本發(fā)明涉及一種可控制式釋放超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)溫度和收縮應(yīng)力的裝置及施工方法，屬于建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件及建筑施工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著大型商業(yè)綜合體、航站樓等超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)大量興建，連續(xù)不設(shè)縫結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用日漸增多；溫度和混凝土收縮作用在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生約束變形而在結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力使結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。

目前，解決超長(zhǎng)不設(shè)縫的一般方式是設(shè)置后澆帶以釋放混凝土前期收縮變形，設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶抵消溫度收縮變形，或者采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)平衡溫度變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力等。

其中，后澆帶只能釋放混凝土的收縮變形，不能解決溫度變形，且不能一次澆筑完成；膨脹加強(qiáng)帶由于抵抗收縮變形能力有限，故這種方法不適用于收縮變形過(guò)大的超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)；而使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)則極大增加了設(shè)計(jì)和施工的難度，也極大的增加了建筑結(jié)構(gòu)的成本和造價(jià)；

由于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)收縮變形過(guò)大，而對(duì)于溫度、剪切力、彎矩等破壞因素?zé)o法預(yù)測(cè)、掌控，上述方法往往在其解決過(guò)程中產(chǎn)生不可控制的形變。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提一種可控式釋放超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)溫度和收縮應(yīng)力的裝置，能夠放水平構(gòu)件的軸向約束變形，能有效控制因溫度和收縮變形約束產(chǎn)生的裂縫，同時(shí)能夠傳遞彎矩和剪力以及部分軸向力而不影響整體結(jié)構(gòu)受力性能，進(jìn)而滿足超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)連續(xù)傳力的特性、并且可實(shí)時(shí)監(jiān)控受力、溫度從而實(shí)現(xiàn)對(duì)超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)溫度和收縮應(yīng)力有效控制。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：一種可控制式釋放超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)溫度和收縮應(yīng)力的裝置，它包括：兩側(cè)混凝土主體樓板、混凝土連接板以及鋼板抗剪連接件；

所述的混凝土主體樓板上下表面靠近端部100mm-150mm范圍內(nèi)各設(shè)置8-12mm厚的混凝土墊層，并且在混凝土主體樓板與混凝土連接板間有厚30-40mm緩沖層，在所述的緩沖層內(nèi)部設(shè)有多個(gè)可測(cè)量混凝土主體樓板與混凝土連接板之間軸向或者徑向應(yīng)力的應(yīng)變傳感片；

在所述的混凝土主體樓板上下端位置端部增設(shè)鋼板剪力抗剪連接件，所述的鋼板抗剪切連接件分上下兩部分連接，所述鋼板上部分連接由連接鋼板和普通螺栓組成，所述鋼板下部分連接由承托鋼板和高強(qiáng)螺栓組成；所述連接鋼板和承托鋼板一側(cè)延伸至混凝土主體樓板上表面混凝土墊層位置、另一側(cè)延伸至混凝土連接板上下表面平移層位置；所述連接鋼板和承托鋼板在混凝土主體樓板一側(cè)分別用普通螺栓和高強(qiáng)螺栓與混凝土主體樓板連接，從而傳遞混凝土主體樓板和混凝土連接板間的剪力和彎矩；

其中，所述的混凝土連接板、鋼板抗剪連接件最外側(cè)設(shè)有多個(gè)可移動(dòng)式溫度傳感器、以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土連接板、鋼板抗剪連接件的溫度；

所述的混凝土連接板包括彈簧鋼筋套管、鋼筋網(wǎng)、平移層；所述的混凝土連接板上下表面由端部向內(nèi)50mm的距離設(shè)置寬度為45-55mm平移層，混凝土連接板中沿其寬度方向布置彈簧鋼筋套管，所述彈簧鋼筋套管與混凝土主體樓板中同長(zhǎng)度方向鋼筋位置對(duì)應(yīng)；

所述彈簧鋼筋套管沿混凝土連接板厚度方向上下設(shè)置兩道，所述鋼筋網(wǎng)兩層分別放置在上部彈簧鋼筋套管的上側(cè)和下部彈簧鋼筋套管的下側(cè)；

所述的彈簧鋼筋套管由波紋管、粘滯阻尼液和彈簧鋼筋組成；所述彈簧鋼筋套管為直徑30mm-40mm的薄壁波紋管、內(nèi)放置彈簧鋼筋，彈簧鋼筋伸出彈簧鋼筋套管和混凝土連接板并且以直線筋形式與混凝土主體樓板中同位置鋼筋用螺栓連接器連接；其中，所述彈簧鋼筋直徑為6mm或8mm，其周?chē)錆M粘滯阻尼液；

在所述的彈簧鋼筋套管外側(cè)設(shè)有多個(gè)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)力的應(yīng)變傳感片。

所述混凝土連接板寬度為300mm-500mm、厚度至少為120mm，其沿建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向每隔50-60m設(shè)置一道，并且沿建筑結(jié)構(gòu)寬度方向貫通。

所述的平移層為聚四氟乙烯板。

所述的粘滯阻尼液為粘滯油脂。

所述緩沖層采用柔性輕質(zhì)聚酰亞胺泡沫材料。

一種可控式釋放超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)溫度和收縮應(yīng)力的施工方法，包括以下步驟：

1）定位確定混凝土連接板的放置位置，一般在距離端部支座梁的/-/板跨范圍，支模板綁扎混凝土主體樓板中鋼筋；

2）當(dāng)混凝土連接板為工廠預(yù)制時(shí)，支模放置混凝土連接板和輕質(zhì)柔性的緩沖層，緩沖層內(nèi)設(shè)置多個(gè)應(yīng)變傳感片，然后用鋼筋連接器連接混凝土主體樓板中的鋼筋與混凝土連接板中伸出的鋼筋，應(yīng)變傳感片能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)混凝土主體樓板與混凝土連接板之間的軸向或者徑向應(yīng)力，從而做到收縮力在有效控制范圍內(nèi)；

當(dāng)混凝土連接板為現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)，支模定位混凝土連接板中的彈簧鋼筋套管和鋼筋網(wǎng)，使彈簧鋼筋套管中伸出的鋼筋和混凝土主體樓板中的鋼筋通過(guò)螺栓連接器相連接，放置輕質(zhì)柔性的緩沖層，同時(shí)在彈簧鋼筋套管外側(cè)粘貼多個(gè)應(yīng)變傳感片，用于測(cè)量彈簧鋼筋套管的軸向或者徑向應(yīng)力以實(shí)時(shí)監(jiān)控成形過(guò)程中的收縮應(yīng)力；

3）澆筑混凝土主體樓板，當(dāng)混凝土連接板為現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)，亦同時(shí)澆筑；

4）達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，混凝土主體樓板先拆模板，混凝土連接板靠近緩沖層的上下端部表面相應(yīng)位置貼平移層；當(dāng)混凝土連接板為預(yù)制時(shí)此步驟混凝土連接板上的平移層已在工廠制作好；

5）待混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后，在混凝土連接板兩側(cè)混凝土主體樓板端部上下表面用螺栓連接設(shè)置鋼板抗剪切連接件，上表面用普通螺栓連接連接鋼板、下表面用高強(qiáng)螺栓連接承托鋼板，此時(shí)在連接鋼板、承托鋼板貼在平移層外側(cè)設(shè)有多個(gè)可移動(dòng)式溫度傳感器、以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平移層傳遞至混凝土連接板、鋼板抗剪連接件的溫度；

鋼板抗剪切連接件從混凝土主體樓板伸出端與平移層緊密貼合；

6）拆除混凝土連接板的支撐模板，施工結(jié)束。

本發(fā)明考慮溫度和收縮應(yīng)力的特點(diǎn)，在不影響水平梁板構(gòu)件傳遞彎矩、剪力的作用下，不但可以釋放水平構(gòu)件的部分軸向變形，達(dá)到減小超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)因溫度和收縮變形產(chǎn)生的約束應(yīng)力的目的，而且可實(shí)時(shí)監(jiān)控應(yīng)力大小以及溫度范圍，使整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)可控；可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（2010版）》的要求，在需要設(shè)置伸縮縫的位置（例如每隔55m）設(shè)置此結(jié)構(gòu)裝置，而不需要將結(jié)構(gòu)拆分為獨(dú)立的子單元，使結(jié)構(gòu)可以保持傳力的連續(xù)性和整體性。

在連接混凝土板和主體混凝土板之間主要是通過(guò)鋼板抗剪切連接件有效的傳遞水平梁板構(gòu)件的彎矩和剪力，另一方面，通過(guò)連接板中具有一定變形能力的彈簧鋼筋與兩側(cè)主體板中的縱筋相連，使鋼筋在整體上不間斷，保持傳力作用的連續(xù)性；同時(shí)在彈簧鋼筋套管外側(cè)粘貼多個(gè)應(yīng)變傳感片，用于測(cè)量彈簧鋼筋套管的軸向或者徑向應(yīng)力以實(shí)時(shí)監(jiān)控成形過(guò)程中的收縮應(yīng)力；

上部連接鋼板一端通過(guò)螺栓連接固定在主體混凝土板中，另一端與連接板上的平移層緊密貼合，形成自由滑動(dòng)端；下部連接鋼板起到承托混凝土連接板的作用，連接方式和上部鋼板相同，亦要傳遞彎矩、剪力和釋放軸力，但受力較為復(fù)雜，選用高強(qiáng)螺栓連接；此時(shí)在連接鋼板、承托鋼板貼在平移層外側(cè)設(shè)有多個(gè)可移動(dòng)式溫度傳感器、以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土連接板、鋼板抗剪連接件的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)，在出現(xiàn)問(wèn)題后及時(shí)采取相應(yīng)的措施，使溫度釋放在有效范圍內(nèi)；

在連接板與主體板之間設(shè)置柔性緩沖層，滿足連接板與主體板之間軸向相對(duì)變形的要求，柔性緩沖層內(nèi)設(shè)計(jì)多個(gè)內(nèi)部設(shè)有多個(gè)可測(cè)量混凝土主體樓板與混凝土連接板之間軸向或者徑向應(yīng)力的應(yīng)變傳感片，可實(shí)時(shí)監(jiān)控軸向或者徑向應(yīng)力，從而做到收縮力在有效控制范圍內(nèi)；

在滿足彎矩和剪力的傳力要求下，釋放水平約束變形，且具有耐摩擦、高壽命、構(gòu)造簡(jiǎn)單、便于施工的特性。

在施工方法上，具有施工步驟簡(jiǎn)單，操作便捷，同時(shí)，亦可以代替后澆帶，使混凝土結(jié)構(gòu)可一次澆筑成形。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

圖2為圖1的a-a向剖視圖；

圖3為混凝土連接板剖面示意圖；

圖4為彈簧鋼筋波紋管套筒示意；

圖5為結(jié)構(gòu)平面布置圖裝置位置示意。

圖中：1、混凝土主體樓板，2、混凝土連接板，3、鋼板抗剪切連接件，4、上層雙向鋼筋，5、下層雙向鋼筋，6、彈簧鋼筋套管，7、平移層，8、鋼筋網(wǎng)，9、波紋管，10、粘滯阻尼液，11、彈簧鋼筋，12、承托鋼板，13、連接鋼板，14、高強(qiáng)螺栓，15、普通螺栓，16、緩沖層，17、鋼筋連接器，18、混凝土墊層，19、應(yīng)變傳感片，20、溫度傳感器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3、圖4以及圖5所示，一種可控制式釋放超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)溫度和收縮應(yīng)力的裝置，它包括：兩側(cè)混凝土主體樓板1、混凝土連接板2以及鋼板抗剪連接件3；

所述的混凝土主體樓板1上下表面靠近端部100mm-150mm范圍內(nèi)各設(shè)置8-12mm厚的混凝土墊層18，并且在混凝土主體樓板1與混凝土連接板2間有厚30-40mm緩沖層16，在所述的緩沖層16內(nèi)部設(shè)有多個(gè)可測(cè)量混凝土主體樓板1與混凝土連接板2之間軸向或者徑向應(yīng)力的應(yīng)變傳感片19；

在所述的混凝土主體樓板1上下端位置端部增設(shè)鋼板剪力抗剪連接件3，所述的鋼板抗剪切連接件3分上下兩部分連接，所述鋼板上部分連接由連接鋼板13和普通螺栓15組成，所述鋼板下部分連接由承托鋼板12和高強(qiáng)螺栓14組成；所述連接鋼板13和承托鋼板12一側(cè)延伸至混凝土主體樓板1上表面混凝土墊層18位置、另一側(cè)延伸至混凝土連接板2上下表面平移層7位置；所述連接鋼板13和承托鋼板12在混凝土主體樓板1一側(cè)分別用普通螺栓15和高強(qiáng)螺栓14與混凝土主體樓板1連接，從而傳遞混凝土主體樓板1和混凝土連接板2間的剪力和彎矩；

其中，所述的混凝土連接板2、鋼板抗剪連接件3最外側(cè)設(shè)有多個(gè)可移動(dòng)式溫度傳感器20、以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)自平移層7傳遞至混凝土連接板2、鋼板抗剪連接件3的溫度；

如圖1、圖3及圖4所示，所述的混凝土連接板2包括彈簧鋼筋套管6、鋼筋網(wǎng)8、平移層7；所述的混凝土連接板2上下表面由端部向內(nèi)50mm的距離設(shè)置寬度為45-55mm平移層7，混凝土連接板2中沿其寬度方向布置彈簧鋼筋套管6，所述彈簧鋼筋套管6與混凝土主體樓板1中同長(zhǎng)度方向鋼筋位置對(duì)應(yīng)；

所述彈簧鋼筋套管6沿混凝土連接板2厚度方向上下設(shè)置兩道，所述鋼筋網(wǎng)8兩層分別放置在上部彈簧鋼筋套管6的上側(cè)和下部彈簧鋼筋套管6的下側(cè)；

如圖3和圖4所示，所述的彈簧鋼筋套管6由波紋管9、粘滯阻尼液10和彈簧鋼筋11組成；所述彈簧鋼筋套管6為直徑30mm-40mm的薄壁波紋管9、內(nèi)放置彈簧鋼筋11，彈簧鋼筋11伸出彈簧鋼筋套管6和混凝土連接板2并且以直線筋形式與混凝土主體樓板1中同位置鋼筋用螺栓連接器17與之相應(yīng)的上層雙向鋼筋4或下層雙向鋼筋5連接；其中，所述彈簧鋼筋11直徑為6mm或8mm，其周?chē)錆M粘滯阻尼液10；

在所述的彈簧鋼筋套管6外側(cè)設(shè)有多個(gè)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)力的應(yīng)變傳感片19。

所述混凝土連接板2寬度為300mm-500mm、厚度至少為120mm，其沿建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向每隔50-60m設(shè)置一道，并且沿建筑結(jié)構(gòu)寬度方向貫通。

所述的平移層7為聚四氟乙烯板。

所述的粘滯阻尼液10為粘滯油脂。

所述緩沖層16采用柔性輕質(zhì)聚酰亞胺泡沫材料。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種可控式釋放超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)溫度和收縮應(yīng)力的施工方法，包括以下步驟：

1）定位確定混凝土連接板2的放置位置，一般在距離端部支座梁的1/3-1/4板跨范圍，支模板綁扎混凝土主體樓板1中鋼筋；

2）當(dāng)混凝土連接板2為工廠預(yù)制時(shí)，支模放置混凝土連接板2和輕質(zhì)柔性的緩沖層16，緩沖層16內(nèi)設(shè)置多個(gè)應(yīng)變傳感片19，然后用鋼筋連接器17連接混凝土主體樓板1中的鋼筋與混凝土連接板2中伸出的鋼筋，應(yīng)變傳感片19能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)混凝土主體樓板1與混凝土連接板2之間的軸向或者徑向應(yīng)力，從而做到收縮力在有效控制范圍內(nèi)；

當(dāng)混凝土連接板2為現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)，支模定位混凝土連接板2中的彈簧鋼筋套管6和鋼筋網(wǎng)8，使彈簧鋼筋套管6中伸出的鋼筋和混凝土主體樓板1中的鋼筋通過(guò)螺栓連接器17相連接，放置輕質(zhì)柔性的緩沖層16，同時(shí)在彈簧鋼筋套管6外側(cè)粘貼多個(gè)應(yīng)變傳感片19，用于測(cè)量彈簧鋼筋套管6的軸向或者徑向應(yīng)力以實(shí)時(shí)監(jiān)控成形過(guò)程中的收縮應(yīng)力；

3）澆筑混凝土主體樓板1，當(dāng)混凝土連接板2為現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)，亦同時(shí)澆筑；

4）達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，混凝土主體樓板1先拆模板，混凝土連接板2靠近緩沖層16的上下端部表面相應(yīng)位置貼平移層7；當(dāng)混凝土連接板2為預(yù)制時(shí)此步驟混凝土連接板2上的平移層7已在工廠制作好；

5）待混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后，在混凝土連接板2兩側(cè)混凝土主體樓板1端部上下表面用螺栓連接設(shè)置鋼板抗剪切連接件3，上表面用普通螺栓15連接連接鋼板13、下表面用高強(qiáng)螺栓14連接承托鋼板12，此時(shí)在連接鋼板13、承托鋼板12貼在平移層7的外側(cè)設(shè)有多個(gè)可移動(dòng)式溫度傳感器20、以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土連接板2、鋼板抗剪連接件3的溫度；

鋼板抗剪切連接件3從混凝土主體樓板1伸出端與平移層7緊密貼合；

6）拆除混凝土連接板2的支撐模板，施工結(jié)束。

本發(fā)明考慮溫度和收縮應(yīng)力的特點(diǎn)，在不影響水平梁板構(gòu)件傳遞彎矩、剪力的作用下，不但可以釋放水平構(gòu)件的部分軸向變形，達(dá)到減小超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)因溫度和收縮變形產(chǎn)生的約束應(yīng)力的目的，而且可實(shí)時(shí)監(jiān)控應(yīng)力大小以及溫度范圍，使整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)可控；可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（2010版）》的要求，在需要設(shè)置伸縮縫的位置（例如每隔55m）設(shè)置此結(jié)構(gòu)裝置，而不需要將結(jié)構(gòu)拆分為獨(dú)立的子單元，使結(jié)構(gòu)可以保持傳力的連續(xù)性和整體性。

在連接混凝土連接板2和主體混凝土板1之間主要是通過(guò)鋼板抗剪切連接件3有效的傳遞水平梁板構(gòu)件的彎矩和剪力，另一方面，通過(guò)混凝土連接板2中具有一定變形能力的彈簧鋼筋11與兩側(cè)主體板中的縱筋相連，使鋼筋在整體上不間斷，保持傳力作用的連續(xù)性；同時(shí)在彈簧鋼筋套管外側(cè)粘貼多個(gè)應(yīng)變傳感片，用于測(cè)量彈簧鋼筋套管的軸向或者徑向應(yīng)力以實(shí)時(shí)監(jiān)控成形過(guò)程中的收縮應(yīng)力；

上部連接鋼板13一端通過(guò)螺栓連接固定在主體混凝土樓板1中，另一端與混凝土連接板2上的平移層7緊密貼合，形成自由滑動(dòng)端；下部承托鋼板12起到承托混凝土連接板2的作用，連接方式和上部鋼板相同，亦要傳遞彎矩、剪力和釋放軸力，但受力較為復(fù)雜，選用高強(qiáng)螺栓連接；此時(shí)在連接鋼板13、承托鋼板12貼在平移層外側(cè)設(shè)有多個(gè)可移動(dòng)式溫度傳感器、以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)自平移層7傳遞至混凝土連接板2、鋼板抗剪連接件3的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)，在出現(xiàn)問(wèn)題后及時(shí)采取相應(yīng)的措施，使溫度釋放在有效范圍內(nèi)；

在混凝土連接板2與主體混凝土板1之間設(shè)置柔性緩沖層16，滿足連接板與主體板之間軸向相對(duì)變形的要求，柔性緩沖層16內(nèi)設(shè)計(jì)多個(gè)內(nèi)部設(shè)有多個(gè)可測(cè)量混凝土主體樓板1與混凝土連接板2之間軸向或者徑向應(yīng)力的應(yīng)變傳感片19，可實(shí)時(shí)監(jiān)控軸向或者徑向應(yīng)力，從而做到收縮力在有效控制范圍內(nèi)；

在滿足彎矩和剪力的傳力要求下，釋放水平約束變形，且具有耐摩擦、高壽命、構(gòu)造簡(jiǎn)單、便于施工的特性。

在施工方法上，具有施工步驟簡(jiǎn)單，操作便捷，同時(shí)，亦可以代替后澆帶，使混凝土結(jié)構(gòu)可一次澆筑成形。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。