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

費(fèi)洋

摘 要：工業(yè)建筑中出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題對(duì)結(jié)構(gòu)具有的安全性能及其耐久性都會(huì)在某種程度上產(chǎn)生不利影響，對(duì)此筆者依據(jù)自身多年經(jīng)驗(yàn)對(duì)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)選型及其裂縫存在的聯(lián)系進(jìn)行了研究，并提出了相應(yīng)的解決措施，旨在可以進(jìn)一步促使工業(yè)建筑的不斷進(jìn)步，提供給相關(guān)人士，供以借鑒。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；裂縫處理

通常情況下，不管是對(duì)于工業(yè)建筑來(lái)說(shuō)，還是就民用建筑而言大部分的問(wèn)題都來(lái)源于結(jié)構(gòu)裂縫。隨著當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的日益發(fā)展下，建筑結(jié)構(gòu)有著較大的跨度，促使高度可以更高的方向前進(jìn)，這些存在的因素都會(huì)面臨著更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，進(jìn)而致使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的情況頻繁發(fā)生。就工業(yè)建筑而言，裂縫控制在實(shí)際開(kāi)展施工及其后期維護(hù)方面成為了關(guān)鍵所在。由于裂縫的產(chǎn)生，這樣會(huì)對(duì)工程整體水平帶來(lái)不利影響，同時(shí)也對(duì)工廠在具體安全性中帶來(lái)安全的隱患。這樣就要求相關(guān)人員需要對(duì)每一個(gè)流程做好科學(xué)的控制，只有這樣才能夠確保工程的整體水平。

1 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型分析

通常情況下，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型涵蓋了較多的因素，比如結(jié)構(gòu)跨度、相關(guān)橫截面積等，所以相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要依據(jù)建筑的具體功能，無(wú)論是在結(jié)構(gòu)參數(shù)還是在外荷載大小的狀況下在某種程度上對(duì)結(jié)構(gòu)的受力系統(tǒng)做好科學(xué)的選擇，例如選擇框架結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)等。當(dāng)結(jié)構(gòu)提系統(tǒng)進(jìn)行確定以后，相關(guān)人員需要對(duì)相關(guān)方案來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)梁、柱等位置做好科學(xué)的確定，與此同時(shí)需要對(duì)截面尺寸及其混凝土的各項(xiàng)等級(jí)做好科學(xué)的計(jì)算。就高度比較大的工業(yè)建筑而言，應(yīng)當(dāng)最大程度使用預(yù)應(yīng)力混凝土當(dāng)作相應(yīng)的梁結(jié)構(gòu)，并且對(duì)于棚架、棚蓋等相關(guān)材料最大程度選擇質(zhì)量不重的材料，這樣做的目的是減少對(duì)衡量豎向的荷載情況，進(jìn)而避免裂縫的出現(xiàn)。

不僅僅如此，相關(guān)單位在腳手架選型方面，應(yīng)根據(jù)梁身跨度設(shè)置滿堂架，并且在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的百分之八十之后方可拆除腳手架。裂縫控制應(yīng)提前進(jìn)行預(yù)防，無(wú)論施工單位還是設(shè)計(jì)單位都應(yīng)對(duì)裂縫控制進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，在工程造價(jià)允許的情況下，應(yīng)盡量提高混凝土等級(jí)及受力主筋的等級(jí)。設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)主要以結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度對(duì)裂縫進(jìn)行控制，提高結(jié)構(gòu)受拉面的鋼筋配筋量，讓結(jié)構(gòu)的受彎強(qiáng)度變大。如果結(jié)構(gòu)的自身重量較大或其他原因無(wú)法避免裂縫的產(chǎn)生時(shí)，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)置伸縮縫或施工縫，允許結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的變形，降低結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的損壞。前期設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)及功能設(shè)計(jì)，是指在建筑結(jié)構(gòu)施工之前對(duì)結(jié)構(gòu)的整體功能與外表概念進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)劃，具體到結(jié)構(gòu)上就是結(jié)構(gòu)的尺寸、材料以及強(qiáng)度設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)的功能設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的先導(dǎo)，只有概念設(shè)計(jì)滿足了功能需要，才能保證工業(yè)建筑的存在意義。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的服務(wù)年限、結(jié)構(gòu)的人文環(huán)境、結(jié)構(gòu)的地理位置等等進(jìn)行綜合考慮，并結(jié)合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性設(shè)計(jì)出功能最大化、概念最創(chuàng)新的建筑。另外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用數(shù)值模擬軟件對(duì)結(jié)構(gòu)的可靠度進(jìn)行分析。根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布規(guī)律進(jìn)行分析，描繪出結(jié)構(gòu)的水平及豎向位移變化規(guī)律，然后根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行計(jì)算，得出最大裂縫出現(xiàn)的位置以及尺寸。

相關(guān)人員在對(duì)工業(yè)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要符合極限承載力及其相關(guān)需要，而對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，無(wú)論是裂縫寬度還是環(huán)境等方面存在著息息相關(guān)的聯(lián)系。就等級(jí)不高的混凝土而言，在桿件內(nèi)力滿足相關(guān)需要30%的情況下，很容易出現(xiàn)裂縫的情況，而且允許誤差控制在為0.05mm～0.1mm的范圍內(nèi)，這種裂縫寬度會(huì)在某種程度上對(duì)荷載承載能力帶來(lái)較大的影響。

2 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及裂縫分析

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的原因大致可分為三種：第一種，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠時(shí)，在外部荷載作用下產(chǎn)生裂縫；第二種，結(jié)構(gòu)溫度引起的內(nèi)力過(guò)大造成的應(yīng)力集中，造成裂縫發(fā)生；第三種，結(jié)構(gòu)在地震震動(dòng)下產(chǎn)生裂縫。對(duì)于第一種情況來(lái)說(shuō)，應(yīng)提高結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度，對(duì)鋼筋選型、混凝土等級(jí)選型重新進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)結(jié)構(gòu)橫截面受拉。受壓公式計(jì)算出斜裂縫可能出現(xiàn)的位置以及尺寸。同時(shí)，在計(jì)算外荷載時(shí)，應(yīng)對(duì)外荷載的計(jì)算選取一個(gè)放大系數(shù)，系數(shù)通常選擇為1.3、1.5等等，避免荷載在特殊情況下變大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生意外裂縫。對(duì)于第二種，混凝土在澆筑時(shí)，應(yīng)根據(jù)天氣溫度判斷施工時(shí)間，若外界溫度超過(guò)30度時(shí)，不宜澆筑混凝土。因?yàn)?，溫度過(guò)高，澆筑混凝土過(guò)程中，產(chǎn)生的溫度不能很好地釋放，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生膨脹，從而產(chǎn)生空隙，影響混凝土結(jié)構(gòu)的成品質(zhì)量。對(duì)于第三種情況，應(yīng)根據(jù)地勘資料，增大荷載取值系數(shù)。在地震頻繁的地區(qū)，應(yīng)按照抗震設(shè)防等級(jí)確定荷載取值。為了增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可以在不改變結(jié)構(gòu)形式的情況下進(jìn)行加固，例如在結(jié)構(gòu)梁設(shè)置輔助立柱、在橫梁上部假設(shè)鋼桁架等等。另外，在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫時(shí)，可以在裂縫位置設(shè)置固定腳手架對(duì)其重新澆筑混凝土。

3 混凝土材料控制

通常情況下，混凝土出現(xiàn)色水熱化情況會(huì)在實(shí)際澆筑的時(shí)候釋放出較多的熱量產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)水熱化系數(shù)在不低的情況下，那么澆筑得到的構(gòu)件性能處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。倘若水泥有著較高的收縮性，那么就會(huì)慢慢發(fā)生裂縫的情況，并對(duì)鋼筋產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力帶來(lái)不利影響。不僅僅如此，為了減少混凝土里面具有的氯離子對(duì)鋼筋帶來(lái)不利影響，相關(guān)人員需要對(duì)混凝土里面含有的氯離子含量加以控制。相關(guān)人員在對(duì)鋼筋進(jìn)行配置的過(guò)程中，需要依據(jù)具體規(guī)范實(shí)施，并符合相關(guān)等級(jí)需要。對(duì)于受力狀態(tài)不同的構(gòu)件來(lái)說(shuō)，相關(guān)人員需要對(duì)結(jié)構(gòu)里面的構(gòu)造筋位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，最大程度促使鋼筋能夠承受拉應(yīng)力，減少裂縫產(chǎn)生的概率。當(dāng)裂縫產(chǎn)生的情況下，就需要對(duì)表面裂縫做好適當(dāng)?shù)耐磕?。進(jìn)行涂抹的目的是對(duì)于裂縫不大的地方較為合適，并且混凝土不能進(jìn)入到裂縫的深入地方，這樣無(wú)法對(duì)裂縫的控制產(chǎn)生較高的效果。除此之外，混凝土在實(shí)際養(yǎng)護(hù)的時(shí)候需要使用草杉、濕棉布等相關(guān)材料，接著再通過(guò)灑水的方式對(duì)這些材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，然而在施工現(xiàn)場(chǎng)中經(jīng)常會(huì)在構(gòu)件上面直接灑水。這種情況無(wú)法在構(gòu)件上面形成相應(yīng)的水膜，不會(huì)有著較好的養(yǎng)護(hù)效果。所以，在炎熱的氣候下，需要在上面采取覆蓋遮擋物的方式及其吸水物的手段來(lái)對(duì)構(gòu)件做好相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工作。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上內(nèi)容的論述，可以得知：工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)需要依據(jù)具體性能才能夠確定科學(xué)的結(jié)構(gòu)模式，為了減少裂縫的產(chǎn)生，對(duì)任何一個(gè)構(gòu)件的實(shí)際狀況及其變形做好科學(xué)的計(jì)算，與此同時(shí)也確保工程造價(jià)具有科學(xué)性。本文筆者依據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)，提出合理化建議，提供給相關(guān)人士，供以借鑒。

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