論工業建筑結構設計選型及混凝土裂縫處理

費洋

摘 要：工業建筑中出現的裂縫問題對結構具有的安全性能及其耐久性都會在某種程度上產生不利影響，對此筆者依據自身多年經驗對工業建筑結構選型及其裂縫存在的聯系進行了研究，并提出了相應的解決措施，旨在可以進一步促使工業建筑的不斷進步，提供給相關人士，供以借鑒。

關鍵詞：工業建筑；結構設計；裂縫處理

通常情況下，不管是對于工業建筑來說，還是就民用建筑而言大部分的問題都來源于結構裂縫。隨著當前我國經濟水平的日益發展下，建筑結構有著較大的跨度，促使高度可以更高的方向前進，這些存在的因素都會面臨著更嚴峻的挑戰，進而致使結構出現裂縫的情況頻繁發生。就工業建筑而言，裂縫控制在實際開展施工及其后期維護方面成為了關鍵所在。由于裂縫的產生，這樣會對工程整體水平帶來不利影響，同時也對工廠在具體安全性中帶來安全的隱患。這樣就要求相關人員需要對每一個流程做好科學的控制，只有這樣才能夠確保工程的整體水平。

1 工業建筑結構設計選型分析

通常情況下，工業建筑結構設計選型涵蓋了較多的因素，比如結構跨度、相關橫截面積等，所以相關設計人員需要依據建筑的具體功能，無論是在結構參數還是在外荷載大小的狀況下在某種程度上對結構的受力系統做好科學的選擇，例如選擇框架結構、桁架結構等。當結構提系統進行確定以后，相關人員需要對相關方案來對結構梁、柱等位置做好科學的確定，與此同時需要對截面尺寸及其混凝土的各項等級做好科學的計算。就高度比較大的工業建筑而言，應當最大程度使用預應力混凝土當作相應的梁結構，并且對于棚架、棚蓋等相關材料最大程度選擇質量不重的材料，這樣做的目的是減少對衡量豎向的荷載情況，進而避免裂縫的出現。

不僅僅如此，相關單位在腳手架選型方面，應根據梁身跨度設置滿堂架，并且在混凝土達到設計強度的百分之八十之后方可拆除腳手架。裂縫控制應提前進行預防，無論施工單位還是設計單位都應對裂縫控制進行嚴格把關，在工程造價允許的情況下，應盡量提高混凝土等級及受力主筋的等級。設計單位在設計時，應主要以結構的強度對裂縫進行控制，提高結構受拉面的鋼筋配筋量，讓結構的受彎強度變大。如果結構的自身重量較大或其他原因無法避免裂縫的產生時，應在結構設置伸縮縫或施工縫，允許結構發生一定的變形，降低結構內部應力對結構的損壞。前期設計包括結構概念設計及功能設計，是指在建筑結構施工之前對結構的整體功能與外表概念進行設計與規劃，具體到結構上就是結構的尺寸、材料以及強度設計。結構的功能設計是結構設計的先導，只有概念設計滿足了功能需要，才能保證工業建筑的存在意義。因此，在結構設計時，應對結構的服務年限、結構的人文環境、結構的地理位置等等進行綜合考慮，并結合結構的力學特性設計出功能最大化、概念最創新的建筑。另外，在結構設計時，應采用數值模擬軟件對結構的可靠度進行分析。根據結構的設計荷載對結構的應力分布規律進行分析，描繪出結構的水平及豎向位移變化規律，然后根據數據對結構可能產生的裂縫進行計算，得出最大裂縫出現的位置以及尺寸。

相關人員在對工業建筑進行設計的過程中，需要符合極限承載力及其相關需要，而對于混凝土結構設計來說，無論是裂縫寬度還是環境等方面存在著息息相關的聯系。就等級不高的混凝土而言，在桿件內力滿足相關需要30%的情況下，很容易出現裂縫的情況，而且允許誤差控制在為0.05mm～0.1mm的范圍內，這種裂縫寬度會在某種程度上對荷載承載能力帶來較大的影響。

2 工業建筑結構強度及裂縫分析

工業建筑結構裂縫出現的原因大致可分為三種：第一種，結構強度不夠時，在外部荷載作用下產生裂縫；第二種，結構溫度引起的內力過大造成的應力集中，造成裂縫發生；第三種，結構在地震震動下產生裂縫。對于第一種情況來說，應提高結構材料強度，對鋼筋選型、混凝土等級選型重新進行計算，根據結構橫截面受拉。受壓公式計算出斜裂縫可能出現的位置以及尺寸。同時，在計算外荷載時，應對外荷載的計算選取一個放大系數，系數通常選擇為1.3、1.5等等，避免荷載在特殊情況下變大而導致結構產生意外裂縫。對于第二種，混凝土在澆筑時，應根據天氣溫度判斷施工時間，若外界溫度超過30度時，不宜澆筑混凝土。因為，溫度過高，澆筑混凝土過程中，產生的溫度不能很好地釋放，導致混凝土產生膨脹，從而產生空隙，影響混凝土結構的成品質量。對于第三種情況，應根據地勘資料，增大荷載取值系數。在地震頻繁的地區，應按照抗震設防等級確定荷載取值。為了增加結構的強度和穩定性，可以在不改變結構形式的情況下進行加固，例如在結構梁設置輔助立柱、在橫梁上部假設鋼桁架等等。另外，在結構出現裂縫時，可以在裂縫位置設置固定腳手架對其重新澆筑混凝土。

3 混凝土材料控制

通常情況下，混凝土出現色水熱化情況會在實際澆筑的時候釋放出較多的熱量產生一定的影響，當水熱化系數在不低的情況下，那么澆筑得到的構件性能處于不穩定的狀態。倘若水泥有著較高的收縮性，那么就會慢慢發生裂縫的情況，并對鋼筋產生的預應力帶來不利影響。不僅僅如此，為了減少混凝土里面具有的氯離子對鋼筋帶來不利影響，相關人員需要對混凝土里面含有的氯離子含量加以控制。相關人員在對鋼筋進行配置的過程中，需要依據具體規范實施，并符合相關等級需要。對于受力狀態不同的構件來說，相關人員需要對結構里面的構造筋位置進行調節，最大程度促使鋼筋能夠承受拉應力，減少裂縫產生的概率。當裂縫產生的情況下，就需要對表面裂縫做好適當的涂抹。進行涂抹的目的是對于裂縫不大的地方較為合適，并且混凝土不能進入到裂縫的深入地方，這樣無法對裂縫的控制產生較高的效果。除此之外，混凝土在實際養護的時候需要使用草杉、濕棉布等相關材料，接著再通過灑水的方式對這些材料進行養護，然而在施工現場中經常會在構件上面直接灑水。這種情況無法在構件上面形成相應的水膜，不會有著較好的養護效果。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對構件做好相應的養護工作。

結束語

通過以上內容的論述，可以得知：工業建筑結構需要依據具體性能才能夠確定科學的結構模式，為了減少裂縫的產生，對任何一個構件的實際狀況及其變形做好科學的計算，與此同時也確保工程造價具有科學性。本文筆者依據多年經驗，提出合理化建議，提供給相關人士，供以借鑒。

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