超长结构无缝设计的裂缝控制

于文杰

（辽宁北方建筑设计院有限责任公司，辽宁 沈阳 110013）

随着我国经济的快速增长，建筑也在向着大型化发展，超长结构不断出现。

1超长结构裂缝产生的原因及分类

所谓超长结构就是指结构单元长度超过了《混凝土结构设计规范》所规定的钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的结构。混凝土强度等级的提高，施工中泵送混凝土工艺的应用等，都导致超长结构更容易产生裂缝。超长结构产生裂缝的主要原因有两种：荷载引起的裂缝及变形引起的的裂缝。实际上工程的许多裂缝并非与荷载作用有直接关系，而是由变形作用引起的。这种变形作用包括温度变形，收缩变形，地基不均匀沉降变形。因此，对于超长结构，要考虑的主要问题是由变形作用引起的裂缝，这其中以温度变形和收缩变形为主。

2超长结构无缝设计的产生

无缝设计是指建筑物超过规范规定的设置温度伸缩缝或防震缝的最大长度而不设置任何形式永久缝的结构设计方法，所谓“无缝设计”只是个相对概念，根据结构情况，可无缝或少缝，它不包括沉降缝或带有沉降性质的后浇缝，由于超长结构无缝设计克服了设置变形缝可能带来的负面影响。

3超长结构无缝设计的裂缝控制是一门综合技术，它涉及到建筑材料，气候环境，施工工艺，设计方法等各个方面，各种因素相互影响,相互制约，对于钢筋混凝土结构来说，裂缝的产生是不可避免的，但其有害程度是可以控制的。对于超长结构的无缝设计，裂缝控制的主要方法是通过设计、施工、材料等方面综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。

设计技术措施主要之一，合理设置膨胀加强带和后浇加强带。

后浇带是设计中常采用的一种扩大伸缩缝间距和不设伸缩缝的有效措施。但这种后浇带只在施工期间存在，施工完毕后，后浇带对混凝土由于温差所引起的伸缩就不起任何作用了。因此，在超长结构工程中，我们可以在结构收缩应力最大的地方设置膨胀加强带或后浇加强带来取消后浇带。膨胀加强带或后浇加强带的位置与数量与后浇带的设计方法相同，带宽为2米，间距可控制在40～60米，加强带内混凝土提高一个标号，并增加10%～15%的温度钢筋，要求分布均匀，且钢筋伸入两侧各1米。带的两侧架设φ5X5的密孔铁丝网，并用立筋加固，防止带外混凝土流入带内，施工时，先浇灌带外混凝土，再浇加强带内混凝土，且带内混凝土外加剂的掺量比带外混凝土相对提高，整个施工过程是连续的。

这种方法通过调整外加剂的掺量，使得混凝土获得不同的限制膨胀率，加强带处的膨胀率较大，一般为4～6X104而两侧混凝土的膨胀率较小，一般为2~4x104,形成中部大两边小的膨胀区，从而使结构的收缩应力得到大小适宜的补偿，达到防止结构开裂的目的。

对于混凝土墙，由于墙体薄、面积大，养护困难，容易出现收缩裂缝，因此，可采用后浇加强带（2m宽），即先分段浇筑完带外各区，两周后再用大膨胀混凝土填缝，且带内要设置止水钢板，止水条或将加强带设成阶梯形。

4工程实例

我们设计的沈阳忆海长洲项目，15#、16#、17#楼地下一层，地上6层，现浇钢筋混凝土框架结构，地下室总长为197.2m，总宽为37.3m,地下室底板厚度为0.3m,顶板厚度为0.2m，侧墙厚度为0.3m，全部采用C30混凝土，抗渗等级为P8,该工程为超长结构，抗渗要求高。

此工程在图纸设计中，在长度方向设有4条温度后浇带，这些温度后浇带给施工带来了许多麻烦，温度后浇带必须在60天后才能浇筑，不仅延长了很长时间的工期，而且填缝不好会留下渗漏隐患，影响整个工程的防水性能，为了解决这些问题，我们采用了膨胀加强带取替原来的温度后浇带，做超长无缝施工，使工程能够一次封闭，解决了在施工时留设多条后浇带而造成许多隐患的问题。

具体做法如下：本工程的地下室底板和顶板在长度方向上设4条膨胀加强带，所有膨胀加强带采用C35防水混凝土，内掺HA类高效抗裂防水剂，地下室侧墙在其周长上每隔40m左右设一道加强带，一共设12条。带内水平钢筋率增加10~15%,所增水平钢筋垂直于加强带方向均匀地固定布置在上下层钢筋上面，钢筋长度为4m,长度方向鉴于墙体受施工养护和外界温差的影响较大，容易开裂，墙体水平构造筋的间距宜小于150mm,配筋率宜在0.4~0.6范围内，由于墙体受底板或楼板的约束较大，混凝土胀缩不一致，宜在墙体中部设一道水平筋间距为80~100mm,高1000mm的水平暗梁。

5总结

上述各种技术措施的综合运用，可以较好地解决不同类型的超长结构无缝设计的裂缝控制问题，超长结构无缝设计裂缝控制的综合技术，通过在多个工程实践中的成功应用，被证明是行之有效的。并取得了良好的经济，社会效果。

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社.

[2]顾渭建.钢筋混凝土高层建筑超长结构无缝设计的工程实践[J].武汉：十五届全国高层建筑结构学术交流会.