工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型及混凝土裂縫處理方法

楊鵬飛 羅彬瑞

摘要：近年來，隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，各個(gè)工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模日進(jìn)擴(kuò)大，工業(yè)廠房建設(shè)已然成為了很多工業(yè)企業(yè)的重點(diǎn)性工作，可以給生產(chǎn)作業(yè)的進(jìn)行提供切實(shí)的保障。但工業(yè)建筑與常規(guī)的民用建筑有所不同，其在項(xiàng)目實(shí)施的過程中，除了要重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型，更要加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使得工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)能夠滿足相應(yīng)的生產(chǎn)需求。基于此，本文重點(diǎn)分析了工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型的相關(guān)要點(diǎn)，并提出了相應(yīng)的混凝土裂縫處理方法，對提高工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)性能有著一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)選型;混凝土裂縫;處理方法

近年來，伴隨著工業(yè)行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，各個(gè)工業(yè)企業(yè)越來越重視工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)選型，在當(dāng)下的發(fā)展條件下，工業(yè)建筑表現(xiàn)出大跨度、窄尺寸截面等結(jié)構(gòu)特性，這些條件使得工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中問題十分突出，增大了建筑中結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)頻次，如果工業(yè)建筑中缺乏對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)裂縫關(guān)注，勢必會(huì)引起工業(yè)建筑嚴(yán)重的問題，影響正常的生長作業(yè)實(shí)施。因此，在組織各類工業(yè)建筑的興建時(shí)，需結(jié)合現(xiàn)實(shí)要求來進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型，針對可能引發(fā)裂縫的原因，來采取相應(yīng)的裂縫預(yù)防和處理方式。

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型分析

1結(jié)構(gòu)型式的選擇

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選型與工業(yè)生產(chǎn)有著直接的關(guān)系，為提高整體的設(shè)計(jì)質(zhì)量，往往需考慮諸多的因素，比如，橫向跨度、接觸物料屬性、結(jié)構(gòu)沉降等因素，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全面優(yōu)化?？傊?，為盡可能保障結(jié)構(gòu)選型的合理性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解全面的信息，在掌握了建筑規(guī)模、建筑用途、現(xiàn)場環(huán)境情況、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等各種信息的基礎(chǔ)上，選擇最為恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)型式，使得最終所選擇的結(jié)構(gòu)符合受力均勻性和穩(wěn)定性要求。當(dāng)設(shè)計(jì)人員在確定了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系后，就可對結(jié)構(gòu)體系中的各個(gè)構(gòu)件加以優(yōu)化，保障梁、柱等尺寸的科學(xué)性和合理性。

1.2模架選擇

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型的過程中，同樣要注重模架的選擇，在選擇過程中，應(yīng)結(jié)合梁的跨度，綜合結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)等各種因素，保障模架類型的合理性、尺寸的合規(guī)性。為全面提高結(jié)構(gòu)可靠性，往往采用的是全跨結(jié)構(gòu)，前期的設(shè)計(jì)工作中，首先要了解關(guān)于模架的拆除要求，只有當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 80%以后，才能夠組織相關(guān)人員來進(jìn)行模架的拆除作業(yè)

[1]。整個(gè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行中，設(shè)計(jì)人員必須要嚴(yán)格根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，來進(jìn)行結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的處理，比如，針對混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫，在此階段就應(yīng)該采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)工藝來加以優(yōu)化，結(jié)合總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)可能引發(fā)裂縫的原因，來采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防和控制措施。此外，選型和設(shè)計(jì)工作中，同樣要采取一定的措施來提升各個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度，可以以建筑結(jié)構(gòu)、規(guī)模和受力情況等作為依據(jù)，對構(gòu)件配筋和截面加以適當(dāng)調(diào)整，在這些調(diào)整基礎(chǔ)上，使得整體結(jié)構(gòu)的抗彎強(qiáng)度得以增強(qiáng)。當(dāng)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的自重偏大或者結(jié)構(gòu)尺寸偏長的情況下，在特定的結(jié)構(gòu)位置處進(jìn)行伸縮縫的科學(xué)設(shè)計(jì)，發(fā)揮伸縮縫在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的作用。

1.3結(jié)構(gòu)功能

結(jié)構(gòu)功能同樣是工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型中需考慮的重點(diǎn)方面，從這個(gè)角度來看，除了要進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體功能的考慮，更要符合外觀設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，使得結(jié)構(gòu)材料可以與總體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求相一致。在最初的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型時(shí)，專業(yè)設(shè)計(jì)人員必須要嚴(yán)格根據(jù)建筑受力的具體情況，考慮工業(yè)建筑的耐久性，使得最終的選型方案可以符合功能最大化、實(shí)用性最強(qiáng)的要求。設(shè)計(jì)工作一般要在充足的前期資料下開展，還需要進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，根據(jù)計(jì)算和分析來得到建筑結(jié)構(gòu)正常使用的極限狀態(tài)、承載力極限狀態(tài)，如果工業(yè)建筑采用的是混凝土結(jié)構(gòu)，環(huán)境條件和建筑功能都會(huì)影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能，也是決定混凝土裂縫出現(xiàn)幾率、裂縫寬度的直接原因，因此，應(yīng)結(jié)合建筑的功能，來進(jìn)行各個(gè)方面的設(shè)計(jì)工作優(yōu)化，提升結(jié)構(gòu)功能 [2]。

工業(yè)建筑混凝土裂縫處理方法

1工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及裂縫分析

工業(yè)建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制方面，為保障混凝土結(jié)構(gòu)良好的性能，需首先從結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)原因出發(fā)，采取有針對性的預(yù)防策略。通常情況下，根據(jù)對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)混凝土裂縫的分析，可能是由以下因素所導(dǎo)致：（1）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度偏小，當(dāng)受到了巨大的外部荷載作用力的情況下，勢必會(huì)出現(xiàn)或大或小的裂縫;（2）溫度因素所引起，因?yàn)樵跍夭钶^大的情況下，混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力過大，應(yīng)力集中加劇了裂縫的產(chǎn)生;（3）巨大的地震作用力下，混凝土裂縫也較為常見 [3]。針對由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足所引發(fā)的裂，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)采取恰當(dāng)?shù)拇胧﹣磉m當(dāng)提高結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中所涉及的鋼筋選型、混凝土等級選型等加以科學(xué)計(jì)算，計(jì)算工作進(jìn)行時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)橫截面的受拉、受壓公式，得出斜裂縫可能發(fā)生的位置和大小。在外荷載作用力的計(jì)算方面，為保障結(jié)算結(jié)果的可靠性，應(yīng)給外荷載選取一個(gè)放大的計(jì)算系數(shù)，比如，1.3或者

1.5，以通過這種方式來盡可能避免裂縫問題。針對溫度問題所引起的混凝土裂縫，在混凝土的澆筑作業(yè)開展時(shí)，應(yīng)根據(jù)施工天氣的具體變化，來選定最佳的澆筑時(shí)間，一旦外部溫度達(dá)到了 30℃以上，一般不能在此環(huán)境溫度條件下進(jìn)行澆筑作業(yè)。因?yàn)楫?dāng)澆筑溫度過高的情況下，混凝土外部的溫度無法及時(shí)釋放出來，勢必會(huì)引起混凝土的體積膨脹，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)性能不佳。針對地震作用力所導(dǎo)致的裂縫，一般要在混凝土施工作業(yè)的進(jìn)行過程中，根據(jù)前期的勘察數(shù)據(jù)和結(jié)果，適當(dāng)增大荷載取值系數(shù)，尤其是在地震災(zāi)害出現(xiàn)相對頻繁的地區(qū)，一般要以抗震等級來進(jìn)行荷載確定。

2.3混凝土材料控制

混凝土的水熱化特性，往往會(huì)導(dǎo)致混凝土的性能問題，因?yàn)楫?dāng)水熱化問題嚴(yán)重時(shí)，混凝土內(nèi)外部的溫差偏大，也就導(dǎo)致混凝土澆筑成型的穩(wěn)定性不足。一旦混凝土中所采用的水泥有著較大的收縮特性，混凝土裂縫的出現(xiàn)將比較頻繁，施工作業(yè)中應(yīng)注意對水泥的選擇，并控制水泥用量。此外，為了有效減小混凝土氯離子對鋼筋的銹蝕，應(yīng)將混凝土中的氯離子含量控制在合理的范圍內(nèi)。在鋼筋的配置環(huán)節(jié)，必須要嚴(yán)格根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范來開展，保障混凝土結(jié)構(gòu)中受拉鋼筋配筋率、鋼筋等級的合理性。因?yàn)楣I(yè)建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)模龐大，整個(gè)的結(jié)構(gòu)選型和設(shè)計(jì)中，每個(gè)構(gòu)件都呈現(xiàn)出自身獨(dú)特的受力狀態(tài)，需對構(gòu)造筋的位置加以適當(dāng)調(diào)整，在可能的條件下，使得鋼筋承受一定的拉應(yīng)力，以實(shí)現(xiàn)對裂縫的預(yù)防和控制 [4]。如果在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了一定的混凝土裂縫，應(yīng)立即組織專人對表面裂縫加以填充和涂抹，對于一些小且淺的裂縫，涂抹方式雖然有一定的效果，但是其處理效果卻并不能達(dá)到預(yù)期。填充法下的裂縫處理中，一般要借助于專門的材料來進(jìn)行，適用于大寬度、大深度的裂縫。

結(jié)束語：

針對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)中裂縫頻發(fā)的問題，專業(yè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)和要求，做好選型和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，采取恰當(dāng)?shù)牧芽p預(yù)防和控制對策，全面提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性，發(fā)揮工業(yè)建筑在生產(chǎn)中的突出作用。

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[4]邢煥森 .分析工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型及混凝土裂縫處理 [J].中外企業(yè)家，2019，643（17）：143.