超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的處理措施與工程實(shí)例

　　在鋼結(jié)構(gòu)建筑大量出現(xiàn)的今天，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑以其較好的抗震性、耐久性及經(jīng)濟(jì)性仍然被廣泛地應(yīng)用與多高層住宅、賓館飯店、寫字樓及大型公用建筑，但由于混凝土材料本身的特性，導(dǎo)致鋼筋混凝土房屋的長(zhǎng)度受到一定限制，一般情況下對(duì)長(zhǎng)度超長(zhǎng)采取設(shè)伸縮縫的方法來處理，但設(shè)伸縮縫可能給建筑立面造成一定的影響，建筑師和業(yè)主往往不同意設(shè)縫。本文主要是對(duì)超長(zhǎng)鋼筋混凝土建筑物中不設(shè)伸縮縫的有關(guān)問題進(jìn)行探討，以便給建筑師提供更自由的設(shè)計(jì)空間，使建筑物在功能造型等方面的設(shè)計(jì)更加合理，從而達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、實(shí)用的目的。

　　問題的提出

　　現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002)規(guī)定，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)按照結(jié)構(gòu)類別的不同設(shè)置伸縮縫的最大間距限制在45～55m之間，當(dāng)規(guī)范同時(shí)規(guī)定如有充分依據(jù)和可靠措施時(shí)規(guī)范表中的伸縮縫最大間距可適當(dāng)增大。

　　在工程實(shí)踐中，有大量的建筑物在造型、立面等方面采取對(duì)稱式的處理方法，把主要的功能區(qū)放在建筑物中部，例如門廳樓梯會(huì)議室等，以突出中間部位，在這種情況下，如果建筑物的長(zhǎng)度超過現(xiàn)行規(guī)范對(duì)伸縮縫最大間距的要求，而結(jié)構(gòu)上為滿足規(guī)范要求而在建筑物中部設(shè)置伸縮縫，這樣就會(huì)影響到立面造型和建筑物的使用功能;另外由于設(shè)置伸縮縫導(dǎo)致在縫兩側(cè)采用雙柱、雙墻，建筑結(jié)構(gòu)處理起來比較困難，而且通過震害調(diào)查分析還發(fā)現(xiàn)伸縮縫部位是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，地震時(shí)縫的兩側(cè)已發(fā)生碰撞，輕者面磚外裝修損壞，重者女兒墻主體結(jié)構(gòu)損壞。因此為提高建筑物的抗震性能，方便建筑結(jié)構(gòu)布置，應(yīng)少設(shè)或不設(shè)伸縮縫。

　　超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中不設(shè)伸縮縫的常規(guī)設(shè)計(jì)方法

　　通常超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中不設(shè)伸縮縫的設(shè)計(jì)及施工方法有以下幾種：

　　(一)在溫度影響較大的部位提高配筋率，例如：頂層、底層、山墻、內(nèi)縱墻端開間等部位。

　　(二)在陽光直接照射的屋面，采取加厚屋面隔熱保溫層或設(shè)置架空隔熱層等措施，避免屋面板溫度變化過于激烈。

　　(三)在建筑物頂層局部改變結(jié)構(gòu)形式，即剛度減小從而降低溫度應(yīng)力，如剪力墻結(jié)構(gòu)頂層改為框架結(jié)構(gòu)或頂層分成長(zhǎng)度較小的幾段。

　　(四)設(shè)置后澆帶，即在施工過程中每個(gè)40m左右留700～1000mm的混凝土后澆帶;待混凝土收縮完成后再澆灌成整體。其主要的機(jī)理為：在施工過程中，混凝土可自由收縮，減少了收縮應(yīng)力，從而提高結(jié)構(gòu)抵抗溫度變化的能力;后澆帶一般采用高強(qiáng)度等級(jí)混凝土澆筑，有條件時(shí)可采用澆筑水泥，后澆帶充填應(yīng)在質(zhì)體混凝土澆筑兩個(gè)月后進(jìn)行，有困難時(shí)至少也需在一個(gè)月后澆筑，另外后澆帶虛貫通結(jié)構(gòu)整個(gè)橫截面，且應(yīng)選擇留在結(jié)構(gòu)受力影響較小的部位。

　　以上幾種措施中，第一、二種措施應(yīng)用于建筑物超長(zhǎng)不多的情況下是可行的，第三種措施考慮到抗震設(shè)防區(qū)，改變結(jié)構(gòu)形式會(huì)帶來剛度突變等方面的問題，對(duì)結(jié)構(gòu)的受力性能帶來不利影響，而第四種措施處理起來比較麻煩，另外后澆帶一般需要經(jīng)過60天才能填縫，施工周期延長(zhǎng)，如果填縫不好也會(huì)留下滲漏的隱患，但對(duì)于某些建筑物來講，考慮到和沉降后澆帶一起做等方面的因素，這也許會(huì)是比較合理的方案。

　　設(shè)計(jì)新方法

　　近幾年來，特別是2002年以來，隨著一些新材料及設(shè)計(jì)、施工新工藝的出現(xiàn)，在解決超長(zhǎng)鋼筋混凝土建筑物中不設(shè)伸縮縫的問題上又取得了新的成果。中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院科龍抗裂抗?jié)B技術(shù)中心UEA無縫設(shè)計(jì)新技術(shù)表明，在普通混凝土內(nèi)?入水泥用量10～12%的UEA(替代等量水泥)配制成的補(bǔ)償收縮混凝土，在不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的情況下能產(chǎn)生體積膨脹，以抵消導(dǎo)致混凝土開裂的收縮應(yīng)力，從而避免或大大減輕混凝土的開裂;根據(jù)工程實(shí)踐，采用UEA補(bǔ)償收縮混凝土后，在長(zhǎng)度60m以內(nèi)結(jié)構(gòu)可不設(shè)縫，超過60m為保險(xiǎn)起見，可用UEA膨脹加強(qiáng)帶取代后澆帶，即每隔40m在伸縮應(yīng)力最大的部位設(shè)置UEA膨脹加強(qiáng)帶一道，加強(qiáng)帶寬度一般為2～3m，帶的兩側(cè)密孔5～10mm鐵絲網(wǎng)，防止混凝土流入加強(qiáng)帶，澆UEA混凝土?xí)r膨脹帶兩側(cè)澆灌10～12%的UEA混凝土，膨脹帶本身澆灌滲14～15%的UEA混凝土(其膨脹率為4～6x10-4)，考慮膨脹作用會(huì)使混凝土自由強(qiáng)度降低，其混凝土強(qiáng)度等級(jí)要比兩側(cè)混凝土高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，并在2～3m，膨脹帶之間適當(dāng)增加水平溫度鋼筋10～15%，整個(gè)施工過程是連續(xù)的不會(huì)影響工期。

　　依據(jù)以上研究成果，經(jīng)過我院及其他兄弟單位的實(shí)際工程檢驗(yàn)證明采用UEA補(bǔ)償收縮混凝土的方法超長(zhǎng)鋼筋混凝土建筑物中不設(shè)伸縮縫的問題是可行的，以下是我院采用此方法設(shè)計(jì)的工程實(shí)例：

　　以上工程均已建成并投入使用，經(jīng)觀察檢測(cè)無溫度裂縫出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)情況良好。

　　結(jié)束語

　　由于建筑物設(shè)縫后可能會(huì)影響或限制建筑物的使用功能，或?qū)ㄖ锏牧⒚嬖煨偷犬a(chǎn)生較大影響，并且縫處理起來也較困難，因此，在保證建筑物安全的前提下，根據(jù)建筑物的具體情況，綜合各種因素，采用必要的設(shè)計(jì)方法及相應(yīng)的構(gòu)造措施，在超長(zhǎng)鋼筋混凝土建筑物中不設(shè)伸縮縫是可行的

二級(jí)結(jié)構(gòu)工程師