微膨胀混凝土在超长钢筋混凝土结构中的工程应用
摘要: 该文探讨了微膨胀混凝土在超长钢筋混凝土结构中的技术问题,并通过工程实例介绍了在设计施工过程中应采用的技术措施及主要的施工工艺要求。
关键词: 膨胀混凝土 超长结构无缝设计UEA膨胀剂。
1 前言
现代建筑正朝着多功能、体形复杂、尺度不断增大的方向发展,超长建筑物常有出现。为了减少温度变化对结构的影响,往往要求布置温度伸缩缝。但这常与建筑立面外理,建筑功能及屋面防水发生矛盾,尤其在地震区,伸缩缝的宽度须符合防震缝的要求,更使立面处理等增加困难。因此,建筑师常要求结构工程师不设缝或少设缝。本文就微膨胀混凝土在超长钢筋混凝土结构设计中采取无缝设计的技术问题进行了探讨。
2 无缝设计方法讨论
2.1 后浇带的设计方法
目前在结构设计中常有采用后浇带,后浇带主要有三个作用:
a、用后浇带代替沉降缝。在荷载变化较大部位设置,减小建筑物的不均匀沉降对结构的影响。这是常规的作法,在很多工程中得到应用,并起到了比较好的效果。
b、现浇混凝土凝固时,减少混凝土干缩的影响。在结构区段较大,当现浇混凝土凝固时,容易产生干缩裂缝,因此将楼板划分成20-40M的区格,用后浇带分开,采用减少楼板浇灌区格长度的方法以减少混凝土干缩的影响。这对控制混凝土早期干缩裂缝,起到很好的作用。
c、用后浇带代替伸缩缝。通常在混凝土干缩过程大都已完成时,即可将后浇带灌注混凝土。后浇带混凝土凝固完成后,后浇带即应视作不复存在,楼板又成为较长的区段。此时,如果受温度变化的影响,后浇带就不能再起任何作用了。因此用后浇带来代替伸缩缝,很难取得它要起的作用。
2.2 结构楼面混凝土中加UEA膨胀剂的设计方法
a、设计思路 :在结构楼面中用UEA补偿收缩混凝土作为结构材料,在硬化过程中产生的膨胀作用,由于钢筋对混凝土的约束,在结构中建立少量的预压应力(0.2-0.7Mpa),这一预压应力大致可以补偿混凝土在硬化过程中产生的温差和干缩的拉应力,从而防止温度收缩裂缝,或把裂缝控制在无害裂缝范围内(小于0.1MM)。
b、梁板的温度应力分析: 梁板在温度收缩变形作用下,将沿长度方向产生水平法向应力,其最大值应在截面的中点(图1a),当最大值超过混凝土的抗拉强度,在梁板的中点产生第一道垂直裂缝,梁板就分为两块,每块梁板的水平应力就会重分布,每块梁板中点的最大水平法向应力超过混凝土的抗拉强度,就会产生第二道垂直裂缝(图1b),这种裂缝的有序性常可在工程中见到。
c、设计方法:通过上面的应力分析,在设计中,如能预先在梁板中建立一定的预压应力,来补偿在温度收缩变形作用下产生的水平法向应力,且在最大应力处进行加强,即可控制有序裂缝的出现(图2)。在长方向间隔40-60M处,设膨胀加强带2M宽,采用内掺14%-15%UEA的混凝土,其强度等级比两侧混凝土高一等级,其它部位混凝土均内掺10%-12%的UEA。
3 工程实例
A、工程概况:宁波镇海庄市街道同心村商住楼,总工程面积2.8万m2,其中地下室面积0.55万m2,地上十八层,地下一层,结构形式为全现浇框架剪力墙结构(图3),基础采用