【摘要】工業(yè)建筑中的裂縫對結(jié)構(gòu)的安全性及耐久性造成不良影響，通過分析工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)選型與混凝土裂縫之間的關(guān)系，提出了在混凝土設置伸縮縫、沉降縫等措施進行預防，再針對混凝土施工養(yǎng)護等方面存在的問題進行了分析，得出了結(jié)論對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計選型及混凝土裂縫的處理具有積極意義。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)設計；裂縫處理

結(jié)構(gòu)裂縫無論對于工業(yè)建筑還是民用建筑來說都是常見的問題，伴隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)朝著跨度更大、高度更高、尺寸截面更窄的方向發(fā)展，這些因素將面臨著更為嚴重的應力集中問題，從而導致結(jié)構(gòu)裂縫時常發(fā)生。對于工業(yè)建筑來說，裂縫控制是施工及后期維護中重要的控制目標。裂縫的存在，對工程的整體質(zhì)量造成不良影響，也對工廠以后的安全運行造成隱患。裂縫的控制與結(jié)構(gòu)選型具有直接關(guān)系，在建設過程中應對設計、材料、維護、勘察等各方面進行嚴格論證與把關(guān)，才能最大程度降低裂縫的出現(xiàn)。

1、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計選型分析

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計選型具體包括多種因素，例如結(jié)構(gòu)跨度、結(jié)構(gòu)柱的高度、結(jié)構(gòu)的橫截面積、不均勻沉降控制范圍等等，因此，設計院應按照建筑的功能，在結(jié)構(gòu)基本參數(shù)、外荷載大小確定的情況下對結(jié)構(gòu)的受力體系進行選擇，比如選定框架結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)等等，在結(jié)構(gòu)體系確定之后，要根據(jù)設計方案對結(jié)構(gòu)梁、柱、輔助結(jié)構(gòu)的位置進行確定，并同時對截面尺寸、鋼筋類型及混凝土等級進行計算。對于高度較大的工業(yè)建筑，應盡量選擇預應力混凝土作為梁結(jié)構(gòu)，其頂部結(jié)構(gòu)的棚架、棚蓋等上覆材料應盡量選擇質(zhì)量輕、剛度較大的材料，這樣可降低對橫梁的豎向荷載，從而減低裂縫的發(fā)生。另外，在腳手架選型方面，應根據(jù)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(guān)，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(jié)構(gòu)的強度對裂縫進行控制，提高結(jié)構(gòu)受拉面的鋼筋配筋量，讓結(jié)構(gòu)的受彎強度變大。如果結(jié)構(gòu)的自身重量較大或其他原因無法避免裂縫的產(chǎn)生時，應在結(jié)構(gòu)設置伸縮縫或施工縫，允許結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的變形，降低結(jié)構(gòu)內(nèi)部應力對結(jié)構(gòu)的損壞。前期設計包括結(jié)構(gòu)概念設計及功能設計，是指在建筑結(jié)構(gòu)施工之前對結(jié)構(gòu)的整體功能與外表概念進行設計與規(guī)劃，具體到結(jié)構(gòu)上就是結(jié)構(gòu)的尺寸、材料以及強度設計。結(jié)構(gòu)的功能設計是結(jié)構(gòu)設計的先導，只有概念設計滿足了功能需要，才能保證工業(yè)建筑的存在意義。因此，在結(jié)構(gòu)設計時，應對結(jié)構(gòu)的服務年限、結(jié)構(gòu)的人文環(huán)境、結(jié)構(gòu)的地理位置等等進行綜合考慮，并結(jié)合結(jié)構(gòu)的力學特性設計出功能最大化、概念最創(chuàng)新的建筑。另外，在結(jié)構(gòu)設計時，應采用數(shù)值模擬軟件對結(jié)構(gòu)的可靠度進行分析。根據(jù)結(jié)構(gòu)的設計荷載對結(jié)構(gòu)的應力分布規(guī)律進行分析，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)對結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的裂縫進行計算，得出最大裂縫出現(xiàn)的位置以及尺寸。

工業(yè)建筑在設計時，應同時滿足極限承載力及正常使用承載力要求，而混凝土結(jié)構(gòu)設計中，裂縫寬度控制標準與施工環(huán)境、功能服務密切相關(guān)。對于低等級的混凝土來說，在桿件內(nèi)力達到設計強度的百分之三十時，裂縫將極易出現(xiàn)，并且允許范圍為0.05mm～0.1mm，這種裂縫寬度對結(jié)構(gòu)的荷載承載能力來說影響極大。

2、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)強度及裂縫分析

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)強度不夠時，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)力過大造成的應力集中，造成裂縫發(fā)生；第三種，結(jié)構(gòu)在地震震動下產(chǎn)生裂縫。對于第一種情況來說，應提高結(jié)構(gòu)材料強度，對鋼筋選型、混凝土等級選型重新進行計算，根據(jù)結(jié)構(gòu)橫截面受拉。受壓公式計算出斜裂縫可能出現(xiàn)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(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致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生意外裂縫。對于第二種，混凝土在澆筑時，應根據(jù)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(chǎn)生的溫度不能很好地釋放，導致混凝土產(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。對于第三種情況，應根據(jù)地勘資料，增大荷載取值系數(shù)。在地震頻繁的地區(qū)，應按照抗震設防等級確定荷載取值。為了增加結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性，可以在不改變結(jié)構(gòu)形式的情況下進行加固，例如在結(jié)構(gòu)梁設置輔助立柱、在橫梁上部假設鋼桁架等等。另外，在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)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

混凝土的水熱化性能影響混凝土澆筑時釋放的熱量大小，當水熱化系數(shù)較高時，澆筑形成的構(gòu)件性能不穩(wěn)定。當水泥的收縮性較高時，形成的混凝土會出現(xiàn)裂縫，對鋼筋的預應力造成損失。另外，為了防止混凝土的氯離子對鋼筋的腐蝕，應控制混凝土的氯離子含量。在鋼筋配置時，應嚴格按照規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》執(zhí)行，應滿足結(jié)構(gòu)受拉鋼筋的配筋率和鋼筋等級要求。對受力狀態(tài)不同的構(gòu)件，應調(diào)整結(jié)構(gòu)中構(gòu)造筋的位置，盡量使鋼筋承受拉應力，降低裂縫出現(xiàn)的可能。當裂縫出現(xiàn)時，應對表面裂縫進行填充和涂抹。涂抹主要針對于表面裂縫小而潛的情況，且混凝土無法進入裂縫深部，對裂縫的控制效果一般。填充法是采用其他材料對裂縫進行填充，且該材料能進入混凝土內(nèi)部，與混凝土較好的融合，此方法適用于裂縫寬度較大、較深的情況。混凝土出現(xiàn)裂縫的另一種原因是，混凝土在澆筑完成后沒按照要求進行養(yǎng)護，或者養(yǎng)護時間較短。理論上講，混凝土養(yǎng)護應在結(jié)構(gòu)上覆蓋草杉、濕棉布等材料，然后通過灑水對材料進行養(yǎng)護，但施工現(xiàn)場往往直接在構(gòu)件上灑水。這種做法不能在構(gòu)件上形成水膜，養(yǎng)護效果極差。因此，在夏季高溫季節(jié)，應通過在構(gòu)件上覆蓋遮擋物以及吸水物對構(gòu)件進行養(yǎng)護。

4、結(jié)論

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)應根據(jù)結(jié)構(gòu)的服務功能確定合理的結(jié)構(gòu)形式，為了防止裂縫出現(xiàn)，對每一個構(gòu)件的受力狀態(tài)及變形可能性進行計算，同時保證工程造價的合理性。文章通過分析工業(yè)建筑選型中應注意的問題，采取設置伸縮縫、沉降縫等措施，然后根據(jù)混凝土設計、施工養(yǎng)護等方面出現(xiàn)的問題進行了分析，得出了結(jié)論對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計選型及混凝土裂縫的處理具有積極意義。

參考文獻

[1]惠云玲，主編.工程結(jié)構(gòu)裂縫診治技術(shù)與工程實例[M].中國建材工業(yè)出版社，2007.

作者簡介

許力（1986.11—），女，漢族，山東省青島市人，本科，助理工程師，結(jié)構(gòu)設計師，研究方向：工業(yè)結(jié)構(gòu)設計