超长预应力混凝土结构的裂缝控制模拟分析.pdf

超长预应力混凝土结构的 裂缝控制模拟分析 S i mu l a t i o n An a l y s i s o f Cr a c k Co n t r o l o v e r S u p e r Lo n g Pr e s t r e s s e d Co n c r e t e S t r u c t u r e 范波 上海浦东新区建设工程质量安全监督站上海2 0 0 1 2 7 摘 要： 超长混凝土结构 由于施工体积大 ，纵 向长度长，在施工及使用阶段容易因混凝土内部的温度应力产生结构裂 缝。结合上海浦东空港物流仓储作业区 5 保税仓库工程 ，采用有限元分析软件 S A P 2 0 0 0进行施工模拟分析 ，证明了 在超长混凝土结构 中通过设置施加预应力的技术手段来降低混凝土开裂的可能 ，是行之有效的措施。 关键词： 仓储工程 超长结构 裂缝 预应力技术 有限元分析 中图分类号： T U 7 5 5 ． 7 ， 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 4 — 1 0 0 1 ( 2 0 1 2 ) 0 6 — 0 5 6 4 — 0 2 0 前言 在工业、 民用建筑中， 各类超长混凝土结构得到了相当 广泛的应用。 但超长混凝土结构浇筑后 由于施工体积大、 纵 向长度长 ， 聚集在混凝土内部的水化热不易散发， 使混凝土 表面产生拉应力 ， 容易产生裂缝 ； 而在降温阶段 ， 混凝土逐 渐散热收缩， 内部也容易出现贯穿性裂缝， 从而影响工程质 量。 由于超长混凝土工程条件复杂、 施工情况各异 ， 再加上 混凝土原材料差异较大 ，研究和控制温度变形裂缝就不单 纯是施工过程 中对混凝土配 比进行抗裂优化、混凝土浇筑 时的施工措施和养护期的有效养护，而涉及到结构设计和 计算等多方面的综合问题。 比如结构设计时， 考虑设置后浇 带或采用预应力等技术手段， 来 降低混凝土开裂的可能 ， 也 是行之有效的措施 。 本文以上海浦东空港物流仓储作 业区 5 保仓库 工程 作者简介： 范波( 1 9 6 8 一 ) ， 女 ， 硕士， 高级工程师。 作者地址： 上海市杨高南路 1 2 1 8 弄 3 l 号 5 0 1 室( 2 0 0 1 2 7 ) 。 收稿 日期 ： 2 0 1 2 — 0 4 — 2 6 超长预应力混凝土结构裂缝控制项目为基础 ，主要对工程 采用的预应力技术后混凝土结构 中的温度应力、开裂程度 做 了相应的有限元模拟分析 ，来验证预应 力技术对超长混 凝土结构裂缝控制的有效性。 1 工程概 况 浦东空港物流仓储作业区 5 保税仓库工程位于 上海 浦东国际机场的空港物流仓储作业 区内 ，总建筑面积为 1 3 7 2 2 2 ． 5 m ， 建筑总高度 2 3 ． 8 5 m ， 总长度 2 6 2 m ， 总 宽度 为 2 2 6 m ， 为 3 层钢筋混凝土框架结构的仓储建筑。 其结构 抗震烈度为 7 度， 框架抗震等级为 3 级 ， 装卸区和库 区相交 处的框架柱抗震等级为 2 级。 本工程 占地面积大 ，分为 ： A 5 - 1 、 A 5 - 2 、 A 5 — 3 和盘道四 大块( 图 1 ) 。施工总方 向由西向东进行 ： A 5 —1 和 A 5 — 2分别 经后浇带划分后分为 6 个流水段 ， 各 自进行流水施工 ； A 5 — 3 分为 3 块和盘道组成流水施工。 2模拟分析 2 ． 1 有限元模型 以 A 5 - 1 区为例 ， 采用通用有限元分析软件 S A P 2 0 0 0 进 3 5 -3 7 ． [ 3 】3温少勇． 砌体结构墙体开裂的原因及 防治措施【 J 】 ． 中国新技术新产品， 2 0 0 9 ( 4 】 ：9 7 ． [ 4 ] 王海龙， 章泽民． 某住宅楼严重裂缝的分析及处理IJ J． 铁道建筑技术， 1 9 9 5 ( 2 】 ： 3 3 — 3 4 ． 『 5 1 胡兴福． 建筑结构[ M] ．北京： 中国建筑工业 出版社，2 0 0 9 ： 2 2 - 2 8 ． 【 6 ] 石森林． 浅析砖混结构墙体开裂的原因及其预防田． 科技信息，2 0 1 0 ( 3 ) ： 3 2 2 ． 【 7 ] 李亚敏． 关于砖混结构房屋墙体裂缝问题的探讨[ D 】 ． 西安： 西北农林科技 5 6 4 l 2 0 1 2 6 l i ,,a t ,u - - C c m t：m ~ a n 大学硕士论文， 2 0 0 7 ： 1 6 7 — 1 6 9 ． [8 】8张卫东． 地基差异沉降引起砌体结构开裂的预测分析【 D j _ 哈尔滨： 哈尔滨 工 业大 学硕 士论 文， 2 0 0 1 ： 3 8 - 4 6 ． [9 ] 靳立民． 浅谈砖砌体产生裂缝的原因及防治措施【J 】 _ 内蒙古科技与经济， 2 0 0 5 ( 1 4 1 ：5 5 — 5 8 ． 【 1 0 ] G r e g o r i a n Z B ， G r e g o ri an G ． B r e a k i n g t h e S u rf a c e [ J ] ． Mo d e m S t e e l C o n s t r u e t i o n ， 2 0 0 8 ( 2 ) ： 1 3 - 1 5 ． [ 1 1 ] 潘全胜， 金 国芳． 某砖混结构住宅楼裂缝 的检测与分析【 J 】 ． 住宅科技， 2 0 0 3 ( 1 2 ) ： 1 1 5 — 1 1 6 ．