超长无缝混凝土框架结构的实用设计

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发布时间：2021-09-08

资料介绍

超长无缝混凝土框架结构的实用设计
李健，王水华，牛彝
(中国市政工程西南设计研究总院，四川成都610081)
摘要：结合实际工程，介绍了超长无缝混凝土框架结构的计算要点及构造措施，供设计人员参考。
关键词：超长混凝土结构；温度应力；构造措施；后浇带
中图分类号：TU375．4 文献标识码：B 文章编号：1008—1933(2012)03—082—03
U 刖昌
近年来随着生产厂房规模的不断扩大，单栋此
类厂房占地面积越来越大，长度也越来越长。由于
工艺布置等的要求，此类厂房常会被设计成超长无
缝的混凝土结构。
国际工程设计界对超长混凝土结构的处理历来
就存在设缝与不设缝两种流派，英、美、法、日等国的
混凝土结构设计规范对伸缩缝间距无明确规定，只
要求超过一定长度后计算温度应力并采取必要的措
施；我国现行规范沿袭前苏联的做法，仍对各种类别
的钢筋混凝土结构规定了最大伸缩缝间距，但不作
强制要求，也提出“当增大伸缩缝问距时，尚应考虑
温度变化和混凝土收缩对结构的影响。”实际上，国
内已出现长度超过200 m不设缝的混凝土结构。这
些也是设计方说服欧美等外方业主，以采取对所有
跨缝管道设置柔性接头等措施为代价，未设置结构
伸缩缝的原因。
笔者近来参与设计的某水厂项目，为长200 m
的生产厂房，采用不设缝的混凝土结构。
1 温度应力的计算
混凝土在固结过程中会产生收缩，温度变化时
会热胀冷缩，这两种变形受到结构约束后，在结构内
部就会产生相应的收缩应力和温度应力。
混凝土收缩可以用收缩当量温差来表示，将收
缩值换算为当量温差，永远是负值，应力为拉应力。
一般混凝土最终收缩应变约为(3～5)×10～，其特
收稿日期：2012-02-21
作者简介：李健(1970一)，女，I~lJl』成都人，高级工程师，主要从事
市政工程设计。
E —mail：510646156@ qq．eom
点是早期收缩快，前半年内可完成第1年收缩量的
80％一90％，1年后仍发展但已不明显，其影响因素
主要有混凝土强度等级、水泥品种、水灰比、坍落度、
养护、保温、保湿和体表比等。混凝土收缩可以通过
设置施工缝、加强养护等措施来有效地大幅度降低
其对结构的影响，而且在时间上是单调递减的。
温度变形发生在混凝土从浇筑、固结到使用过
程中，影响因素有季节温差、内外温差和日照温差。
本文主要讨论季节温差，它是随时间周期性变化的。
长度超过规范限值很多的结构，往往即使采取有效
的构造措施，温度应力也是不能忽略的，必须通过计
算考虑其对结构的影响。
基于上述原因，作者对厂房进行了温度应力的
计算，但仅考虑了季节温差的影响。
1．1 计算软件
现有的结构分析软件一般都能够对温度应力进
行计算，比如PKPM系列软件中的SATWE，TAT和
PMSAP模块，它们对温度应力的程序实现不尽相
同，可分别参考最新的软件用户手册。
1．2 温差的取值
程序会要求输入升温和降温的温差值，这些值
受到很多因素的影响，比如当地的气候、混凝土的浇
筑时问、围护结构的保温特性与空调等。由于设计
方往往无法控制混凝土浇筑的时间，笔者在计算时
大致的选取当地的最冷、最热月的平均温度差作为
升温和降温的温差值输入程序，这对结构显然是偏
于安全的。
1．3 温度应力的折减与组合
季节温差造成的温度应力是一个以年为周期缓
慢变化的时间函数，混凝土的徐变以及混凝土框架
结构柱底并非理想的嵌固约束端等因素会使得它实
际比程序计算值小很多，笔者认为按上述1．2条取