工业建筑结构设计选型及混凝土裂缝处理的探讨
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【摘要】本文结合实际，对工业建筑结构设计选型需要考虑的问题进行分析论述，并对工业建筑中混凝土裂缝成因与具体的防治、处理措施展开探究，希望能为相关工作提供帮助。
【关键词】工业结构;选型;混凝土裂缝;处理措施
1.工业建筑结构设计选型分析
1.1结构型式的选择
在进行工业建筑结构设计选型时，需综合考虑多种因素，如横向跨度、接触物料属性以及结构区不均匀沉降、柱高度、主要构件环境类别等等。在选型时，应当对建筑的各项信息有全面准确的了解，明确建筑规模、建筑用途、施工区域地理环境状况、建筑结构特征、建筑受力情况等，在此基础上选择合适的结构型式、砌体结構，确保结构受力均匀，结构足够稳定。在确定好结构体系后，即可进行柱、梁、基础等构件的设计，要根据结构类型合理确定梁、柱尺寸，同时确定好混凝土强度等级，明确混凝土的耐久性要求，以保证最终的设计与施工质量。
1.2 模架选择
在选择建筑模架时，根据梁的跨度，选择模架类型、尺寸。一般情况下，为保证整个建筑结构的稳定性和可靠性，会选择将全跨模架应用于建筑工程。在设计阶段，也需明确模架拆除要求（如在具体施工过程中需要等到混凝土强度达到设计强度的80%才能拆除模架）。在设计阶段，需根据以往经验提前处理好一些细节问题。如针对混凝土裂缝问题，应在设计阶段就对各项工艺进行规范，提出具体的施工要求与裂缝预防措施，有效减少或避免混凝土裂缝的发生。除此之外，在选型以及设计阶段，需要通过适当提高结构构件强度来达到预防或控制混凝土裂缝的目的。可根据建筑结构、建筑规模、建筑受力情况适当调整构件配筋或是构件截面，增强结构的抗弯强度，从而减少裂缝的产生。当建筑结构自身重量较大或结构尺寸较长时，可提前于相应位置设置必要的伸缩缝，利用伸缩缝起到延缓、过渡作用，减小作用在混凝土结构上的荷载，从而降低混凝土裂缝发生概率[1]。
1.3结构功能
在建筑结构设计、选型阶段，应先做好结构的功能设计，做好建筑结构整体功能与外观的设计与规划，做好结构材料与强度设计，从而为后续的施工建设打好基础。具体来说，在进行建筑结构设计选型时，首先应当根据建筑受力情况对结构的使用寿命进行考虑，设计出功能最大化、实用性与创新性兼具的建筑结构形式。在进行建筑结构设计选型时，需要根据相关资料准确计算出建筑结构正常使用极限状态以及承载力极限状态。一般情况下，若建筑结构为混凝土结构，那么施工环境、建筑功能将是影响混凝土裂缝宽度的两大重要因素。如果混凝土性能质量不是十分优良，在构件内力达到设计强度的30%时，便有可能出现裂缝。在此情况下设计人员应尽可能在结构设计选型阶段便对裂缝宽度进行控制，如保证裂缝最大宽度不超过0.1mm，以此保证建筑结构承载状况良好，保证建筑结构足够安全稳定。
2.工业建筑混凝土裂缝处理
2.1混凝土裂缝产生原因与整体控制思路
相关研究与实践表明，导致钢筋混凝土结构出现裂缝的主要原因有外部荷载、结构内部应力以及结构变形。当结构强度不足时，外部荷载作用于结构就容易产生裂缝，温差过大时也会引发裂缝。在地震等强大的外力影响下，建筑结构易产生裂缝。为此，在建筑结构设计与施工阶段，就需通过加强结构整体刚度或是增强构件布置的规则性来达到控制与预防混凝土裂缝的目的。例如，如果建筑裂缝是结构强度不足导致，那么在工程设计阶段就应对建筑结构的最佳强度进行计算，根据计算所得数据合理确定混凝土等级以及钢筋类型。在工程设计阶段，需要根据受压公式计算出斜裂缝的大体尺寸以及出现位置。在计算外荷载时，先选取一个放大系数，如1.5，然后再进行计算，避免荷载在特殊情况下变大而出现预想之外的结构裂缝。如果混凝土裂缝是因温差产生，那么在施工阶段，尤其是混凝土浇筑施工中就可通过一些控温措施来防止裂缝的产生。如在施工阶段密切关注温度、天气变化，根据温度变化选择最佳的施工时间，避免在极炎热或极寒冷的情况下施工。如果确定外界温度超过30摄氏度，就应暂且搁置混凝土施工计划，等到外界温度相对适宜时再进行施工。针对地震作用引发的裂缝问题，可根据实际情况适当增大荷载取值系数，在抗震设防的地区，应按照抗震设防等级确定荷载取值。此外，可在保持原有结构形式不变的情况下采取相应的加固措施，如在结构梁设置辅助立柱等，以增强结构的稳定性，提高结构抗震性能[2]。
2.2混凝土裂缝处理细则
2.2.1结构的整体刚度控制
增强钢筋混凝土结构整体刚度控制有利于提高整个结构的稳定性，提高各构件的抗裂性与承载力，从而减少或避免裂缝的发生。而加强建筑形体以及构件规则性控制则有利于提升结构整体的变形协调能力，最终达到减少或避免混凝土裂缝的目的。在建筑结构设计时，一方面要考虑建筑的功能要求，另一方面还需考虑建筑结构的抗裂要求。要能根据具体要求设置剪力墙、适当增加结构支撑或是对局部构件面积进行调整，通过这些增强与巩固措施提升整体的设计与施工效果，有效防范混凝土裂缝的出现。
2.2.2加强力学裂缝控制
当前，常见的力学裂缝控制措施有填充法以及表面处理法。填充法就是指当混凝土结构出现宽度、面积较大的裂缝时，选择合适的填充材料对其进行填充处理，通过填充消除裂缝，确保整个建筑的安全稳定。表面处理法是指当混凝土结构中出现面积、宽度较小的裂缝时，可通过对表面的抹平处理来达到消除混凝土裂缝的目的。此外，如果混凝土结构中出现危害性较小的裂缝，如非膨胀性裂纹、没有引发漏水现象，裂纹深度较浅，此时就可应用涂片法消除裂缝，确保建筑内外部品质良好。
2.2.3优化混凝土材料选择
材料是影响工程施工质量的关键因素。在混凝土结构中，混凝土的坍落度、骨料粒度以及砂率、水泥含泥量等都会影响混合料的极限承载性能、抗裂性能，是决定混凝土结构是否会出现裂缝的关键因素。因此要想有效减少或避免混凝土裂缝的发生，就必须做好材料的选择。要严格按照相关规范与要求合理控制混凝土水灰比，降低杂质含量以及泥土含量，对骨料粒度做适量增加，对坍落度进行控制，从各个方面提升混凝土质量，从而提升混凝土结构施工质量。在具体的施工活动中，需将建筑材料的水灰比控制在0.24～0.28之间，以确保材料强度达到要求。另外，混凝土强度与水灰比之间存在密切联系，两者中任意数值发生变化都会引起另一方的变动，因此在配制过程中需按照相关比例关系对两项数值做相应调整。此外，在混合料、掺合料的选用方面，可根据实际情况适当选用一些收缩性较小、加热空间较小的材料，将混凝土结构出现裂缝的概率降到最小[3]。 在工程施工期间，要做好材料管理工作。具体如原材料进场后，对原材料的品种、规格、数量以及质量证明书等进行验收核查，并按有关标准的规定取样和复验。经检验合格的原材料方可进场。对于检验不合格的原材料，按有关规定清除出场。及时建立“原材料管理台账”， 且填写应正确、真实、齐全。
2.2.4加强混凝土施工质量控制
在混凝土施工期间，要加强施工过程管理，坚持落实技术和测量复核制。现场工程测量坚持闭合复核和换手复核制，测量放样资料必须由主管工程师审核后方能交付施工。在进行混凝土的浇筑施工时，要组织班组进行技术交底，对工程中的钢筋、支架进行全面检查，确保各项条件符合施工要求后再进行后续施工。浇筑过程中，要严格控制混凝土倾落高度，以保证混凝土浇筑质量。一般情况下，为降低施工难度同时保证施工质量，会采用分层浇筑的方法施工。除了分层施工法外，也可采用分段施工的方法，按照由两端到中间的顺序分段浇筑，中间留出膨胀加强带。在大体积混凝土浇筑施工中，斜面分层法也是一项比较科学有效的施工方法，合理利用这一方法有利于减少或避免混凝土裂缝的产生。值得注意的是，在采用斜面分层法施工时，斜面坡度应当小于1/3。在对混凝土进行振捣处理时，施工人员手握住振捣棒的软轴胶管，快速插入到砼内部，在内部振动中，要进行上下略微抽动，直至到砼面不再出现气泡，没有显著下沉和表面泛浆等水平为准。
混凝土浇筑完成后，应组建专门的养护队伍开展混凝土养护工作，在混凝土施工结束后及时洒水养护，防止混凝土出现干裂问题。并密切观察混凝土变化，根据混凝土的膨胀收缩情况以及外界温湿度变化进行养护管理，以提升工程施工水平。在具体的施工活动中，工作人员可根据具体养护要求采取相应的养护方式，如及时给作业面覆盖土工布或草席，并定时、定期进行洒水养护，避免混凝土水分迅速蒸发或内外温差过大导致裂缝出现。在进行洒水养护时，洒水的频率、次数以及每次洒水量都需根据施工区域内湿度、温度等条件做具体确定。
3.结语
综上所述，为确保工业建筑施工质量，在进行建筑结构设计选型时，需充分考虑建筑用途、建筑所处地理环境、建筑材料性能质量等各项因素选择最为合适的结构类型，以保证最终的施工建设质量。而对于混凝土裂缝问题，应当根据相关研究与实践经验找出混凝土裂缝产生原因，在此基础上采取相应防控措施。如增加配筋率、控制水灰比、缩小温差、加強养护等，以此提升混凝土施工质量，最大限度减少或避免混凝土裂缝的产生。
参考文献
[1]万仁华.浅谈工业建筑结构设计选型发展趋势[J].江西建材，2019（10）：44+46.
[2]邢焕森.分析工业建筑结构设计选型及混凝土裂缝处理[J].中外企业家，2019（17）：138.
[3]刘涛.工业建筑结构设计选型及混凝土裂缝的处理[J].住宅与房地产，2017（23）：108.
（作者单位：北京广诚环境科技有限公司）
【中图分类号】TU528.064
【文献标识码】B
【文章编号】1671-3362（2020）09-0120-02
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