工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計院應(yīng)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(jìn)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(shè)計方案對結(jié)構(gòu)梁、柱、輔助結(jié)構(gòu)的位置進(jìn)行確定,并同時對截面尺寸、鋼筋類型及混凝土等級進(jìn)行計算。對于高度較大的工業(yè)建筑,應(yīng)盡量選擇預(yù)應(yīng)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(yīng)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(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,無論施工單位還是設(shè)計單位都應(yīng)對裂縫控制進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān),在工程造價允許的情況下,應(yīng)盡量提高混凝土等級及受力主筋的等級。設(shè)計單位在設(shè)計時,應(yīng)主要以結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度對裂縫進(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法避免裂縫的產(chǎn)生時,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)力對結(jié)構(gòu)的損壞。前期設(shè)計包括結(jié)構(gòu)概念設(shè)計及功能設(shè)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(jìn)行設(shè)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(qiáng)度設(shè)計。結(jié)構(gòu)的功能設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的先導(dǎo),只有概念設(shè)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(shè)計時,應(yīng)對結(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)計出功能較大化、概念相當(dāng)創(chuàng)新的建筑。另外,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)采用數(shù)值模擬軟件對結(jié)構(gòu)的可靠度進(jìn)行分析。根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計荷載對結(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)對結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行計算,得出較大裂縫出現(xiàn)的位置以及尺寸。
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(dāng)水熱化系數(shù)較高時,澆筑形成的構(gòu)件性能不穩(wěn)定。當(dāng)水泥的收縮性較高時,形成的混凝土?xí)霈F(xiàn)裂縫,對鋼筋的預(yù)應(yīng)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(yīng)控制混凝土的氯離子含量。在鋼筋配置時,應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》執(zhí)行,應(yīng)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(yīng)調(diào)整結(jié)構(gòu)中構(gòu)造筋的位置,盡量使鋼筋承受拉應(yīng)力,降低裂縫出現(xiàn)的可能。當(dāng)裂縫出現(xiàn)時,應(yīng)對表面裂縫進(jìn)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(jìn)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(jìn)行填充,且該材料能進(jìn)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?;炷脸霈F(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(jìn)行養(yǎng)護(hù),或者養(yǎng)護(hù)時間較短。理論上講,混凝土養(yǎng)護(hù)應(yīng)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(jìn)行養(yǎng)護(hù),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(hù)效果極差。因此,在夏季高溫季節(jié),應(yīng)通過在構(gòu)件上覆蓋遮擋物以及吸水物對構(gòu)件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
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,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(yīng)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(yīng)提高結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度,對鋼筋選型、混凝土等級選型重新進(jìn)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(yīng)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(dǎo)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(yīng)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(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,可以在裂縫位置設(shè)置固定腳手架對其重新澆筑混凝土。
工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的服務(wù)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(jìn)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(yīng)注意的問題,采取設(shè)置伸縮縫、沉降縫等措施,然后根據(jù)混凝土設(shè)計、施工養(yǎng)護(hù)等方面出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析,得出了結(jié)論對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計選型及混凝土裂縫的處理具有積極意義。