摘要：近年来，随着我国经济水平的不断提高，进一步推动了各行各业的发展，作为国家重要基础设施之一的水利工程也随之获得了长足发展，大、中、小型的水利工程项目日益增多。水工建筑归属于建筑结构的范畴，其不但有着十分悠久的历史，而且还具有非常重要的作用，常见的水工建筑有水库、水闸、船闸、码头、大坝等等。想要确保水工建筑的作用能够得以充分发挥，除了要保证设计科学合理之外，还要保证施工质量，这既是前提也是基础。
关键词：小型水工建筑；设计；特点
1导言
小型水工建筑的设计方案和施工质量在很大程度上决定了整个水利工程的实际应用性能，涉及到水利规划勘测、建筑工程材料、岩土力学以及水利水文学等多个学科与领域，虽然建设规模较小，但其对于区域经济增长有着十分重要的意义，因此需要对小型水工建筑进行周密的设计，综合运用各种技术手段提高施工质量，既要确保小型水工建筑投入正常运行，也要确保周围空间的水环境安全。
2小型水工建筑设计的基本特点
在针对小型水工施工方案进行设计的过程中，设计人员需要重点考虑施工环境特点，无论是在建筑设计还是在建筑选型方面，都需要严谨地分析地形气候、水质地位对水工建筑所造成的影响，这两项因素也是决定小型水工建筑建设规模、结构设计以及建筑类型的关键因素。
小型水工建筑的施工设计需要考虑到复杂的作业条件。小型水工建筑本身会受到周围建筑以及水环境的作用。在水环境分析方面，设计人员需要详细分析水压力以及渗透压力对小型水工建筑所造成的影响。确保小型水工建筑在稳定性、强度以及安全性等方面符合要求。
小型水工建筑有着较高的施工难度。在实际的施工过程中，由于施工规模相对较小，往往难以投入大型的施工设备，同时也会面临施工技术难度大，施工进度紧张等方面的问题。这就需要施工单位重点加强现场作业管理工作，采用更加先进的管理技术。另外，施工单位还需要重点处理好水工建筑在导游、截流等方面的问题，对施工现场的人力与设备资源进行科学合理的组织与管理。
3小型水工建筑混凝土裂缝问题的原因分析
3.1温度的变化
3.1.1温度引起的变化
水泥的使用过程中就会产生一定的水化热，水泥内部就会形成一定的热量。而混凝土的导热性往往有很差，加上水泥结构内部体积、截面等原因，会将大量的热量积聚在混凝土本身的结构过程中，不能完全的得到释放，这样造成了岩石的内部结构稳定过高。有数据表明混凝土表面热量挥发的速度快，这样势必会造成结构内部和表面一定程度的温差，这样出于材料内外表面的压力就产生了，当这种内外压差值超过了20-250C，这就导致了内外之间的压力差超过其自身的极限抗拉强度，导致裂缝的形成。外界气温的变化也使混凝土产生裂缝的主要原因。当外部环境的温度处于上升阶段的时候，混凝土施工温度则得到提升，若外界的温度下。
3.1.2约束条件
水工建筑与混凝土结构密不可分，大坝的基础有较大弹性模量的岩石来支持，确保底板处于混凝土大坝基础的外部约束条件下。当对现浇底板混凝土进行水化热升温时，混凝土结构的体积就会发生膨胀，进而产生变形。当水化热反应发挥作用不断衰减后，温度也逐渐下降，收缩现象则表现的更加明显，压力差是造成裂缝形成的主要原因。
3.2干燥收缩
当混凝土结构内部水分出现变化时，势必会使混凝土出现干缩湿胀的问题。混凝土在硬化过程中由于与水的接触，表现为水分充足，从而出现膨胀的现象；相反，混凝土则会出现干缩的现象。混凝土结构的水分不均匀就产生了表面形成的裂缝。
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4小型水工建筑设计的实施策略
4.1明确小型水工建筑设计的主要实施阶段
小型水工建筑设计主要分为方案设计阶段以及技术设计阶段。在小型水工建筑的方案设计阶段，主要是对小型水工建筑的结构型式、材料、施工手段、结构尺寸以及布置方式等内容作出决策，这需要综合考虑结构使用要求、限制条件以及可行性等多方面的要求，确保决策的满足要求。技术设计阶段，主要是针对建筑设计方案的强度、刚度以及稳定性等方面进行专业系统的分析，从而确保结构设计方案能够满足安全要求以及功能使用要求，同时在小型水工建筑在构造以及施工等方面的建筑物结构细部设计方案。
4.2小型水工建筑的优化设计
由于小型水工建筑通常不止一种设计方案，因此必须通过对设计方案进行比较优化，综合选择最优的设计方案。具体来讲对于小型水工建筑，重点在建筑物的结构体形、尺寸、材料等设计方案的选择上，选择有安全、适用、技术可行的最合理小型水工建筑设计方案。对于设计方案的优化，应该通过对部分关键物理量进行筛选，由于部分设计指标是提前预定的，因此在设计过程中必须严格控制，确保不能擅自改变。对于其他可以改变的设计参数，则应该通过综合分析明确选择，在这些参数的选择上，主要是借助于相应的数学模型，来对满足目标函数条件下对设计方案优劣进行判断。
4.3小型水工建筑的安全设计
小型水工建筑的安全设计也是水利设施设计的重要内容，现阶段在小型水工的安全设计上一般遵循极限状态设计原则，确定小型水工建筑的设计方案，即按照承载能力极限状态及正常使用极限状态设计进行设计。小型水工建筑的承载能力极限状态主要包括以下几方面的情况小型水工建筑的整个或部分结构失去刚体平衡建筑结构因超过强度极限破坏含疲劳破坏过度塑性变形造成水工建筑不适宜继续承载水工建筑的整个或部分结构失去弹性稳定水工建筑的整个或部分结构转变为机动体系机构由于土、石结构或地基、围岩造成水工建筑的渗透失稳。小型水工建筑的正常使用极限状态则主要是指影响小型水工建筑的结构正常使用或外观的变形会对小型水工建筑的设备、仪表等有不良影响的振动对水工建筑的结构外形、耐久性以及防渗结构抗渗能力造成影响损坏等状态。通过结合这些极限状态的要求，采取单一安全系数法或者是分项系数法进行小型水工建筑的设计。
4.4小型水工建筑的抗震设计
对于地震活动频繁的区域，小型水工建筑极易受到地震的影响，因此在设计过程中也应该综合考虑抗震设计的要求。小型水工建筑抗震设计的内容主要包括设计地震动的确定、结构地震响应计算以及结构抗震安全性评价。在具体的抗震设计要求上，应该确保小型水工建筑可以抵抗设计烈度的地震，出现轻微的不严重的损坏，经一定的加固维修措施进行处理后仍可正常运行。小型水工建筑抗震的设计流程为首先进行地震动输入，然后按照结构反应、材料抗力以及安全准则等方面进行评价分析，确保小型水工建筑具有足够的抗震能力。
5结束语
总之，随着我国社会经济的不断发展，对于水利工程基础设施的需求量也越来越大，对于水利工程建筑的施工质量也提出了越来越高的要求。尤其是在城乡工程用地日益紧张的大背景下，需要将更多的工艺技术应用于小型水工建筑中。然而，施工单位往往需要面临施工管理难度大、施工工程繁多以及作业条件复杂等方面的困难，这就要求施工单位加强对于设计与施工工作的重视力度，综合运用各种管理手段对施工现场所需求的机械设备与作业人员进行科学的组织与管理，确保工程项目建设质量符合预期。
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论文作者:郑武忠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/18
标签：水工论文; 建筑论文; 结构论文; 设计方案论文; 混凝土论文; 等方面论文; 建筑设计论文; 《基层建设》2019年第8期论文;