任東明
【摘要】超長地下室作為近年來建筑工程中不可缺少的重要部分,其溫度應(yīng)力與防裂問題受到了專業(yè)人士的關(guān)注與重視。對此本文主要圍繞超長地下室結(jié)構(gòu)溫度作用進(jìn)行了探討分析,以期能夠為相關(guān)工作人員提供最佳防裂措施,進(jìn)一步促進(jìn)超長地下室穩(wěn)固度。
【關(guān)鍵詞】超長地下室;結(jié)構(gòu)溫度;作用;防裂措施
本文作者就職于大連理工大學(xué)土木建筑設(shè)計研究院有限公司,主要從事土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計,對于地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)具有較為詳細(xì)的了解,因此對于防治超長混凝土收縮與溫度變化所帶導(dǎo)致的開裂現(xiàn)象存在獨特的見解,具體如下所示。
1、工程概況
本文主要以某工程為例進(jìn)行了詳細(xì)的敘述,其中,工程主要為住宅區(qū)與大型地下車庫連接地下室構(gòu)成,地下車庫連接地下室的總建筑面積19935平方米,橫向跨度約為270.3米,縱向?qū)挾茸畲罂蛇_(dá)91.3米。住宅層高約4米,超長地下室頂板所覆土厚度在1.5米~1.85米范圍內(nèi)。除此之外,住宅為現(xiàn)代常見的澆筑筋砼梁板式結(jié)構(gòu),并且地下車庫與地下室基礎(chǔ)頂構(gòu)造為嵌固式,樁基礎(chǔ)與防水底板共同構(gòu)成了地下車庫與地下室的基礎(chǔ)底面,樁端受力層一面則利用中粗型砂層進(jìn)行的填充,場地凍深按時相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)保持為1米。
2、超長地下室結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力作用
本文所選取的超長地下室工程均采用PLPM系列的工程結(jié)構(gòu)計算軟件,超長地下車庫聯(lián)合地下室結(jié)構(gòu)溫度作用整體計算模型。在此基礎(chǔ)上,借助PLPM系列的工程結(jié)構(gòu)計算軟件對工程的溫度應(yīng)力進(jìn)行有限元分析。其中,梁與柱分別為突然間二節(jié)點十二自由度的梁單元、二節(jié)點十二自由度的柱單元,并對其樓板與墻體進(jìn)行殼單元模擬。
2.1超長地下室結(jié)構(gòu)溫度作用取值
當(dāng)混凝土澆筑完成后,若未及時對其進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù),便可能會因溫度驟降而導(dǎo)致混凝土收縮應(yīng)力過大,進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。并且應(yīng)力的溫度對于超長地下室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有非常直接的作用。一般情況,混凝土在澆筑期間,其自身會隨溫度的升高而出現(xiàn)明顯的膨脹趨勢,而結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力則會產(chǎn)生變化,但并不會因此而收縮變形,產(chǎn)生裂痕。但因工程受施工階段超長地下室結(jié)構(gòu)相關(guān)工藝制約,其在混凝土后澆筑帶封閉后,便會出現(xiàn)溫度驟降現(xiàn)象。對此,可通過在地下室超長混凝土的橫、縱兩個方向分別設(shè)置好后澆帶便可有效減少地下室結(jié)構(gòu)溫度降低速度放緩,且溫度作用力較之優(yōu)化之前,也會得到有效降低。
2.2混凝土自身收縮時的降溫
混凝土材料作為建筑工程中重要的組成部分,其所具有的顯性的特征便是易收縮性,若無法有效控制其收縮性,便極易造成地下車庫與超長地下室出現(xiàn)開裂現(xiàn)象,嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致下沉、坍陷。其主要是在超長混凝土澆筑結(jié)束后,正常情況下為澆筑完成后10天至1個月會完成百分之十五到百分之二十五的收縮量,而到澆筑結(jié)束90天后,混凝土的收縮量則會達(dá)到百分之六十到百分之八十。本文中所采取的工程設(shè)置了后澆帶,且在后澆帶封閉前,將收縮的混凝土進(jìn)行了凝固,使其達(dá)到了整體收縮狀態(tài)。
2.3切實研究混凝土狀態(tài)漸變與應(yīng)力松弛系數(shù)的確定
目前,我國對于超長混凝土結(jié)構(gòu)因溫度驟變所造成的收縮問題亟待解決。通常情況下是將超長混凝土的收縮與其溫度變化進(jìn)行等效,在進(jìn)行收縮狀態(tài)漸變研究期間,要提前計算出地下車庫聯(lián)合地下室結(jié)構(gòu)在不同溫度下混凝土的收縮彈性,并用最后計算結(jié)果與狀態(tài)漸變應(yīng)力折減系數(shù)進(jìn)行相乘。在本文所取工程中,松弛系數(shù)值為0.3,與我國應(yīng)力折減系數(shù)值一致。
3、超長地下室結(jié)構(gòu)防裂措施
3.1加強(qiáng)超長地下室結(jié)構(gòu)措施
(1)加強(qiáng)地下室建筑后澆帶的合理分布;
(2)給予出現(xiàn)降溫收縮現(xiàn)象的混凝土必要的補(bǔ)償;
(3)針對超長地下室結(jié)構(gòu)中應(yīng)力集中的局部位置,如剪力墻、孔洞附近與結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)接處等部位添加配筋,以保證其安全穩(wěn)定性;
(4)超長地下室結(jié)構(gòu)在其梁、板位置進(jìn)行鋼筋設(shè)置,使其能夠貫穿整個結(jié)構(gòu),并且將結(jié)構(gòu)內(nèi)部的端部墻、柱配筋率等進(jìn)行適當(dāng)拉長,保證其滿足工程中相關(guān)規(guī)章制度所明確的標(biāo)準(zhǔn)[1];
(5)對超長地下室外墻進(jìn)行施工操作時,其橫向的鋼筋與縱向鋼筋間水平距離需保持在15厘米左右;而地下室墻體中線上下要分別為10厘米;墻內(nèi)所增加的鋼筋伸入距離不得小于150厘米,且要保持豎向間距與墻體水平鋼筋距離一致,但要在其中間進(jìn)行間隔裝置。除此之外,地下車庫與地下室的底板、基礎(chǔ)頂中所涉及到的板配筋均為可雙層雙向拉通的,單面配筋率控制在百分之二十五以內(nèi)。
(6)本文所選的工程,地下車庫連接地下室,其上部住宅與地下室頂板之間的位置以及地下室外墻等重要位置,需嚴(yán)格按照節(jié)能減排理念來進(jìn)行保溫層的設(shè)置。
3.2對混凝土材料的要求
(1)混凝土作為建筑工程中重要的組成部分,其質(zhì)量問題對建筑整體具有非常直接的影響。因此,為確保本文所選地下車庫聯(lián)合地下室工程的質(zhì)量,混凝土中所采用的水泥必須嚴(yán)格遵循國家相關(guān)規(guī)章制度中明確的低熱硅酸鹽水泥,并且符合本次工程要求。
(2)水泥的表面積需控制在每千克350平方米范圍內(nèi),并且需要對收縮混凝土進(jìn)行補(bǔ)償,水泥熟料中鋁酸三鈣含量控制在百分之八以內(nèi)。
(3)粗骨料的半徑同樣需要控制在31.5毫米以內(nèi),且不能超過結(jié)構(gòu)截面的四分之工,并且要保持鋼筋最小間距在四分之三。而細(xì)骨料不可采用細(xì)沙,多利用水洗中的砂。
(4)混凝土內(nèi)摻合料與外加劑進(jìn)行選擇時,可通過利用內(nèi)摻合法來進(jìn)行外加劑的添加。并且外加劑帶入混凝土氯離子含量的限值不可以大于每平方米0.2千克。
結(jié)語:
總而言之,若想有效對超長地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行防裂操作,必須從根本上加強(qiáng)對地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固、且通過對溫度應(yīng)力進(jìn)行計算來提高對其控制,同時添加好重要部位的鋼筋。除此之外,加強(qiáng)對施工材料的選擇,做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作,并且嚴(yán)格按照施工計劃開展工作,提高超長地下室防裂質(zhì)量,保證地下室結(jié)構(gòu)的安全可靠性。
參考文獻(xiàn):
[1]劉陽,胡長明,韓大富,等.超長地下室混凝土墻體裂縫控制研究[J].施工技術(shù),2016,45(06):106-109.