随着城市建设的加快,土地资源紧张,土地成本在建设工程中越来越高,结构在向地上发展的同时,也在加速向下发展,开发地下空间。地下空间由于使用功能的需求,往往相互联通。在两个方向均超过了《混凝土结构设计规范》规定的伸缩缝间距,形成了双向超长结构,该类结构多为框架结构。上部结构常建有多高层独栋或者多栋塔楼(通常为剪力墙结构),自然形成了带塔楼的双向超长结构,比如大型的小区,商业综合体等。由于防水等使用功能的要求,该类结构在地下空间往往不设置结构伸缩缝。在结构降温和混凝土自收缩(后文简称综合降温)的作用下,在该类结构构件中会产生较大的拉应力甚至导致结构开裂。因此,对该类结构在温度和混凝土自收缩作用下的应力分布规律和抗裂措施进行研究,具有重要的工程应用价值。本文以长沙中建·梅溪湖项目为研究背景,基于有限元软件Sap2000,对不带塔楼的规则双向超长结构、独立塔楼(无裙楼,下同)、独立塔楼位于双向超长结构端部或中部、带有22栋塔楼的双向超长结构(塔楼均为剪力墙结构,双向超长结构均为框架结构)进行了有限元模拟分析。分别研究了每个结构的变形和内力分布规律。然后对比带塔楼的双向超长结构与不带塔楼的双向超长结构的变形与内力,对比带塔楼的双向超长结构与独立塔楼的变形与内力。最后,对长沙中建·梅溪湖项目的裂缝控制措施进行了模拟分析,并提出了裂缝控制建议措施。通过本文研究得出如下结论:(1)独立塔楼在降温作用下的水平方向温度应力主要集中于剪力墙与基础相连部位和剪力墙与一层楼板相连接部位,楼板的变形与水平应力内力主要集中于一、二层。(2)当塔楼布置于超长结构端部时,与无塔楼的双向超长结构相比(本段后文均与塔楼双向超长结构相比),塔楼相较于框架柱有很大的抗侧刚度,双向超长结构变形不动点会向塔楼移动,明显减小塔楼附近大底盘框架侧向位移,少量增加双向超长结构远端的柱顶位移。增加整个框架梁和板的内力,同时减小塔楼附近的框架柱内力。框架大底盘对塔楼的影响区域主要集中于大底盘屋面层与塔楼相交部位,塔楼剪力墙的底部的水平拉应力最大,为最容易开裂区域。(3)独立塔楼布置于结构中部时,塔楼对双向超长结构的影响不大。塔楼会增加与其相连两跨以内的梁端弯矩,楼板纵向应力最大值,位于塔楼横向两侧,楼板横向应力最大值位于塔楼纵向两侧,双向超长结构对剪力墙的影响很小。(4)塔楼在双向超长结构以上部位的楼层层数对双向超长结构的温度应力影响不大,当塔楼超出双向超长结构4层时,可忽略塔楼层数改变对结构温度应力的影响。(5)双向超长结构在布置塔楼以后,柱顶位移和柱端弯矩大幅降低。由多塔楼围成区域内部的楼板应力会大幅度增加。通过合理布置后浇带与凹槽缝,可对双向超长结构的裂缝进行有效控制。凹槽缝可明显减小结构温度应力,用其对结构进行裂缝控制时,宜尽量贯穿整个超长结构,以避免凹槽缝端部应力集中。带多塔楼的双向超长结构中,塔楼之间的大底盘拉应力较大,宜用后浇带与凹槽缝分割,以释放混凝土收缩和温度应力。在由凹槽缝划分双向超长结构形成的子单元中,塔楼宜处于子单元中部,以减小子单元的温度应力。