文/胡曉陽　湘潭市建筑設(shè)計院　湖南湘潭　411100

現(xiàn)階段，建筑行業(yè)快速發(fā)展，使得建筑結(jié)構(gòu)形式更加多樣化，在實際應(yīng)用中，超長無縫整體結(jié)構(gòu)以及多層大跨結(jié)構(gòu)被廣泛的應(yīng)用。由于此類結(jié)構(gòu)要求較為特殊，需要從設(shè)計到施工等全過程，采取相應(yīng)的措施，嚴(yán)格按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，做好施工質(zhì)量的把控。

1、建筑超長結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

在進(jìn)行建筑超長結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要重點(diǎn)從以下問題入手：1）混凝土框架內(nèi)部收縮。當(dāng)出現(xiàn)收縮時，會產(chǎn)生巨大的拉應(yīng)力，造成樓板裂縫問題；2）溫度變化的影響。受到溫度變化的影響，極易使得建筑內(nèi)力變化。為有效的避免此問題，可采取設(shè)置變形縫措施，計算溫度應(yīng)力。除此之外，還可以采取后澆帶技術(shù)或者施加預(yù)應(yīng)力措施等，做好施工質(zhì)量的把控。

2、建筑超長結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)

2.1　溫差分析

由于自然環(huán)境的變化，會使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度荷載，主要包括季節(jié)溫度、驟降溫度、日照溫差。在溫度荷載的作用下，受到穩(wěn)態(tài)溫度效應(yīng)的影響，能夠起到控制建筑結(jié)構(gòu)的作用。在進(jìn)行建筑超長結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要合理計算結(jié)構(gòu)溫差荷載，按照季節(jié)性溫差來計算，選擇日平均極限高溫或者結(jié)構(gòu)成型時的溫差，作為荷載進(jìn)行計算。按照30年一遇的標(biāo)準(zhǔn)，選擇極限日平均溫度，結(jié)構(gòu)成型時的溫度，選擇月平均氣溫。

2.2　分析收縮當(dāng)量溫差

進(jìn)行超長結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可利用B3模型，來計算結(jié)構(gòu)收縮與徐變模型。從計算效果來說，B3模型較為成熟，其計算結(jié)果能夠和實驗結(jié)果相互吻合。利用B3模型進(jìn)行計算，隨著實踐變化，可采取極限收縮程度相關(guān)系數(shù)，來分析收縮應(yīng)變，獲得標(biāo)準(zhǔn)極限收縮應(yīng)變。

2.3　分析溫度影響下的框架內(nèi)力

進(jìn)行建筑超長結(jié)構(gòu)設(shè)計時，主要分析溫度變化的影響，分析框架內(nèi)力。為避免溫度變化對框架內(nèi)力造成不利影響，可以采取對柱子，采取縱筋加強(qiáng)以及箍筋加密等措施，避免溫度作用，造成拉裂與剪切破壞。值得一提的是，對于梁板柱，均需要采取相應(yīng)的措施，以減少溫度對框架內(nèi)力的影響[1]。

3、建筑超長結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

3.1　工程案例

本工程為長順縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局開發(fā)的長順縣康養(yǎng)綜合體建設(shè)項目，位于貴州省

長順縣，單體總尺寸為136.6×90.00米，地上兩層，主體高度為19.00米。本工程采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，屋面為鋼框架結(jié)構(gòu)體系。本工程抗震設(shè)防烈度為6度，框架抗震等級為三級，本工程采用PKPM系列軟件PMSAP（V3.1.5版）進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算分析。

3.2　溫差取值

長順縣屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，年均溫13.5-18.5℃，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009—2012) ，長順縣基本氣溫為：月平均最低氣溫-3℃，月平均最高氣溫32℃。由于混凝土的熱惰性，短時間內(nèi)的溫度變化不會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大影響，溫差的值主要由月平均溫度控制，使用階段室內(nèi)溫度介于15～25℃之間(本工程已設(shè)置中央空調(diào))，本工程考慮全樓節(jié)點(diǎn)正負(fù)20℃溫差進(jìn)行計算。

3.3　結(jié)構(gòu)計算

3.3.1整體計算：本工程樓板均設(shè)定為彈性膜，考慮溫度作用的影響條件下計算內(nèi)力，并根據(jù)有限元分析結(jié)果判斷樓板應(yīng)力是否滿足混凝土抗拉要求。

3.3.2計算結(jié)果分析。

1.樓板應(yīng)力分析

PMSAP整體模型軸測圖

結(jié)構(gòu)平面布置

降溫情況下樓板x.y向板單元應(yīng)力，樓層拉應(yīng)力在0.5-4.0MPa,在洞口周圍以及建筑物外圍拉應(yīng)力較大；升溫情況下在洞口周圍拉應(yīng)力較大，故本工程并對洞口周邊以及建筑物外圍結(jié)構(gòu)板加厚，且本工程全樓樓板配置雙層雙向鋼筋并加大樓板配筋率抵抗溫度應(yīng)力。

2.框架梁應(yīng)力分析

樓層框架梁在溫度作用下的軸向應(yīng)力，降溫時框架梁的軸向最大拉力為602KN,故對工程樓層框架梁增大抗扭腰筋配筋率并適當(dāng)增大框架梁的通長鋼筋抵抗溫度應(yīng)力。

3.框架柱應(yīng)力分析

經(jīng)過計算樓層框架柱受溫度作用下在洞口周圍以及建筑物外圍框架柱X,Y方向Mx=360kN·m、My=440kN·m，故增加該部位框架柱截面并驗算配筋。

小結(jié)：

本工程主體結(jié)構(gòu)單體尺寸為136.6×90.00米左右，均未再設(shè)置變形縫斷開。為解決溫度應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的影響，計算時均將樓面定義為彈性板并考慮全樓節(jié)點(diǎn)正負(fù)20度溫差進(jìn)行計算，合理考慮溫差對結(jié)構(gòu)主體的影響，并根據(jù)有限元分析結(jié)果判斷樓板應(yīng)力是否滿足混凝土抗拉要求，對于應(yīng)力較大處采取加厚板截面、加大配筋等方式抵抗溫度應(yīng)力；并采取設(shè)置后澆帶及膨脹加強(qiáng)帶并在本工程全樓混凝土摻入外加劑等措施從構(gòu)造上減小溫度應(yīng)力的影響。

結(jié)語：

綜上所述，在建筑超長結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要做好綜合分析，借助工程設(shè)計軟件，做好計算分析，制定設(shè)計方案。需要注意的是，進(jìn)行超長結(jié)構(gòu)設(shè)計，要提出應(yīng)變作用力控制措施，以確保結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙宏康,戴雅萍,陳磊,朱文學(xué),王開華,邵建中,丁磊,李莉,謝超.揚(yáng)州體育公園體育場結(jié)構(gòu)設(shè)計綜述[J].建筑結(jié)構(gòu),2013（4320）:11-16.

[2]胡洋,杜彥凱,靳衛(wèi)恒,劉學(xué)春.人民日報社報刊綜合樓索網(wǎng)幕墻預(yù)應(yīng)力設(shè)計與施工研究[J].建筑結(jié)構(gòu),2017（4705）:93-97.