超长地下室结构无缝设计研究.pdf

第十九届全国高层建筑结构学术会议论文 2006年 超长地下室结构无缝设计 胡明智1杨景芳1李威1唐曹民2 (I广东省人防建筑设计院广东广州510405：2中国建筑科学研究院北京1000l3) 摘要结合广州番禺奥林匹克花园的地下室结构l慢计，介绍了超长地下室混凝土结构裂缝控制的一些 有效的设计措施及施工关键注意事项。实践证明方案台理、经济．措施得当，大大地缩短了施工工期， 为类似工程的设计提供参考。 关键词超长建筑无缝设计裂缝控制 1 概述 近年来，我国各种大型公共建筑的建设得到了快速发展，建筑师以及建设方对不设缝 的混凝士结构的长度要求越来越高，尤其是对于地下室结构，由于存在防，K问题，更是希 望不要设缝。英、美、法、日等国的泄凝土结构设计规范对伸缩缝间距无严格规定。只要 求超过～定长度后计算温度引起的应力并采取必要的措施。但是，我国规范(GB50010． 2002)规定了伸缩缝的最大间距(不同结构形式间距也不同)，同时规定，采取～定措施斤 可以超过规范规定的限值。近几年随着计算分析手段以及材料科学的不断进步．国内已有 混凝土结构400m长不设缝的工程实例。 ：L程位于广州番禺区．为某房地产公司开发的大型住宅小区。工程地下室部分建筑面 外墙厚300，混凝十强度等级亦为C30P8。整个地F室不设永久性变形缝，地下窒结构平 面见幽～。 幽一地下室结构平面幽 ii…，J．助拌T拌n『‘ 柳嘲什．男．1980 873· 第十九届全国高层建筑结构学术会议论文 2006年 本文结合该工程对超长混凝土结构裂缝控制进行分析研究，并全面介绍该工程超长混 凝土无缝设计及旌工处理方法，希望对以后类似工程的设计提供一些参考。 2 超长地下室混凝土裂缝成因分析 超长混凝土结构地下室底板和侧墙的裂缝形成是由各种影响因素带来的收缩应力所 导致的。从已建的建筑物来看，超长地下室底板的收缩裂缝的分布基本上呈现这样一种规 律：裂缝垂直于底板的长向，并且沿长向按一定间距分布。下面就从收缩应力角度分析超长 地下室底板裂缝产生的机理。超长地下室底板在收缩变形作用下，混凝土会产生由两端向 中心收缩运动的趋势。这一趋势必然受到地基土的约束，因此底板混凝土的全截面将出现， 拉应力，即水平法向应力a，。从工程实践可知，o。是设计主要控制应力，是引起混凝士板 内垂直裂缝的主要应力。此外地基土对地下室底板的这种约束为沿底板长向的连续式约束， 因此从端部向中心，混凝土截面上的水平法向应力。，将由于这种约束的不断积累丽越来 越大，水平法向应力最大值o。。出现在板截面的中点处，如图二所示。 当o。。超过混凝 土的抗拉强度(f。)时，板中部将出现第一条垂直裂缝；混凝土板开裂后，每块板的水平裂 缝将重新分布，最大应力a’x将出现在每块板的中部，当o’。ft，又形成第二批裂缝， 如此继续，直到o’。ft止。详见图三．这种裂缝的有序排列经常在工程中见到。 I 图二底板主要应力图 图三应力．裂缝分布示意图 3 补偿收缩混凝土抗裂基本原理 结构出现裂缝与干缩和温差有直接关系。当底板和外墙混凝土采用普通混凝士，且底 板和外墙厚度较大时。干缩和温差均较大，易产生裂缝。超长地下室混凝土结构，若按照 传统施工方法，每隔20～40m需设置一条后浇带，以解决混凝土的收缩开裂问题，这样就 会延长工期，而且后浇带的清理、灌缝非常麻烦，处理不好常常会成为渗漏的隐患；此外， 后浇带不施工完。降水就不能停止，这会增加大量的降水费用。 本工程底板不厚，混凝土中掺加占水泥重量12．15％左右的HEA膨胀剂，理论上可不 设后浇带，只设加强带即可，但考虑施工等因素，为确保混凝土不出裂缝，在实际施工中， ·874· 第十九届全国高层建筑结构学术会议论文 2006年 我们在非加强区也掺用小掺量膨胀剂，以保证混凝土不出现变形裂缝。 工程设计理论计算 (1)混凝土配筋收缩率￡，(1)