工業(yè)建筑結構設計選型具體包括多種因素,例如結構跨度、結構柱的高度、結構的橫截面積、不均勻沉降控制范圍等等,因此,設計院應按照建筑的功能,在結構基本參數、外荷載大小確定的情況下對結構的受力體系進(jìn)行選擇,比如選定框架結構、磚混結構、桁架結構等等,在結構體系確定之后,要根據設計方案對結構梁、柱、輔助結構的位置進(jìn)行確定,并同時(shí)對截面尺寸、鋼筋類(lèi)型及混凝土等級進(jìn)行計算。對于高度較大的工業(yè)建筑,應盡量選擇預應力混凝土作為梁結構,其頂部結構的棚架、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,應根據梁身跨度設置滿(mǎn)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(jìn)行預防,無(wú)論施工單位還是設計單位都應對裂縫控制進(jìn)行嚴格把關(guān),在工程造價(jià)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(shí),應主要以結構的強度對裂縫進(jìn)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(wú)法避免裂縫的產(chǎn)生時(shí),應在結構設置伸縮縫或施工縫,允許結構發(fā)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(jìn)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(mǎn)足了功能需要,才能保證工業(yè)建筑的存在意義。因此,在結構設計時(shí),應對結構的服務(wù)年限、結構的人文環(huán)境、結構的地理位置等等進(jìn)行綜合考慮,并結合結構的力學(xué)特性設計出功能較大化、概念相當創(chuàng )新的建筑。另外,在結構設計時(shí),應采用數值模擬軟件對結構的可靠度進(jìn)行分析。根據結構的設計荷載對結構的應力分布規律進(jìn)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(chǎn)生的裂縫進(jìn)行計算,得出較大裂縫出現的位置以及尺寸。
混凝土的水熱化性能影響混凝土澆筑時(shí)釋放的熱量大小,當水熱化系數較高時(shí),澆筑形成的構件性能不穩定。當水泥的收縮性較高時(shí),形成的混凝土會(huì )出現裂縫,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(shí),應嚴格按照規范《混凝土結構設計規范》執行,應滿(mǎn)足結構受拉鋼筋的配筋率和鋼筋等級要求。對受力狀態(tài)不同的構件,應調整結構中構造筋的位置,盡量使鋼筋承受拉應力,降低裂縫出現的可能。當裂縫出現時(shí),應對表面裂縫進(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(wú)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裂縫的另一種原因是,混凝土在澆筑完成后沒(méi)按照要求進(jìn)行養護,或者養護時(shí)間較短。理論上講,混凝土養護應在結構上覆蓋草杉、濕棉布等材料,然后通過(guò)灑水對材料進(jìn)行養護,但施工現場(chǎng)往往直接在構件上灑水。這種做法不能在構件上形成水膜,養護效果極差。因此,在夏季高溫季節,應通過(guò)在構件上覆蓋遮擋物以及吸水物對構件進(jìn)行養護。
工業(yè)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(shí),在外部荷載作用下產(chǎn)生裂縫;第二種,結構溫度引起的內力過(guò)大造成的應力集中,造成裂縫發(fā)生;第三種,結構在地震震動(dòng)下產(chǎn)生裂縫。對于第一種情況來(lái)說(shuō),應提高結構材料強度,對鋼筋選型、混凝土等級選型重新進(jìn)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(shí),在計算外荷載時(shí),應對外荷載的計算選取一個(gè)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(chǎn)生意外裂縫。對于第二種,混凝土在澆筑時(shí),應根據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。因為,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,導致混凝土產(chǎn)生膨脹,從而產(chǎn)生空隙,影響混凝土結構的成品質(zhì)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(jìn)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(shí),可以在裂縫位置設置固定腳手架對其重新澆筑混凝土。
工業(yè)建筑結構應根據結構的服務(wù)功能確定合理的結構形式,為了防止裂縫出現,對每一個(gè)構件的受力狀態(tài)及變形可能性進(jìn)行計算,同時(shí)保證工程造價(jià)的合理性。文章通過(guò)分析工業(yè)建筑選型中應注意的問(wèn)題,采取設置伸縮縫、沉降縫等措施,然后根據混凝土設計、施工養護等方面出現的問(wèn)題進(jìn)行了分析,得出了結論對工業(yè)建筑結構設計選型及混凝土裂縫的處理具有積極意義。