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地下车库 · 方案对比

两百多米地下室顶板不设缝,膨胀剂、构造钢筋还是预应力温度筋?

顶板长度到两百多米、控制因素是使用阶段温差和墙柱约束时,只靠膨胀剂或增配构造钢筋,温度拉应力这一块补不上;这类项目通常走预应力温度筋这条主线,再配后浇带和施工阶段的安排。BICP银泰建构做这类超长楼盖,先把温度应力和竖向构件约束算清楚,再定配筋和措施组合。前提是各分区长度、柱网、后浇带怎么排、施工在哪个季节,这几项要先明确。

作者:BICP银泰建构
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适用场景

地下车库方案对比超长结构不设缝、地下室顶板伸缩缝、预应力温度筋、膨胀剂、构造钢筋、后浇带、温度应力
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导语

三种做法不存在谁替代谁。膨胀剂和增配构造钢筋都是被动抗拉,预应力温度筋是在混凝土里先建立预压应力,主动抵消后期收缩和温度变形产生的拉应力,起点和作用阶段不一样。最常见的误判是:掺了膨胀剂、钢筋也加够了,楼板就不会裂。膨胀剂抵消的是干缩那一部分,构造钢筋得等混凝土先裂了才受力,温度拉应力这两样都管不到。

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适合哪些项目

  • 适合: 平面长度远超伸缩缝间距、功能上不能设缝的地下室顶板,现浇框架结构在室内或土中的伸缩缝间距通常按55m控制;使用阶段温差大、墙柱约束强的楼盖;想通过少留后浇带或提前封闭抢工期的项目。
  • 要慎用: 养护保证不了高湿的项目,膨胀剂效果会打折;长度过150m还想主要靠增配构造钢筋扛温度应力,投入产出不划算;梁格很密、平面特别不规则的楼盖,预应力筋有没有地方布、约束怎么考虑要单独研究,也可能得换一种结构路径。
  • 要先确认: 各分区长度、柱网与板厚、竖向构件约束、后浇带位置和计划封闭时间、施工季节与合龙温度、工期节点、设计院已有做法和审图要求。
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三种措施各自管哪一段

超长楼盖开裂有两个来源:混凝土自身收缩,以及使用阶段的昼夜温差和季节温差。墙和柱限制楼板变形,变形转成拉应力,超过混凝土抗拉能力就开裂。

膨胀剂靠自身反应在混凝土里建立0.2~0.7MPa的压应力,发生在硬化阶段,大致抵掉干缩拉应力;温度变化带来的拉应力属于另一条线,施工期间还得保证高湿养护。

增配构造钢筋按每平方米承受2MPa温度应力配,额外增加的配筋率是0.56%。它在混凝土开裂之后才受力,接下温度变形产生的拉应力;长度过150m,这样做的经济性往下走。

预应力温度筋的用量来自温度应力有限元分析算出的拉应力,张拉后结构里有2.0~2.5MPa的预压应力,后期收缩和温度变形产生的拉应力可部分或全部抵消,裂缝出现时间往后推,出现后也能压住它继续发展;后浇带可以少留、不留或提前封。

后浇带、跳仓法、加强养护常被摆到同样位置比较,它们管的是施工阶段收缩,使用阶段的温差那部分要由别的措施来接。

比较项 膨胀剂 增配构造钢筋 预应力温度筋
预压应力 0.2~0.7MPa 无,被动抗拉 2.0~2.5MPa
覆盖阶段 混凝土硬化期 开裂之后 施工阶段与使用阶段
能否推迟开裂 否 否 是
开裂后能否抑制裂缝发展 否 否 是
对后浇带的作用 无 无 可少留、不留或提前封闭
主要代价 需高湿养护 超过150m经济性差 增加预应力工序,各工序需配合
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同一个标准单元上,三笔成本差多少

某地铁车辆段咽喉区的超长结构,拿一个标准单元算过三种措施的直接成本:膨胀剂61.7元/㎡、增配构造钢筋114.1元/㎡、预应力温度筋53.4元/㎡,预应力比另外两项分别低13.5%和45.6%。该项目6.5万㎡超长结构最后选了预应力温度筋,直接成本省下54万元,还省掉一部分后浇带,工期跟着缩短。差在用量:同样一平方米,膨胀剂41.1kg、构造钢筋32.6kg、预应力温度筋9.70kg。这组数是在那个项目自身的柱网和荷载下算出来的,工况一换,三种措施的用量都会变。

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BICP银泰建构在这类项目上怎么做

先算,再选。温度应力有限元分析给出温度变化引起的拉应力,配多少预应力温度筋,看计算结果。项目里设了后浇带的,分析按后浇带封闭时间分阶段做,把各阶段的最大正负温差分别输进去再叠加;后浇带合拢温度、各分区温差、墙柱约束条件分开放进模型。

算完之后按裂缝成因和出现阶段把措施组合起来:混凝土材料、后浇带、跳仓、养护、普通温度筋、预应力筋、覆盖层都在可选范围内,两百多米的地下室顶板一般不会从头到尾只靠一种。

某地铁车辆段咽喉区,03-04分区约265m×160m,业主明确不希望设伸缩缝。做法是用Midas做温度应力分析、配无粘结预应力温度筋,再配合分阶段张拉和施工过程模拟,把温降产生的拉应力抵掉、把裂缝控制住。两百米级的平面做到不设缝,靠的是分析加构造的一整套配合。

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怎么自己先核一遍

  1. 量长度: 量出每个分区的最大平面长度,对照现浇框架结构55m的伸缩缝间距控制值,看超长多少。
  2. 找约束: 标出顶板周边和内部的剪力墙、柱位置,竖向构件越密,约束越强,温度拉应力越大。
  3. 算温差: 定出施工合龙温度与使用阶段最高、最低温度的差值,这是温度应力计算的输入条件。
  4. 排后浇带: 把设计院已设的后浇带位置和计划封闭时间标出来,施工过程分析按这个分阶段。
  5. 比成本: 用本项目实际的柱网和荷载,把三种措施放在同一个标准单元上比直接成本。
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参考依据

  • 《混凝土结构设计规范》第8.1.3条:采取专门的预加应力措施或增配构造钢筋的措施后,伸缩缝间距可适当增大
  • 银泰建构超长结构工程经验:某地铁车辆段咽喉区的温度应力分析与预应力温度筋设计
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相关产品和资料

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常见问题

Q1 膨胀剂和预应力温度筋能不能一起用?

可以按分区组合。膨胀剂对干缩、预应力对温度变形和后期收缩,两者管的应力来源不一样;掺量、养护条件和张拉时间要一起排进施工组织里。

Q2 两百多米一个后浇带都不留行不行?

配了预应力温度筋,后浇带可以少留、不留,也可以提前封。最后留几条、留多长时间,看施工阶段的收缩量、合龙温度和分阶段张拉怎么排;这几项进了施工过程分析,答案就落在后浇带的数量和封闭时间上。

把结构平面图、各分区长度、柱网与板厚、荷载取值、后浇带布置与计划封闭时间、施工季节与合龙温度设想、工期节点,连同设计院当前方案一起发给我们,工程师帮你判断这个顶板该走预应力温度筋、预应力加后浇带的组合,还是分区处理。

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