譚敬聯(lián)

摘要：本文章將結(jié)合作者的工作的實(shí)踐與工程實(shí)例，針對(duì)大型商業(yè)建筑超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中多相關(guān)的要點(diǎn)進(jìn)行了深入的分析，希望對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)人員及同行提供相關(guān)的參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：工程概況；結(jié)構(gòu)布置；超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)；溫差分析；框架內(nèi)力

前言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市商業(yè)建筑建設(shè)規(guī)劃在持續(xù)加大。為了滿(mǎn)足商場(chǎng)內(nèi)部人流的開(kāi)闊需要，在商業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如何處理好超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)問(wèn)題成為了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員最為關(guān)注的重要問(wèn)題。

1、工程概況

本文中的工程實(shí)例為某大型商業(yè)綜合廣場(chǎng)其中一棟五層超長(zhǎng)商業(yè)，其建筑面積大概為3萬(wàn)平方米，結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。地下一層為設(shè)備用房，地上一、二層為單間街鋪，三至五層為大開(kāi)間商業(yè)、設(shè)備用房及公共交通部分組成的純商業(yè)建筑；一層層高H=6m，二層以上層高均是5.4m。結(jié)構(gòu)平面布置如圖一：

2、結(jié)構(gòu)布置

本建筑工程主體結(jié)構(gòu)體系是采用框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)是采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)?？紤]到商業(yè)空間靈活方便性，其結(jié)構(gòu)典型柱網(wǎng)為9m×9m，根據(jù)建筑平面功能連續(xù)需求和立面完整性，以及平面的規(guī)則性；故本工程結(jié)構(gòu)平面不設(shè)置變形縫；結(jié)構(gòu)平面超長(zhǎng)通過(guò)采用設(shè)置溫度后澆帶處理，溫度后澆帶設(shè)置位置如圖一。

3、超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本工程建筑平面為梯形狀，長(zhǎng)邊168米，最大寬邊53米，最小寬邊31米，平面長(zhǎng)邊尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010 —2010）中框架結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距55m 的要求，是典型的超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。所以，本文主要將針對(duì)低層框架柱和二層樓板和梁溫度內(nèi)力進(jìn)行深入的分析，并介紹超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)溫度的作用和結(jié)構(gòu)處理的措施。

3.1 溫差分析

在溫度變化的作用之下，建筑結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生一定的約束應(yīng)力，從而造成結(jié)構(gòu)內(nèi)力的重分布。超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中的難點(diǎn)在于解決溫度收縮應(yīng)力問(wèn)題，在自然環(huán)境變化的作用下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)將會(huì)導(dǎo)致溫差荷載效應(yīng)，其主要分成日照溫差與驟降溫差以及季節(jié)溫差多引起的溫度作用是趨于穩(wěn)定之后的溫度效應(yīng)。所以，本文章結(jié)構(gòu)溫差荷載截取值需要按照季節(jié)溫差進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，取日平均最高穩(wěn)定與最低溫度，以及結(jié)構(gòu)成型時(shí)的溫度最大變化的范圍，日平均溫度取30年一遇值，結(jié)構(gòu)成型時(shí)的溫度取月平均值。

3.2 溫度作用下的框架內(nèi)力

從整個(gè)梯形平面分析，中間部分剛度較大，左右兩側(cè)剛度較弱，計(jì)算結(jié)構(gòu)參數(shù)要求時(shí)，兩端結(jié)構(gòu)柱結(jié)構(gòu)位移比超出規(guī)范要求，為達(dá)到規(guī)范要求必須加大兩端結(jié)構(gòu)柱和結(jié)構(gòu)梁截面。

框架柱溫差幅度按5～25℃考慮內(nèi)力分析，框架柱升溫荷載作用下的內(nèi)力簡(jiǎn)圖如圖二，框架柱降溫荷載作用下的內(nèi)力簡(jiǎn)圖如圖三；即進(jìn)行升降溫度同一個(gè)框架柱內(nèi)力對(duì)比，升溫如圖

從升降溫結(jié)果分析，溫度越高內(nèi)力就越大，因此超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)是以升溫控制內(nèi)力。所以，需要對(duì)結(jié)構(gòu)柱子加強(qiáng)縱筋和箍筋。在溫度的作用下，為了有效防止柱子出現(xiàn)拉裂的情況，這就需要采用結(jié)構(gòu)加強(qiáng)的相關(guān)措施?？紤]到混凝土結(jié)構(gòu)帶裂縫工作，因此本工程將決定采用剛度折減系數(shù)0.7與溫度作用組合系數(shù)0.7以及分項(xiàng)系數(shù)1.3進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)分析。但是考慮溫度狀況的勝任與升降溫，需要適當(dāng)增加柱內(nèi)力、提升配筋率，從而滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化的要求。

3.3 溫度作用下的樓板應(yīng)力

在溫度的作用之下，樓板主要表現(xiàn)是升降溫工況之下多產(chǎn)生的拉應(yīng)力。由于本工程呈梯形平面，左右端樓板剛度相差較大；樓面由于樓梯斜板位置造成部分樓板不連續(xù)，對(duì)樓板的水平有著過(guò)度傳力，從中產(chǎn)生了比較大的應(yīng)力集中。由此，采用多個(gè)不同結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件進(jìn)行有限元溫度應(yīng)力整體分析，在溫度的作用之下，整體拉應(yīng)力比混凝土樓板抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值要大很多，所以這就導(dǎo)致樓板會(huì)產(chǎn)生裂縫的情況，因此要加強(qiáng)裂縫控制的相關(guān)應(yīng)對(duì)措施。

4、結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)上述分析，本文將通過(guò)對(duì)商業(yè)建筑超長(zhǎng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的分析，從而得到以下幾個(gè)方面的結(jié)論：結(jié)合本工程結(jié)構(gòu)的基本特征，對(duì)面積最大與長(zhǎng)度最長(zhǎng)的一層進(jìn)行全面的分析，并介紹了超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的溫差和處理的措施，從而對(duì)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出相關(guān)的指導(dǎo)。二是在溫度的作用之下，本文章將深入分析超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的溫度內(nèi)力，得到了內(nèi)力的分部情況，并且要采取加強(qiáng)比較大的部位的相關(guān)措施。這種做法不僅有效的提升了結(jié)構(gòu)的承載力，還能有效的節(jié)省工程項(xiàng)目的投資成本。

參考文獻(xiàn)：

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