超长结构构件非受力开裂防治探究

徐松林、王小鹏、程曼林

摘要：现阶段，在地下室超长结构使用阶段，由于受到环境温度变化影响较小，引起混凝土构件非受荷载因素开裂可能性也较小；但结构施工过程中，施工完的地下室结构经历越冬部分回填的情况下，这样使结构构件经历最大的环境温差变化，往往会引起超长结构构件产生非受力开裂的现象。基于此，本文就超长结构构件非受力开裂防治进行简要探讨。

关键词：超长结构构件；非受力开裂；防治

1 超长结构构件施工概述

1.1间距的控制

根据施工进度适时预设和施工后浇带，在矩形建筑物施工后浇带时，布设间距以30～40m为宜。

1.2 宽度的控制

为保证建筑结构的完整性，需避免由于后浇带布设而导致结构被拆分为多个板块（尤其是多个不存在联系的板块）的情况。在楼基和楼板的施工中，要求后浇带的施工不切断钢筋，否则钢筋受力性能减弱，结构受力时的稳定性降低，增加结构失稳几率。若后浇带的跨度较大，可根据受力钢筋分布特点暂时做隔断处理，在后浇带浇筑时以焊接的方法将相对分散的钢筋组合至一体，避免楼板两端在较强受力作用下发生形变。楼板后浇带布置，如图1所示。后浇带的宽度主要视建筑结构特点而定，通常按800～1200mm的宽度设置后浇带较为合适。

图1 楼板后浇带布置图

1.3 位置的控制

在混凝土配件受力最小的部位配置后浇带，剪力墙中间不设后浇带，在梁与楼板的反弯点周边布设后浇带，确保建筑在剪力和弯矩作用下仍保持稳定。对于受力较弱的部位或小跨梁开间，宜在梁跨1/3处设置后浇带。根据前述提及的思路，在本建筑工程中，沿平面弯曲设置后浇带。

1.4 断面形式

混凝土浇筑后，新、旧混凝土稳定结合，非必要时不留直缝，但考虑到施工便捷性的要求，可在楼板和墙体厚度小于300mm时预设直缝，若厚度在300mm以上，宜调整为斜缝的形式。地下水位较高时，为适应特殊水文条件而在基础后浇带下方预设防水板及增设防水层。对于基础后浇带，其断面形式以图纸要求为准予以控制。

2 工程实例

某市新城中心项目工程是集商业、办公、酒店式公寓及地下停车车库于一体的大型综合建筑，总用地面积约22652m2，总建筑面积约239377m2。其中地下3层、2层为地下停车库、设备用房；地下1层及地上1-3层为商业用房，其建筑面积为36250m。商业裙房部分结构形式为框架结构，3 幢塔楼部分为核心筒框架结构。

3模型建立

采用Structure Analysis Program 2000V15软件进行分析，地下1、2、3 层的层高分别为 6.3m、3.5m、3.5m。材料：梁板墙混凝土C30，柱C40，混凝土热膨胀系数1×10 -5/℃，墙、板均为壳单元，四周挡土墙400mm厚，地下3层和地下2层为无梁楼盖，平均板厚分别250mm、280mm，地下1层为梁板结构，主梁为400mm×850mm，板厚250mm，柱700×700mm。程序输入温差地下1、2、3 层分别取：-6、-4.5、-3℃。边界条件：约束地下3层墙柱下端为嵌固，考虑底板与土之间存在一定的摩擦变形，参考有关文献，对地下3层挡土墙的应力进行折减，取值为在完全嵌固条件下的应力结果的85 %。温度收缩应力对地下室柱子影响很小，不起控制作用，因此只对挡土墙进行分析。分析工况为：1.2×自重+1.4×温度程序中单纯计算温度应力对结构构件的作用，然后与恒荷载作用叠加。

4模型理论分析

4.1结构的X方向三分点处设后浇带（入冬前不浇筑）

如图2所示为地下室计算模型，在X方向三分点处设后浇带进行分析，A、B点位置对应地下室X方向的大约为中点的位置，将取这个区域的结果进行分析。通过图中可以看出地下1层顶板最大拉应力σx=1.23 MPa，则需要的温度钢筋配筋率为，配筋量很大。地下2层顶板最大拉应力为σx=0.60 MPa，需要的温度钢筋配筋率为。

图2 计算模型

如图3所示为温度作用下B点挡土墙外侧应力σx，可以看出地下3层的拉应力明显大于地下1层和地下2层，地下3层最大拉应力σx=1.47 MPa，需要的温度钢筋配筋率为，每侧所需贯通钢筋配筋率为 0.25 %，基本按构造配筋率可以满足。

   图3  B点挡土墙外侧应力σx（温度作用下）

4.2结构的X方向设四条后浇带（入冬前不浇筑）

图4　计算模型

如图4所示为地下室计算模型，在X方向设四条后浇带，将结构分成5份进行分析，A、B点位置对应地下室X方向的大约为中点的位置，将取这个区域的结果进行分析。

5结论

1）入冬前如果将后浇带完全浇筑完成，在环境温差及混凝土收缩的作用下，地下室墙板等构件会产生很大的温度拉应力，构件会开裂甚至破坏，因此入冬前后浇带不能浇筑。2）随着保留的后浇带数量的增加，楼板和挡土墙里的拉应力有明显减小的趋势，经分析沿结构较长方向保留温度后浇带，在入冬前不浇筑，这样可以保证结构构件安全可靠，同时可以保证结构的经济性。3）为了提高地下室的环境温度，减小温差，入冬前对地下室四周的覆土应回填完毕，然后地下室顶板板面及局部洞口也应该覆盖住，以减小计算温差，使结构构件温度拉应力减少的效果更为明显。

参考文献：

[1]白俊红,谢鑫,魏首相.后浇带技术在房屋建筑工程施工中的应用分析[J].工程建设与设计,2022,(16):128-130.

[2]万斌杰.基于建筑工程超长结构后浇带施工技术探析[J].江西建材,2021,(09):158-159.

[3]于成功.超长结构后浇带的施工技术要点分析[J].江西建材,2021,(08):217-218.