高性能混凝土是具有高质量和高耐久性的混凝土，其应具备四个方面的特征：即高强度、高耐久性、高体积稳定性和高工艺性。混凝土强度对结构来说是最基本的性能要求。对强度等级要求多高，则应根据结构的需要而定，满足安全、经济、实用、美观的要求。高强度的含义不仅指混凝性的强度等级，还应扩展为混凝土的强度质量。混凝土的强度质量除混凝土的强度等级外，还应包括强度的分散性要小．混凝土的韧性要好，后期强度增长要稳定，也不要用超强度来满足混凝土强度的设计等级。
耐久性好的混凝土必须是密实性好、抗渗性好、抗碳化能力强、抗腐蚀能力强。满足结构使用性能的各种要求。从使用年限来说，应大于结构设计基准期50年的要求。混凝土的体积稳定性直接影响结构的受力性能，严重者会影响结构的安全．
混凝土的体积稳定性可分成三类，一类是混凝土在凝结过程中发生的体积变形，总称为收缩变形：另一类是混凝土在承受荷载后发知的体积变形，如弹性变形、徐变变形等；还有一类是混凝土在温度作用下的体积变形，称为温度变形．收缩变形是混凝土的一种固有特性，不均匀收缩会使混凝土产生内应力，产生裂缝，降低混凝土强度和耐久性。减小收缩主要应从减少用水量、减少水泥浆用量、提高混凝土的密实性解决。徐变是混凝土的另一个重要特性。即混凝土在一个定值荷载作用下，产生随时间增长变形增加的现象称为徐变，徐变变形会改变结构中的内力，有时产生对结构不利的变形，影响结构的安全。减少徐变的主要办法有：提高混凝土的强度，降低混凝土的使用应力，减少混凝土中的水泥浆含量，不要过早使混凝土承受使用荷载等．弹性变形是所有结构材料共有的特性，混凝土在受力后产生的弹性变形比较大．要使弹性变形小，就是提高混凝土的弹性模量。混凝土的弹性模量仅为钢材的1／8’1／6，提高混凝土弹性模量的办法有：提高混凝土的强度，采用弹性模量高的集料，改善混凝土的级配，提高混凝土密实度。混凝土的温度变形分两类，一类是和一般结构材料一样，在承受温度变形时，由于材料热胀冷缩的物理现象发生胀缩，所产生的热胀冷缩变形如受到约束时，结构中产生内应力．使结构产生裂缝，甚至破坏．另一类是混凝土在水化过程中，由于混凝土的体积较大，内部和外部的温差较大，产生内应力而产生裂缝。所以对大体积混凝土，受温度影响比较敏感的结构，施工中必须谨慎从事，防止温度对建筑物的破坏作用．
混凝土的工艺性包括对拌和、运输、浇灌、振实等各道操作工序的要求，在施工过程中不产生离析、质量稳定、施工完成后的混凝土密实、匀质、平整、表面光洁。超长无缝建筑设计是指建筑物的长度超过规范规定的设置温度伸缩缝或防震缝的最大长度，而不设置任何形式的永久缝的结构设计。对建筑物实施超长无缝设计可以满足建筑物的使用功能和整个建筑立面的连续性与装饰风格的要求；可以克服设置变形缝可能带来的变形跟踪性、耐久性、耐火性、水密性、施工性和维修性等方面产生的问题和引起的建筑物的缺陷：采用超长结构无缝设计还可以避免变形缝之间的结构单元因IN,b与质心不重合而引起的超过规范规定值要求的扭转破坏效应；同时，可以避免给机电专业(风、水、电)的管线布置带来的困难，使其灵活布线，不受水平和竖向位置的影响：最后，为放宽现行规范中有关钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的限值和今后修订规范的有关条款提供有参考价值的工程理论分析和行之有效的各项设计与技术措施。超长建筑无缝设计是突破现有规范有关规定的超限行为，在此基础上，为了实现建筑专业在使用功能上的大空间的要求，需对建筑物中部地面以上多层竖向构件进行托换，这将给超长结构的裂缝控制和建筑物的变形控制带来许多不利影响。此时，防止超长建筑开裂的特殊处理手段和有针对性的工程质量保证措施就显得尤为重要，其目的是要保证超长托换建筑不会产生任何形式的不利于建筑物正常使用的有害裂缝，保证建筑结构的安全。通过高性能混凝土技术和预应力技术的充分应用，可以有效的保证超长建筑预应力双向托换结构的安全和受力合理，并能在设计使用期内发挥应有的作用。
二、工程概况
水科院科研综合楼工程位于海淀区复兴路甲一号，由A、B、C、D四座单体组成。是以办公科研教育用房为主，含有少量商业服务、客房的综合性建筑。其中A座工程结构型式为底部带转换层的钢筋混凝土框架一剪力墙体系，基础型式为梁板式筏形基础。地下三层，地上十二层，局部九层；地面部分长75．6m，宽42．0m，檐口标高44．7m(见图2—1，图2-2)，总建筑面积为52828m2，人防部分建筑面积为5014m2，位于地下三层，战时为6级物资库，平时功能为机械式立体停车库。该工程安全等级为二级，设计使用年限为50年，建筑耐火等级为一级；抗震设防烈度为8。，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0．209，抗震设防类别为丙类，框架按二级抗震等级设计，框支框架及剪力墙按一级抗震等级设计．该工程基础持力层部分为砾岩，部分为粘土岩，其地基承载力标准值为fka=300kPa。该建筑场地土类型为中硬场地土，场地类别为II类。地基基础设计等级为乙级，基础梁按三级抗震等级设计。三、超长转换结构的设计
3．1超长转换结构体系选择
转换结构构件主要可采用梁、桁架、空腹桁架、箱形结构、斜撑、厚板等六种基本形式。根据本工程的具体情况，主要对梁式转换和箱形结构进行了分析比较。梁式转换形式设计计算方法和具体构造做法技术比较成熟，而且已有许多成功的实例。在采用梁式转换时，可以尽量做到框支梁直接承托上部的框架柱，不出现二次转换为佳。但由于层高有限，使得梁式转换结构的转换跨度受到一定的限制。箱形转换形式可以利用楼层之间的有限厚度的楼板和转换梁的组合达到一种相对较大刚度和承载力的转换结构。在箱形梁腹板中可以选择适当位置开设管道和人员通行孔洞，以充分利用空间。箱形梁上下翼板(楼板)厚度应根据楼板厚度和荷载情况综合确定，根据受压和受拉面的不同，厚度可以有所区别。经过分析，为了与整栋建筑物的结构体系相协调，同时，考虑到建筑物的长度75．6m已超出GB50010-2002中钢筋混凝土结构设置伸缩缝最大间距45I矿一55m的规定，但建筑物的立面不允许设置任何形式的永久缝，所以对本建筑物实施了超长结构无缝设计的特殊设计和施工技术措施，本工程最后选择了广义的箱形梁结构转换形式。
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