摘要：在超高层大跨度空心楼盖结构施工中，混凝土的各项性能尤为关键，如何确保现浇混凝土空心楼盖的混凝土浇筑质量作为超高层大跨度空心楼盖施工的重点。国贸中心3号商业、办公、公寓楼建筑高度达248.35m，核心筒外标准层楼板结构体系为空心楼盖结构体系，跨度最大达18m，空心箱体采用GBF金属薄壁方箱，箱体与箱体之间排布紧密上下板厚较薄，配筋较多，为保证混凝土浇筑密实，项目部采用了自密实混凝土施工，而自密实混凝土因其跨度较大，空心楼盖板厚较薄，容易收缩产生有害裂缝，本文以国贸中心3号商业、办公、公寓楼为载体，总结了自密实混凝土在超高层大跨度空心楼盖中混凝土的收缩研究情况。
关键词：空心楼盖；超高层建筑；大跨度；自密实混凝土；收缩
1工程概况
1.1工程结构概况
东莞国贸中心3号商业、办公、公寓楼（以下简称T3塔楼）建筑高度248.35m，为钢管混凝土外框柱+钢筋混凝土核心筒（内置钢骨）的多重抗侧力结构体系。用于高度超过200米的超高层公寓，跨度超过18米同时又配以钢结构施工的空心楼盖应用在国内还未有相关应用。
1.2空心楼盖概况
T3塔楼地上1～13层为办公层，15～46层为公寓层，其中空心楼盖最大跨度18m，空箱概况详见下表。
表1.2 T3塔楼空心楼盖空箱概况
Table 1.2 Overview of the empty box of the hollow floor of T3 tower
其中：
（1）水泥采用P. II 52.5级硅酸盐水泥；
（2）粉煤灰：II级以上优质粉煤灰；
（3）砂：中砂，细度模数2.8；
（4）石子：碎石，连续级配，粒径5～20mm；
（5）外加剂：外加剂。
2自密实混凝土收缩试验
为了研究在自然状态下大跨度空心楼盖自密实混凝土的收缩，项目部根据规范进行了自密实混凝土的收缩试验。
2.1试验方法
2.1.1混凝土收缩试验
本试验采用混凝土膨胀收缩仪进行测试。收缩试件成型时不得使用机油等憎水性脱模剂。试件成型后应带模养护（1~2）d，并保证拆模时不损伤试件。试件拆模后，应立即送至温度为（20±2）℃、相对湿度为95%以上的标准养护室养护。
试验分别读出7d、14d、28d、60d的读数。
2.1.2混凝土收缩膨胀仪收缩率的计算
收缩率=（L1-L2）/L*1000毫米/米
式中：L1―――试件养护7天时的基准长度，单位毫米。
L2―――试件在各龄期的长度。
L―――有效长度。
根据不同要求，收缩率可用百分率或微米/米表示之。如果试件收缩，则在计算结果前加上“－”号，如果膨胀则加上“+”号。
试验结果应选取三个试件中最接近的两个为准，计算平均值应准确到0.01毫米/米。
2.2数据分析
根据试验要求分别在实验室和施工前进行了两次试验，每次选用3组试件，经整理分析数据如下：
图2.2-2 施工试验收缩率-龄期曲线图
Fig. 2.2-2 Contraction Rate-Age Curve of Construction Test
说明：横轴表示龄期（单位：d），纵轴表示收缩率（单位：mm/m）
经实际试验数据分析，自密实混凝土的前期收缩较大，随着龄期的增加自密实混凝土的收缩趋于稳定，从自密实混凝土的收缩率来看可以满足现场结构施工要求。
3静载试验
为了研究在荷载作用下大跨度空心楼盖自密实混凝土的收缩，项目部根据规范进行了大跨度空心楼盖自密实混凝土的静载试验。
3.1试验方法
静载试验主要的检测内容为混凝土中钢筋的应力、在荷载作用下空心楼盖的裂缝宽度以及空心楼盖在荷载作用下的挠曲变形。
加载方法主要为试验前在试验区间内空心楼盖板面砌筑出一个布满整块板的贮水池，试验时按每级施加荷载所需水量，往贮水池中注水，卸载的时候往外将水抽出即可。
3.1.1钢筋应力测试采用电阻式应变片和静态应变仪测试，对钢筋应变进行测试，然后通过钢筋的应力-应变关系换算为应力值。
3.1.2挠度测试采用吊锤法测试，测试仪表为精密百分表。试验中每块板共布置9个挠度测点，分别布置在板的起拱点和双向四分点位置。所有的挠度测点均布置在楼板的下表面。在静载试验中分别测试在各级荷载作用下和卸载后楼板挠度的变化情况。
3.1.3裂缝观测在楼板顶面、底面以及肋梁、边梁跨中侧面位置布置了一定数量的混凝土应变片，当楼盖试件进入到带裂缝工作阶段后，楼盖的裂缝宽度采用裂缝宽度观测仪进行量测。
3.2试验数据分析
3.2.1钢筋应力检测
正常使用阶段，钢筋应力还未达到屈服极限，所以可采用理想的弹性应力应变直线关系，其表达式为：σ=εEg（注：σ为钢筋应力；ε为受拉区钢筋应变；Eg为钢筋弹性模量）。依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）Eg取值为2.0×105N/mm2。根据检测得到的钢筋应变，通过公式可得加载期间楼板内测试钢筋各测试点的最大应力值分别如下表：
表3.2各测试点最大应变和应力表
Table 3.2 Maximum strain and stress gauge at each test point
图3.2-1 梁板裂缝特性示意图
Fig. 3.2-1 Schematic diagram of crack characteristics of beam and slab
根据检测结果及现场调查情况，楼板裂缝宽度基本在0.1mm～0.2mm之间，主要分布在板和梁的跨中附近，裂缝产生主要是由于温度变化、混凝土材料收缩作用及短期荷载作用等。根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）的规定：在一类环境下，钢筋混凝土结构构件最大裂缝宽度限值为0.30mm，检测板的裂缝宽度均满足要求。
3.2.3楼板挠度检测
板加载过程中测试点的挠度曲线分别如图所示，卸载过程中测试点的挠度曲线如图所示。其中横坐标为测点编号；纵坐标为挠度值，单位为mm，向下为正，向上为负。
图3.2-3卸载过程测点挠度曲线图
Fig. 3.2-3 Deflection Curve of Measuring Point in Unloading Process
由于局部测试点附近有一处尺寸为500mm×1000mm的矩形洞口为后浇区域，影响了板的整体性，整体数据符合设计要求。
4结语
现阶段大跨度空心楼盖结构的施工中，对复杂环境下的超高层又配以大体量钢结构的施工技术要求越来越高，无论是工序的穿插与衔接，还是工程质量的要求，或者是工期进度的要求，其中混凝土的浇筑是一个不可逆的过程，其浇筑质量的好坏尤为重要，国贸中心结合现场实际情况，优化施工设计，同时经过反复的试验和适配获得既满足混凝土自密实的要求，同时还可以减少自密实混凝土的收缩，项目部通过一系列的措施和手段，将工程质量放在首位，又方便现场施工和管理，项目部通过对超高层大跨度空心楼盖自密实混凝土的收缩研究，确保了工程实体质量，打造精品工程。
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论文作者:单宏伟,韩亚新,胡旸,贾东,冉高富,冯禹农,何紫
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第13期
论文发表时间:2019/1/21
标签：楼盖论文; 混凝土论文; 密实论文; 挠度论文; 应力论文; 钢筋论文; 裂缝论文; 《建筑细部》2018年第13期论文;