位,梁跨三分之一处设置。
); 待主体完成后两个月采用强度较主体混凝土高一个标号的无收缩或微膨胀混凝土浇筑。
并且施工时还应注意:①后浇带两侧宜设钢筋网片,防止主体混凝土流入后浇带。
②后浇带混凝土浇筑前应清理凿毛,浇筑时振捣密实,精心养护。
③后浇带两侧支撑保证稳定可靠,后浇带混凝土达设计强度时方可拆除。
(2)针对性地采取控制和抵抗温度收缩应力的综合措施①加强屋面保温隔热措施。
234探讨超长地下结构设计关键措施的实施方法李靖宇 大连市市政设计研究院有限责任公司摘 要:当前我国正处于大规模从工程建设时期,在施工工程问题中超长地下结构的设计越来越引起人们的关注,本文针对这一问题进行研究,着重从抗浮问题、不均匀沉降问题和无缝设计问题进行了分析。
关键词:超长地下结构;抗浮;不均匀沉降;无缝;设计1 引言当前我国在城市建设方面有这么几个突出方面:高层建筑的大规模修建,伴随而来的超大地下室的出现;地铁的成规模修建,线形超长地下结构。
在交通建设领域,跨江跨河隧道的修建使得水下超长地下结构的问题引起了越来越多的关注。
对于上述工程,所反映出来的工程问题包括了:超大地下室的抗浮问题、不均匀沉降的问题、水下超长地下结构的无缝设计问题。
2 抗浮问题城市地区地下水位一般比较深,对于地下室埋藏较浅,层数在1~2 层的高层建筑而言,一般在使用阶段不会存在抗浮问题。
当地下室埋藏较深或地下水位较浅时(南方多雨地区),裙房及纯地下室部分可能会有抗浮不满足要求的问题。
针对此种情况,应采取以下措施:a) 在设计允许的情况下,尽可能提高基坑坑底的设计标高,间接降低抗浮设防水位。
高层建筑的基础底板多采用平板式筏板基础和梁板式筏板基础。
一般而言,平板式筏板基础的重量与梁板式筏板基础上填覆土的重量基本相当,但后者的基础高度一般要比前者高,在保证基顶标高不变的情况下,后者的基础埋深要大于前者。
从而相对提高了抗浮水位,故采用平板式筏板基础更有利于降低抗浮水位。
b) 楼盖提倡使用宽扁梁或无梁楼盖。
一般宽扁梁的截面高度为跨度的 1/22~1/16,宽扁梁的使用将有效地降低地下结构的层高,从而相对降低了抗浮设防水位。
c) 增加地下室的层高来增加地下室的重量是解决地下室抗浮问题的一个直接有效的方法,但这种方法还应该结合地基土的承载力而定;在对主体结构的地基承载力进行深度修正时,增加地下室的层高可以提高主体结构的有效埋置深度,从而提高了主体结构修正后的地基承载力特征值。
剪力墙结构超长问题在建筑结构设计中,剪力墙结构是一种常见且重要的结构形式。
然而,当剪力墙结构的长度超过一定限制时,就会出现一系列问题,这就是所谓的剪力墙结构超长问题。
这些问题可能会影响建筑的安全性、适用性和耐久性,因此需要我们给予足够的重视和妥善的处理。
首先,我们来了解一下为什么会出现剪力墙结构超长的情况。
在实际的建筑设计中,由于建筑功能的需求,如大空间的会议室、展厅等,或者为了追求建筑外观的整体性和美观性,剪力墙结构的长度可能会超过规范所允许的限值。
此外,土地资源的紧张也可能导致建筑在平面尺寸上的扩大,从而使得剪力墙结构的长度增加。
那么,剪力墙结构超长会带来哪些具体问题呢?其中一个主要问题是温度应力的影响。
当剪力墙结构过长时,由于温度的变化,结构会产生较大的温度变形。
如果这种变形受到约束,就会在结构内部产生温度应力。
这种温度应力可能会导致墙体开裂,影响结构的安全性和耐久性。
另一个问题是混凝土收缩的影响。
混凝土在硬化过程中会发生收缩,如果剪力墙结构过长,收缩变形受到约束,也会在结构内部产生拉应力,从而导致墙体开裂。
此外,剪力墙结构超长还可能会导致结构的抗震性能下降。
过长的剪力墙结构在地震作用下,可能会出现局部破坏,影响整个结构的抗震能力。
为了解决剪力墙结构超长问题,工程中通常会采取一系列的措施。
设置伸缩缝是一种常见的方法。
伸缩缝可以将超长的结构分割成若干个较短的部分,从而有效地释放温度变形和混凝土收缩变形。
然而,设置伸缩缝会影响建筑的使用功能和美观性,而且在施工过程中也会增加一定的难度。
在不设置伸缩缝的情况下,可以通过优化混凝土配合比、加强混凝土的养护等措施来减少混凝土的收缩。
同时,在设计中可以适当增加剪力墙的配筋,提高墙体的抗拉能力,以抵抗温度应力和混凝土收缩应力。
另外,采用预应力技术也是一种有效的解决方法。
通过在剪力墙中施加预应力,可以预先给墙体施加一个压应力,从而抵消一部分温度应力和混凝土收缩应力,减少墙体开裂的可能性。
超长混凝土结构抗裂设计研究
超长混凝土结构在建筑工程中得到了广泛应用,然而由于其自身的特点,抗裂设计成为了该结构设计中的重要环节。
本文将对超长混凝土结构抗裂设计进行研究和探讨。
我们需要了解超长混凝土结构的特点。
超长混凝土结构一般指长度超过普通混凝土结构的数倍,比如桥梁、高楼等。
由于其较长的长度,结构受力更为复杂,裂缝的出现可能对结构安全性产生较大影响。
因此,在设计超长混凝土结构时,抗裂设计是至关重要的一环。
超长混凝土结构抗裂设计的原则包括以下几点:首先是合理选择混凝土配合比和材料;其次是控制混凝土收缩和温度变化对结构的影响;最后是采取适当的裂缝控制措施,如添加纤维增强剂、预埋裂缝控制装置等。
在选择混凝土配合比和材料时,应根据结构的具体要求和受力情况,选择合适的混凝土强度等级和配合比,以确保结构的安全性和耐久性。
同时,在控制混凝土收缩和温度变化方面,可以采取减少水灰比、添加膨胀剂、采用预应力混凝土等措施,以减少混凝土的收缩和热应力,降低裂缝的产生风险。
裂缝控制是超长混凝土结构抗裂设计中的重要环节。
在设计中应考虑结构的变形和受力情况,合理设置裂缝控制装置,如预埋金属带、纤维增强剂等,以控制裂缝的宽度和数量,保证结构的安全性和美
观性。
总的来说,超长混凝土结构抗裂设计是建筑工程设计中的重要内容,需要综合考虑混凝土材料、结构受力、裂缝控制等多方面因素,以确保结构的安全性和耐久性。
希望本文的研究和探讨可以为超长混凝土结构的设计和施工提供一定的参考和借鉴。
多层大跨超长混合建筑结构设计分析丁超关键词:多层大跨度;超长;混合建筑;结构设计对建筑进行研究,我们很容易发现梁、柱承重结构的身影。
虽然这些承重结构能够提升建筑稳定性和可靠性,但在一些特殊场合中,这些梁和柱子就会十分碍事。
比如说在飞机航站楼、火车站候车厅、大型的工厂、大型仓库等场所,过多的梁和柱子,就会影响空间的使用率,并且在视觉效果上也比较差。
超长结构的出现,解决了这一问题,这种结构的建筑能够保证结构空间的完整性,视觉效果也十分优越,但在建筑结构设计上需要关注很多问题。
一、结构解析(一)结构解析这种结构的建筑,为何在传统建筑技术的背景下没有呢,关键就在于现代的材料科学和建筑技术,给该技术的实现提供了可能。
比如说铝合金结构和复合材料结构,不仅稳定性得到了保证,并且其更轻、强度更高的结构也极大的降低了整体重量,保证了结构安全。
只是有材料也不行,只凭借人力,是无法完成此类大型结构的安装工作的,还必须有相应的安装设备。
中国建设工程机械安装技术发展也十分迅猛,很多大型、重型的安装设备都投入了使用,这使得人们可以将这些大型结构预先制作,现场进行拼接组装,就好似拼积木一样的将他们拼接在一起。
(二)技术难点该结构虽然在空间利用上面有很大优势,但由于跨度比较大,因而设计难度较高。
设计难度最大的就是对受力,不仅要考量材料,还需要对其形状、形变和可能带来的结构改变来精准计算。
除此之外,施工同样需要考慮,因为无论什么样的设计,都需要具体的施工才能实现,如果在现有的设备和施工技术下无法完成的工程,那设计再精美再精巧也等于无用功。
二、结构特点(一)结构更加稳定由于该结构跨度大,因而就要对材料和结构进行优选,只有确保所有的结构都符合要求,才能保证建筑的最终成功。
因此相比于传统的普通结构,这种结构由于设计难度大,对结构稳定性和计算的准确性有更精准的要求,而普通结构难度低,不会进行那么精密的计算,因此从成果上来说,此类结构稳定性都比较好。
超长结构的设计要点
摘要: 针对超长混凝土结构特点,提出了超长混凝土结构在设计、施工方面要考虑的主要方面,供广大同行参考
关键词:超长混凝土结构;设计;施工
超长结构无缝设计是指建筑物的长度超过规范规定的设置温度缝、伸缩缝或抗震缝的最大长度,而不设置任何形式永久性缝的结构设计。
近年来,随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高,人们对建筑物的造型及功能的要求不断提高,超长无缝结构不断出现,并取得了很好的使用效果。
其主要有以下优点:
1. 建筑物的使用功能和立面造型、象征意义要求建筑物不设缝。
如果建筑物的立面设置多条永久缝就会对立面效果和装饰产生许多限制和负面影响。
2. 无缝结构克服了设置缝可能带来的耐久性、保温性和水密性等方面的问题和缺陷。
设缝结构在温度的反复变化及建筑物建成初期不均匀沉降的作用下,不可避免的会引起密封材料的劣化和老化,从而影响到结构的耐久性、保温性和水密性。
3. 机电设备管线布置更加灵活,避免设缝后对设备管线布置带来的不便。
因为设置了缝的结构在布置管线时要考虑结构单元之间的变形对管线的折损,所以必须采取吸收变位的措施。
但超长无缝结构在单向或双向上的长度远远超出了规范规定的伸缩缝或抗震缝的间距,在设计和施工过程中要比普通结构复杂,
归结起来主要有以下几点需要考虑:
一、设计要点
1. 超长无缝结构在单向或双向上的长度很大,这就必然会造成大面积混凝土梁板结构的出现。
而大面积混凝土梁板结构在温度变化、混凝土收缩、徐变作用下对结构的影响是必须考虑。
结构设计中如果不采取有效的抗裂及裂缝控制技术,楼面和屋面会出现大面积的开裂,严重影响建筑物的使用,有时甚至会造成部分结构构件的损伤。
因此如何进行超长无缝结构在温度变化、混凝土的收缩和徐变作用下的应力分析就成为超长无缝结构设计的核心问题之一。
具体设计时,应注意自然环境条件变化所产生的温度作用应分为两种类型:
1) 均匀温差作用
均匀温差作用,是指超长结构内外构件和构件内外温度变化基本相同,主要是由季节温差引起的。
季节气温变化是长期的缓慢作用,使得结构整体发生均匀的温度变化。
所以,在考虑季节温差对结构影响时,均以结构的平均温度为依据。
由于混凝土徐变效应,季节温差对结构作用产生的应力会发生松弛现象,计算时必须考虑徐变效应。
2) 内外温差作用
内外温差作用,是指超长结构内外构件和构件内外温度变化不同,主要是由太阳辐射、日气温变化和气温骤降引起的。
由于这些
温度变化很复杂,影响因素众多,因此结构表面和内部温度变化是一个随机变化的复杂函数。
超长框架结构受内外温差作用影响大的是外围构件,内部构件受其影响相对小些。
计算时往往假定结构外围构件温度场是线性分布的,内部构件温度场是均匀分布的。
由于作用时间短,计算时可不考虑混凝土徐变效应。
使用空调或北方地区冬季供暖时,超长结构室内外形成温差,也属于内外温差作用。
2. 结构布置及技术措施
超长混凝土结构最难解决的并非拉应力, 而是端部结构的变形。
主要抗侧力构件(如抗震墙)宜布置在结构中部,便于两端构件以中部为对称轴, 相对容易地胀缩,一方面可以减少温度应力,另
一方面避免施加预应力引起端部抗侧力结构的破坏。
宜在相对较短的方向布置主要承重框架。
此外,顶部楼层改用刚度较小的结构形式或顶部设局部温度缝, 将结构划分为长度较短的区段(如下图) ,但在地震区要注意符合抗震规范的相应规定。
对长度超过100m 的混凝土结构宜采用预应力技术。
通过施加预应力使梁板产生预压应力来抵消由于混凝土温度变化和收缩产生
的拉应力,防止裂缝产生。
需要注意的是,竖向构件( 柱、剪力墙及筒体等)的侧向约束,限制了梁板等水平构件的轴向变形,约束也影响了预应力的力学效果。
特别是对于超长结构, 这种约束影响由
于长度上的积累效应会变得更为显著。
可采用合理留设后浇带、将抗侧移刚度大的构件布置在结构位移中心不动点附近及尽量采用细长的柔性柱子, 减小对整个结构的水平约束。
3. 与普通结构不同,由于超长无缝结构在长度方向能达到百米甚至数百米,在这种情况下就不能把地震地面运动看成是一致的地面激励用简单的反应谱法进行抗震分析,而是要考虑地震激励的行波效应、部分相干效应和局部效应等,因此超长无缝结构的抗震分析又成为超长结构设计的另一个焦点。
4. 钢筋混凝土超长框架结构是允许带裂缝工作,应按混凝土开裂进行设计。
在计算荷载与环境温度变化、不均匀沉降等变形因素共同作用时,必须考虑混凝土开裂引起结构刚度降低。
因此,有必要对框架结构进行非线性分析计算,否则内力计算结果明显不合理。
非线性分析时还需考虑材料非线性、加载历程及混凝土徐变等因素
时程分析方法可用于超长无缝结构的弹性和弹塑性抗震分析,并通过输入不同的激励点来考虑地震激励的行波效应、部分相干效应和局部效应等,但要注意地震波的选取,一般应尽量选取使特征周期与结构所在场地土的特征周期相接近的地震波。
二、施工要点
1. 确保混凝土施工质量
混凝土施工质量对超长不设缝楼盖是否开裂十分重要。
混凝土质量好 70m 长的混凝土结构也不会开裂( 不采取其它手段) , 混凝土质量不好30m 长也会裂得十分严重。
确保混凝土质量的措施如减少水灰比、降低水泥用量、保证砂、石质量、加强养护等等应在施工方案中详细、重点描述。
2. 后浇带的留设
留设后浇带对减少混凝土收缩的影响十分重要。
在正常施工条件下,后浇带间距 20~ 30m, 保留40~ 60 天。
考虑到后浇带间距小会造成施工时间过长、锚具使用过多,如果采用早期张拉部分预应力筋的方法,后浇带的间距可为50~ 80m。
后浇带留的时间最好为两个月,不宜少于6 周,使得混凝土充分收缩之后再封后浇带, 以减少混凝土后期的收缩。
3. 混凝土添加剂的选择
应充分认识到混凝土早期膨胀大后期的收缩也大,混凝土更容易开裂。
考虑结构强度安全, 膨胀不能太大,且在硬化14天基本结束。
可选用膨胀率不大但后期收缩小的添加剂, 如无收缩混凝土。
同时应注意添加剂的使用对混凝土养护的要求。
4. 楼盖混凝土浇筑的时间
温度应力对混凝土结构的影响主要是温度下降引起的混凝土开裂,温度提高对结构的影响较小。
超长混凝土结构混凝土浇筑的时间以较冷的季节为好。
对超长混凝土结构的不设缝问题, 设计和施工是紧密相连、不可分割的。
设计时必须考虑施工过程中可能出现的问题, 如温差的确定必须考虑实际施工时混凝土浇捣的确切时间, 施工的分区必
须满足设计计算的要求等等。
配筋、构造等应根据实际情况变化, 设计应考虑可以调整的幅度。
工程实例表明,只要设计中全面考虑各种影响因素,施工中采取适当措施, 超长结构不设伸缩缝也不会有严重开裂问题。
对于不同的超长结构, 可以根据具体情况,选择一种或一种以上的综合防裂措施。
总之,完全依靠结构设计来解决混凝土的开裂是不够的,需要通过结构设计、合理材料选用和科学施工方法等方面共同重视, 甚至需要建筑师的密切配合才能将超
长混凝土结构的裂缝危害控制到最小程度。
注:文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。