關鍵詞：高性能混凝土,轉換結構,概況措施
高性能混凝土是具有高質量和高耐久性的混凝土，其應具備四個方面的特征：即高強度、高耐久性、高體積穩定性和高工藝性。混凝土強度對結構來說是最基本的性能要求。對強度等級要求多高，則應根據結構的需要而定，滿足安全、經濟、實用、美觀的要求。高強度的含義不僅指混凝性的強度等級，還應擴展為混凝土的強度質量。混凝土的強度質量除混凝土的強度等級外，還應包括強度的分散性要小．混凝土的韌性要好，后期強度增長要穩定，也不要用超強度來滿足混凝土強度的設計等級。 耐久性好的混凝土必須是密實性好、抗滲性好、抗碳化能力強、抗腐蝕能力強。滿足結構使用性能的各種要求。從使用年限來說，應大于結構設計基準期50年的要求。混凝土的體積穩定性直接影響結構的受力性能，嚴重者會影響結構的安全． 混凝土的體積穩定性可分成三類，一類是混凝土在凝結過程中發生的體積變形，總稱為收縮變形：另一類是混凝土在承受荷載后發知的體積變形，如彈性變形、徐變變形等；還有一類是混凝土在溫度作用下的體積變形，稱為溫度變形．收縮變形是混凝土的一種固有特性，不均勻收縮會使混凝土產生內應力，產生裂縫，降低混凝土強度和耐久性。減小收縮主要應從減少用水量、減少水泥漿用量、提高混凝土的密實性解決。徐變是混凝土的另一個重要特性。即混凝土在一個定值荷載作用下，產生隨時間增長變形增加的現象稱為徐變，徐變變形會改變結構中的內力，有時產生對結構不利的變形，影響結構的安全。減少徐變的主要辦法有：提高混凝土的強度，降低混凝土的使用應力，減少混凝土中的水泥漿含量，不要過早使混凝土承受使用荷載等．彈性變形是所有結構材料共有的特性，混凝土在受力后產生的彈性變形比較大．要使彈性變形小，就是提高混凝土的彈性模量。混凝土的彈性模量僅為鋼材的1／8’1／6，提高混凝土彈性模量的辦法有：提高混凝土的強度，采用彈性模量高的集料，改善混凝土的級配，提高混凝土密實度。混凝土的溫度變形分兩類，一類是和一般結構材料一樣，在承受溫度變形時，由于材料熱脹冷縮的物理現象發生脹縮，所產生的熱脹冷縮變形如受到約束時，結構中產生內應力．使結構產生裂縫，甚至破壞．另一類是混凝土在水化過程中，由于混凝土的體積較大，內部和外部的溫差較大，產生內應力而產生裂縫。所以對大體積混凝土，受溫度影響比較敏感的結構，施工中必須謹慎從事，防止溫度對建筑物的破壞作用． 混凝土的工藝性包括對拌和、運輸、澆灌、振實等各道操作工序的要求，在施工過程中不產生離析、質量穩定、施工完成后的混凝土密實、勻質、平整、表面光潔。超長無縫建筑設計是指建筑物的長度超過規范規定的設置溫度伸縮縫或防震縫的最大長度，而不設置任何形式的永久縫的結構設計。對建筑物實施超長無縫設計可以滿足建筑物的使用功能和整個建筑立面的連續性與裝飾風格的要求；可以克服設置變形縫可能帶來的變形跟蹤性、耐久性、耐火性、水密性、施工性和維修性等方面產生的問題和引起的建筑物的缺陷：采用超長結構無縫設計還可以避免變形縫之間的結構單元因IN,b與質心不重合而引起的超過規范規定值要求的扭轉破壞效應；同時，可以避免給機電專業(風、水、電)的管線布置帶來的困難，使其靈活布線，不受水平和豎向位置的影響：最后，為放寬現行規范中有關鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距的限值和今后修訂規范的有關條款提供有參考價值的工程理論分析和行之有效的各項設計與技術措施。超長建筑無縫設計是突破現有規范有關規定的超限行為，在此基礎上，為了實現建筑專業在使用功能上的大空間的要求，需對建筑物中部地面以上多層豎向構件進行托換，這將給超長結構的裂縫控制和建筑物的變形控制帶來許多不利影響。此時，防止超長建筑開裂的特殊處理手段和有針對性的工程質量保證措施就顯得尤為重要，其目的是要保證超長托換建筑不會產生任何形式的不利于建筑物正常使用的有害裂縫，保證建筑結構的安全。通過高性能混凝土技術和預應力技術的充分應用，可以有效的保證超長建筑預應力雙向托換結構的安全和受力合理，并能在設計使用期內發揮應有的作用。 二、工程概況 水科院科研綜合樓工程位于海淀區復興路甲一號，由A、B、C、D四座單體組成。是以辦公科研教育用房為主，含有少量商業服務、客房的綜合性建筑。其中A座工程結構型式為底部帶轉換層的鋼筋混凝土框架一剪力墻體系，基礎型式為梁板式筏形基礎。地下三層，地上十二層，局部九層；地面部分長75．6m，寬42．0m，檐口標高44．7m(見圖2—1，圖2-2)，總建筑面積為52828m2，人防部分建筑面積為5014m2，位于地下三層，戰時為6級物資庫，平時功能為機械式立體停車庫。該工程安全等級為二級，設計使用年限為50年，建筑耐火等級為一級；抗震設防烈度為8。，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0．209，抗震設防類別為丙類，框架按二級抗震等級設計，框支框架及剪力墻按一級抗震等級設計．該工程基礎持力層部分為礫巖，部分為粘土巖，其地基承載力標準值為fka=300kPa。該建筑場地土類型為中硬場地土，場地類別為II類。地基基礎設計等級為乙級，基礎梁按三級抗震等級設計。三、超長轉換結構的設計 3．1超長轉換結構體系選擇 轉換結構構件主要可采用梁、桁架、空腹桁架、箱形結構、斜撐、厚板等六種基本形式。根據本工程的具體情況，主要對梁式轉換和箱形結構進行了分析比較。梁式轉換形式設計計算方法和具體構造做法技術比較成熟，而且已有許多成功的實例。在采用梁式轉換時，可以盡量做到框支梁直接承托上部的框架柱，不出現二次轉換為佳。但由于層高有限，使得梁式轉換結構的轉換跨度受到一定的限制。箱形轉換形式可以利用樓層之間的有限厚度的樓板和轉換梁的組合達到一種相對較大剛度和承載力的轉換結構。在箱形梁腹板中可以選擇適當位置開設管道和人員通行孔洞，以充分利用空間。箱形梁上下翼板(樓板)厚度應根據樓板厚度和荷載情況綜合確定，根據受壓和受拉面的不同，厚度可以有所區別。經過分析，為了與整棟建筑物的結構體系相協調，同時，考慮到建筑物的長度75．6m已超出GB50010-2002中鋼筋混凝土結構設置伸縮縫最大間距45I礦一55m的規定，但建筑物的立面不允許設置任何形式的永久縫，所以對本建筑物實施了超長結構無縫設計的特殊設計和施工技術措施，本工程最后選擇了廣義的箱形梁結構轉換形式。 |
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