超長通信建筑結構溫差影響分析
2014/11/3 12:43:18近年來,由于通信工藝的需求和建筑立面的需要,不允許設置結構縫,導致結構超長。由于溫差和混凝土的收縮,很多工程建成后,甚至在建設過程中,均出現混凝土的開裂問題,部分工程因裂縫(如滲水等)而影響了使用。這就要求結構設計采取各種措施,防止機房開裂影響使用。目前國內外對超長結構也展開了不少研究,但均針對一般的民用建筑進行,如對各樓層的溫度應力分析中,均取全樓統一溫差,這與通信機樓的實際情況相差很大。通信機樓使用過程中,一般是采用分期投產(即機樓內的機房是分期投入使用)策略的,機樓內的各機房投產后,因內部設有恒溫空調系統,整個機房處于恒溫狀態,這就造成其與其他未投產的機房存在溫差,進而產生溫度應力,這比一般的民用建筑更加復雜,應該按此實際溫度進行分析,采取相應的結構措施。
通過有限元軟件進行計算分析,得出以下結論:
一、不同溫差時的結構影響分析:
溫度作用影響明顯,且溫差變化越小,對樓板的影響越小。南方地區比北方地區溫差變化小,故受溫度作用的影響也小。
二、通信機樓分期投產時溫差變化的結構影響分析
(1)降溫工況對混凝土影響較大,起控制作用。(2)當某一層整層投產時,各向最大應力均出現在該樓層的上一層樓板,且X向應力超過混凝土抗拉強度設計值,會引起混凝土的開裂,Y向應力小于混凝土抗拉強度設計值,基本上不會引起混凝土的開裂;其他各層受溫度影響作用較小。(3)當某一層中僅半層投產時,各向最大應力均出現在該樓層中,且位于溫度作用交界處,此處應力超過混凝土抗拉強度設計值,會引起混凝土的開裂;上一層的樓板受溫度作用明顯,接近混凝土抗拉強度設計值,可能會引起混凝土的開裂;其他各層受溫度影響作用較小。(4)半層投產時的各向應力比整層投產時各向應力要大,需采取措施避免混凝土開裂。
三、機樓平面長寬不同時溫差變化的結構影響分析
(1)降溫工況下,不同尺寸的結構位移變化趨勢相同,均是向內收縮,四周位移變化比中間唯一變化大。(2)平面尺寸越小,各層樓板平面應力變化的梯度越小。(3)相同寬度情況下長度越小,溫度作用對樓板的影響越小。
四、結構方案不同時溫差變化的結構影響分析
(1)不同結構體系的結構在降溫工況下的位移變化趨勢相同。(2)溫度作用對框剪結構體系影響也較為明顯,剪力墻周邊應力集中現象明顯,且受力情況復雜。(3)平面尺寸越小,各層樓板所受溫度作用的影響越小。
結合以上分析結果,并參考其他超長建筑的工程經驗,可針對不同情況采取相應減少超長通信建筑結構溫差收縮效應的技術措施,如:設置混凝土后澆帶、采用微膨脹等添加外加劑的混凝土、樓板結構施加預應力、采用焊接冷軋帶肋鋼筋網加強混凝土等?捎行У販p少通信機樓溫差裂縫的影響。
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