钢筋混凝土多层框架结构设计的探讨
作者:曹捷 陈军     来源:新外建

6.1.4钢筋
目前对后浇带内梁纵向钢筋处理有两种做法。
第一种梁板钢筋均断后塔接(高规要求),但由于梁钢筋搭、焊接处理困难,质量不易保证,易给结构造成隐患。
第二种板钢筋断,梁钢筋直通不断。目前工程采用较多,但由于截断梁较多时,钢筋全部不断会约束混凝土收缩,达不到予期效果。
建议梁上部钢筋,腰筋及板墙钢筋断后错开搭接或必要时先搭后补焊。梁下部钢筋不断,可适当加大配筋。这样即可大大减小梁钢筋全部不断对混凝土收缩形成的约束,又可避免梁钢筋全部断后造成的钢筋搭、焊接困难,这种处理方法已在一些工程中较好的进行了使用。
6.1.5 浇灌时间
高规要求两个月后,浇灌时的温度应低于主体混凝土浇灌时的温度。由于混凝土早期收缩量大,相对一年的收缩量,半月约占30%~40%1个月约45%~55%2个月约65%~75%;半年约80%~90%,故应按规范执行,一般应保证两个月后浇灌。
6.1.6后浇混凝土
采用无收缩或微膨胀混凝土,强度较主体混凝土提高一级。
6.1.7 设计要特别交待以下请施工注意的问题
6.1.7.1 后浇带两侧宜设钢筋网片,防止主体混凝土流入后浇带。
6.1.7.2 后浇带混凝土浇灌前应清理凿毛,浇灌时振捣密实,精心养护。
6.1.7.3 后浇带两侧支撑保证稳定可靠,后浇带混凝土达设计强度时方可拆除。

6.2 针对性地采取控制和抵抗温度收缩应力的措施
6.2.1 加强屋面保温隔热措施,采用高效保温材料,严格满足建筑节能设计标准。
6.2.2  屋面板、外廊板, 阳台板等外露室外现浇板( 含施工期间主体暴露时间较长的室内现浇板) 以及板跨大于4m 且采用泵送混凝土的双向连续板等温度收缩应力较大的板,均应在板面( 即板的受压区) 配置不小于φ6@200双向钢筋网片, 或支座钢筋隔一全跨贯通, 但间距不宜大于200mm, 配筋率不宜小于0.2% 。以上板在有受力钢筋处, 实配钢筋尚应考虑温度收缩应力影响适当予以增大。

6.2.3  框架梁及所有现浇梁凡高度大于或等于600mm 者( 外露梁高度大于或等于500mm)均设置不小于2φ12 腰筋。腰筋宜细而密, 间距不应大于200mm, 每侧腰筋配筋率不宜小于0.1%。
6.2.4  檐口板, 外露栏板应双面双向配筋, 上下端头各配2φ10 温度抵抗筋, 并每隔12m设置一道10mm温度伸缩缝。
6.2.5 控制现浇板混凝土强度等级不宜大于C35
6.3 采用UEA补偿收缩混凝土
6.3.1 方法提出由于后浇带延长工期,钢筋断后的搭、焊接和清理凿毛均给填缝施工带来一定麻烦, 处理不好将留下隐患, 因此提出了采用UEA 加强带取代后浇带连续浇筑超长建筑的无缝设计施工方法。
6.3.2  设计思路:“ 以抗为主” 的设计原则, 利用UEA 补偿收缩混凝土在硬化过程产生的膨胀作用, 在结构中产生少量预压应力用来补偿混凝土在硬化过程中产生的温度和收缩拉应力,从而防止收缩裂缝或把裂缝控制在无害裂缝范围内。
6.3.3  具体做法:所有楼板均掺10%~12%UEA ( 膨胀率2~3×10~4) 。但每间隔50m 设置一条2m 宽膨胀加强带, 带内混凝土掺加14%~15%UEA ( 膨胀率4~6×10~4), 两侧设密孔钢丝网,防止混凝土流入加强带,可连续浇筑100~200m的超长建筑。
由于这种方法, 规范未列入, 施工要求严, 气候环境影响大, 潮湿地区膨胀可保持, 干躁地区会存在问题。建议应慎重采用, 最好在有条件保湿养护的地下结构中采用。也可考虑在建筑长度70m 以下, 设置后浇带后影响工期的工程上试用, 但对梁板构件仍应针对性地采取6.2 中介绍的一些必要的控制和抵抗温度收缩应力的设计措施。另外特别提请施工时要严格保湿养护。
6.4 采用预应力混凝土结构
预应力混凝土可增强梁板刚度,梁板中所产生的预压应力可抵消由于混凝土温度变化和收缩产生的轴向拉应力,从而达到扩大温度伸缩缝间距不设后浇带的目的。笔者认为,当为满足建筑层高要求而采用该技术时,可考虑在采用必要的控制和抵抗温度应力的具体措施后增大温度伸缩缝的间距,但应结合工程收集资料具体分析。


7. 新规范下降低成本的有效方法新一代结构设计规范和新规范版结构设计软件已在全国普遍应用。新规范的修订原则之一就是要适当提高结构的可靠度, 这样在材料强度等级不变的情况下会增加材料用量,增加造价。通过对格林风范城一期大卖场项目的预算比较, 用高强材料替代低强材料,可有效地降低成本。所以设计人员在今后的设计中应合理利用材料强度来提高经济效益, 以钢筋的抗力为主时( 梁、板构件), 提高钢筋级别效益较好, 以混凝土的抗力为主时(柱,墙构件),提高混凝土等级效益较好。


8. 与各专业及设备厂家的密切配合
商业建筑为人流量大、人员较密集的建筑物, 建筑专业防火要求较高, 各设备专业需配合各种管道系统。这也相应要求结构专业配合, 做好各种管件、预埋件的预留工作。另外,超市设有扶梯、自动人行步道梯、观光电梯等竖向交通设备供顾客使用, 结构设计中应密切结合各种电梯设备土建样本, 做好预留孔洞、预埋件、缓冲底坑、顶层机房的预留工作, 保证设备安装的顺利进行。特别是人行坡道梯, 它的布置有同向式, 有剪刀式, 而且中间要设置中间支撑, 有时支撑的位置标高都不相同, 这部分设计均要非常仔细。


9. 结语
以上的几个问题在钢筋混凝土框架结构设计中经常遇到, 也经常被忽略, 希望引起设计人员的注意, 以避免错误, 确保设计质量。一个好的商业建筑的结构设计不仅是结构本身设计得安全可靠、经济合理, 更要体现代它能给建筑、设备提供了合理方便的布置空间。

参考文献[1] 建筑抗震设计规范[M. GB50011-2001. 中国建筑工业出版社,2001
2] 混凝土结构设计规范[M. GB50010-2002. 中国建筑工业出版社,2002
3] 郝永旭等改善钢筋混凝土短柱抗震性能的若干措施[J建筑结构,200210
4] 游宝坤等超长钢筋混凝土结构UEA无缝设计施工[J建筑结构,199, , 86
5] 建筑工程抗震设防分类标准[J. GB50223-2004. 中国建筑工业出版社,2004

作者介绍  曹 捷 工程师 国家一级注册结构工程师
              陈 军 高级工程师

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