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超长混凝土结构的特点是长度超过规范限值,温差及混凝土收缩引起的应力较大,常常导致结构开裂,有时裂缝较宽,影响正常使用,所以温度及收缩裂缝是超长混凝土结构工程中急需解决的关键问题。本文从温度及收缩应力的产生机理出发,研究了几种裂缝控制的方法。文章主要包括以下内容:1.由于温差及混凝土收缩作用,混凝土结构发生变形,梁板的变形受到柱子或剪力墙等竖向构件的约束,在结构中引起的应力就称为温度及收缩应力。影响温度及收缩应力的两个主要因素是温差(包括收缩当量温差)和约束强度。在控制温度及收缩裂缝时,有两种思路:第一种思路是加强材料的抗拉性能,如施加预应力、在混凝土中掺加各种抗拉纤维等;第二种思路是使约束变弱,从而减小温度及收缩应力,如设置变形缝、安装滑移支座等。2.分析了影响温度及收缩应力的几个重要因素,研究了温度及收缩作用下结构内力的分布特征。整体降温是一种缓慢的、周期性的作用过程,在这种荷载作用下,结构的底部两层应力较大,上部各层应力很小。顶层降温主要考虑日照温差,是一种作用速率较快的过程,在这种荷载作用下,结构的顶部两层应力较大,以下各层应力很小。研究表明,在温度作用下,端部梁柱变形协调引起的峰值应力往往较大,大大超过了楼盖的温度应力,其中柱的应力尤其大,有时甚至会引起柱的破坏,且在温度升高和降低时均有发生,这在以往的分析中往往被忽略。3.预应力混凝土结构的裂缝控制首先要注意结构布置,其次是正确进行预应力的计算,另外还必须重视合理构造措施。超长混凝土结构的施工过程中,常常设置后浇带来释放早期收缩应力,并分段张拉预应力。研究表明,对后浇带的正确模拟和计算,对于评估预应力的效果是十分重要的,通过有限元软件ANSYS,本文提出了考虑施工过程的分析计算方法,并结合算例进行进一步的阐述。4.借鉴桥梁经验,将橡胶支座用于超长混凝土框架结构中,对裂缝控制的新方法进行了有益的尝试。安装橡胶支座后,约束变小,结构温度应力大大减小,梁柱应力下降尤其明显,特别是解决了端部柱应力过大的问题。将橡胶支座安装在顶层柱顶,可以减小顶层降温引起的应力,而且可以满足抗震要求。将橡胶支座安装在底层柱顶,可以减小整体降温引起的应力,通过在适当位置设置剪力墙可以满足抗震要求。研究表明,橡胶支座处的压力越大,橡胶支座的滑动能力越差,但由于可以自由转动,降低温度及收缩应力的效果仍然比较明显。5.遵循裂缝控制的第二种思路,本文提出了一种新的方法——“断开”方法,来解决框架剪力墙结构的温度及收缩应力问题。在混凝土高层建筑中,剪力墙或筒体是结构的主要抗侧构件,为抵抗水平地震力及控制结构侧移,它们的侧向刚度往往很大。在结构的第二、三层楼盖与剪力墙之间设缝,让两者“断开”,使剪力墙不再约束楼盖,从而大大减小温度及收缩应力。但是,“断开”之后结构整体性受到一定的削弱,会造成对其抗震能力的疑惑。研究表明,“断开”之后,上部楼层的水平力仍可通过剪力墙传给基础,但下部楼层的水平力全部通过框架传给基础。下部楼层的水平力较小,所以剪力墙的底部剪力仅会略微下降,仍承受大部分基底剪力,结构可以满足抗震要求。