一、鋼筋混凝土超長結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
1、根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》,在規(guī)范允許的長度內(nèi)并在使用方便處設(shè)置溫度縫。將超長結(jié)構(gòu)加以分割,以此保證混凝土收縮應(yīng)力不致使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生肉眼可見裂縫。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)合理、安全;缺點(diǎn)是使用不一定方便、造價(jià)高。
2、設(shè)后澆帶。將結(jié)構(gòu)分成若干段,每段間留800寬后澆帶,待混凝土澆注完成二個(gè)月后,用高于其它位置C0.5的膨脹混凝土,將后澆帶灌實(shí)。這種處理方法原則是:“抗放兼?zhèn)?、以放為主”。這種設(shè)計(jì),規(guī)范中已經(jīng)列出,且廣泛應(yīng)用于超長不設(shè)縫的工程中。但該種處理方法對后澆帶清理、鑿毛、施工模板周轉(zhuǎn)、降水、施工管理費(fèi)用都帶來許多麻煩。
3、無縫設(shè)計(jì)。無縫設(shè)計(jì)的思路是:“抗放兼?zhèn)洹⒁钥篂橹鳌?,也即利用UEA補(bǔ)償收縮混凝土作為結(jié)構(gòu)材料,在硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用。由于鋼筋鄰位約束,在結(jié)構(gòu)中建立少量預(yù)壓應(yīng)力??紤]結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及安全,膨脹不能太大,硬化在14天基本結(jié)束。UEA替代水泥量10~12%范圍內(nèi),對強(qiáng)度不影響。其膨脹率ε2=2~3×104,在配筋率μ=0.2~0.8%內(nèi)可以在結(jié)構(gòu)中建立0.2~0.7MPa預(yù)壓應(yīng)力,這一預(yù)壓應(yīng)力大致可以補(bǔ)償在硬化過程中產(chǎn)生的溫差和干縮拉應(yīng)力。從而防止收縮裂縫或把裂縫控制在無害裂縫范圍內(nèi)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論,一般混凝土收縮應(yīng)力產(chǎn)生裂縫間距都在40~60m之間,一個(gè)裂縫產(chǎn)生的間距設(shè)一個(gè)膨脹加強(qiáng)帶,寬度2m,帶的兩側(cè)鋪設(shè)密孔鐵絲網(wǎng),并用主筋(φ8@50)加固。目的是防止混凝土流入加強(qiáng)帶。施工時(shí)帶外用摻10~12%的小膨脹混凝土,澆注到加強(qiáng)帶時(shí),摻14~15%UEA的大膨脹混凝土。其強(qiáng)度等級比兩側(cè)的高C0.5等級。到另一側(cè)時(shí)又改為澆注摻10~12%UEA混凝土。如此循環(huán)下去,可以連續(xù)澆注100~200m超長結(jié)構(gòu)。這種方法主要用于地下室底板等對于裂縫要求較高的結(jié)構(gòu)部位。此時(shí)必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),以防止出現(xiàn)干縮裂縫。對于裂縫要求一般的結(jié)構(gòu)(如樓板),縫以外用摻8~10%UEA,其它施工方法同前。此方法優(yōu)點(diǎn)是,模板可以周轉(zhuǎn),加快樓面施工進(jìn)度。由于樓板厚度較小,加強(qiáng)帶兩側(cè)可以用模板隔離。
4、設(shè)后澆加強(qiáng)帶。在養(yǎng)護(hù)較困難,受風(fēng)速和大氣溫度影響大,面積大的部位,裂縫要求高的結(jié)構(gòu)部位(如地下室側(cè)墻)容易出現(xiàn)收縮裂縫,此處施工應(yīng)采用后澆加強(qiáng)帶(2m寬)。方法為先分段澆注摻10~12%UEA的混凝土,養(yǎng)護(hù)14天后,用摻14~15%UEA強(qiáng)度較相鄰部位高C0.5的混凝土回填。此方法與傳統(tǒng)后澆帶設(shè)計(jì)相同之處是都設(shè)鋼板止水帶。不同之處是后澆加強(qiáng)帶的帶寬為2m,回填用大膨脹混凝土,回填縫時(shí)間14天,而傳統(tǒng)后澆帶為60天,可以提前45天完成。
二、混合結(jié)構(gòu)超長處理
1、以抗為主方法?!镀鲶w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中給出混合結(jié)構(gòu)長度限值在50m(整體或裝配整體式結(jié)構(gòu)),60m(裝配式結(jié)構(gòu))。設(shè)計(jì)時(shí),對于超過該限值不太大(一般不超過8m)的結(jié)構(gòu),可以根據(jù)建筑物所處環(huán)境情況采取措施不設(shè)縫。采取措施的目的是削減溫差及收縮應(yīng)力等產(chǎn)生裂縫的因素。具體方法是加大圈梁縱向鋼筋配筋率;加厚屋面保溫層;外墻貼外保溫材料。
2、對于超長較大的結(jié)構(gòu),應(yīng)按規(guī)范要求,設(shè)計(jì)溫度縫。因?yàn)榛旌辖Y(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)從材料的受力特點(diǎn)來講有本質(zhì)區(qū)別。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水平方向及豎向受力構(gòu)件都是同種材料,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以采取措施同時(shí)保證水平豎向構(gòu)件不開裂。故對較長結(jié)構(gòu),通過對混凝土進(jìn)行處理即可達(dá)到其抵抗收縮應(yīng)力的目的?;旌辖Y(jié)構(gòu)即使將水平方向的樓板處理得不開裂,但豎向構(gòu)件也是無法保證的。因?yàn)樨Q向構(gòu)件是砌體,其彈性變形能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼筋混凝土。其抗裂性能很差。后澆帶及膨脹帶只能解決水平方向裂縫問題,不能解決砌體本身的收縮應(yīng)力補(bǔ)償。從安全角度考慮,設(shè)溫度縫是最穩(wěn)妥的方法。
做結(jié)構(gòu)方案應(yīng)根據(jù)建筑平面布局靈活設(shè)溫度縫、后澆帶、加強(qiáng)帶、膨脹加強(qiáng)帶。結(jié)構(gòu)方案設(shè)縫與否、設(shè)后澆帶或加強(qiáng)帶要根據(jù)結(jié)構(gòu)平面靈活掌握,盡量做到經(jīng)濟(jì)合理、方便施工、方便使用。對超長較大的混合結(jié)構(gòu)按規(guī)范設(shè)縫,超長較小的混合結(jié)構(gòu)采取以抗為主的加強(qiáng)措施,保溫措施,取消縫的設(shè)置。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的底板、樓板可以用膨脹加強(qiáng)帶取代后澆帶連續(xù)澆注混凝土。加強(qiáng)帶設(shè)在40~60m之間。對于地下室外墻可用后澆加強(qiáng)帶,間距30~50m。分段澆注墻體,14天后再用UEA膨脹混凝土回填。對于變截面大的墻體、柱之間要增設(shè)水平加強(qiáng)筋。墻體水平方向配筋率宜大于0.5%,適當(dāng)增加墻體厚度,以提高抗裂能力。對于沉降縫及有沉降性質(zhì)的后澆帶應(yīng)嚴(yán)格按要求設(shè)縫或后澆帶。只要我們靈活掌握運(yùn)用縫的處理方法就會(huì)使我們的設(shè)計(jì)更加合理、經(jīng)濟(jì)。
(作者單位:吉林省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)院)