綜合論述工業建筑結構設計的復雜性與安全性

【摘 要】 隨著社會經濟快速發展以及工業建筑規模逐漸擴大，對工業建筑的要求也越來越高。本文筆者就工業建筑和民用建筑的不同，根據工業建筑結構設計的特點以及設計原則，著重從其復雜性和安全性來進行探討和分析。

【關鍵詞】 工業建筑 結構設計 安全性 復雜性

【Abstract】 With the rapid economic development， and gradually expand the scale of industrial buildings， industrial buildings are increasingly high requirements. This paper the author on the different industrial buildings and civil， according to the characteristics and design principles of industrial design of building structures， focusing on its complexity and security to discuss and analyze.

【Key words】 Industrial buildings；Structural design；Security；Complexity

隨著國民經濟的提高以及人們生活水平的提高，我國工業建筑的規模也在逐漸擴大，在我國工業建筑中常用的結構形式有鋼結構和鋼筋混凝土結構兩種形式。本文筆者就工業建筑和民用建筑的不同，根據工業建筑結構設計的特點，結合自身的實踐經驗，著重就工業建筑結構設計的安全性和復雜性進行探討和分析。

1 工業建筑的概述

（一）工業建筑的定義

工業建筑是指人民從事各類生產活動的構筑物或者建筑物，比如煙囪、水塔和廠房等，其中工業廠房一般分為特殊工業廠房和通用工業廠房。

（二）工業建筑的特點

工業建筑的特點主要有以下幾點：第一，必須要有足夠的空間和面積；第二，建筑技術的要求高；第三，應該符合生產工藝的需求；第四，針對生產工作的不同內容及其特點，工業建筑結構的形式也會有所不同，同時其構造處理、屋面排水、通風以及采光施工工藝比較復雜。

2 工業建筑結構設計的復雜性和安全性分析

（一）工業建筑的選型

在工業建筑結構設計過程中，其建筑應該能夠靈活地應對生產的容量和設備的變化而發生改變，同時其建筑物和設備的使用壽命必須要長，其設計要和工業建筑的投資預算要求相一致。在工業建筑結構設計中，首先要做的一點就是合理選型，工業建筑結構選型的原則主要有以下幾點內容：

1.在工業建筑結構設計中，其受力構件一般選用Q345-B和Q235-B鋼，梯子、欄桿和平臺板應該采用Q235-A鋼，吊車梁一般采用Q345-C和Q235-C鋼，確保其所采用的材料的力學性能和化學成分應滿足國家標準的相應規定，若采用一些特殊鋼材，應該和工程業主、施工單位進行協商，協調好后方能使用。此外，在工業建筑結構設計過程中，如果工業廠房的跨度不超過15m，其柱距不超過4m，通常采用磚混結構。

2.鋼結構的應力和變形控制要求： 鋼梁應力必須要達到強度設計值的90%左右，鋼柱應力應該達到強度設計值的95%，鋼構件的變形應達到變形容許值的100%。鋼梁、鋼柱通常一般使用焊接H型鋼。墻皮檁條一般采用的是組合檁條加槽鋼， 其他檁條則采用的是卷邊槽形冷彎薄壁型鋼，在計算墻皮檁條時無需考慮陣風系數，其中大荷載平臺鋼格板應選用WB405/2PT類型的， 當活荷載為5kN/m2時其最大跨度是2. 4m。樓梯踏步鋼格板和小荷載平臺應選用WA255/1PT，其活荷載在2. 5kN/m2的時候，其最大跨度為1.8m。

3.目前我國最常用的結構形式為鋼筋混凝土結構和鋼結構。鋼筋混凝土結構的施工便利，其建筑材料比較容易獲取，不僅能進行預制同時還能在施工現場中進行澆筑，具有耐火耐腐蝕的特點，其建筑適應面比較廣。而鋼結構一般使用工業體的建筑，不僅能夠節約成本，同時還能有效地縮短工期，但是在使用的過程中，應該注意防腐蝕和防火方面的設計，目前鋼結構主要是用于大空間、振動較大或者大跨度生產車間的建造上。

（二）工業建筑結構設計的相關數據

在進行工業建筑結構設計的時候，應以經濟合理、安全、保證工程質量為其原則，根據現行的國家相關規程和規范，嚴格按照此標準及工業建筑結構設計的要求來進行設計。工業建筑結構設計的相關數據主要包括以下幾個：地面粗糙度；地震設防烈度、設計地震分組、地下水位、場地土類別、最高溫度和最低溫度、基本雪壓、基本風壓等，尤其是在進行抗震設計的時候，必須要嚴格按照工程設計的相關規范要求來進行設計，確保工業建筑的抗震性符合工程要求。

（三）符合工程生產工藝需求

工業建筑一般主要用于生產活動的運作，因此在工業建筑結構設計中應從生產出發，生產工藝的要求主要如下：

1.建筑結構的類型應該符合建筑生產方式和運輸工具的要求，同時在設計過程中，還應進行防腐蝕設計，以此保證建筑物具有防腐蝕功效。針對生產流程，其結構設計不能對生產造成影響，注意生產工程和各工段次序之間的關系。

2.在工業建筑結構設計過程中，應注意建筑的排風通道，尤其是一些生產有粉塵的車間以及散發熱量的熱加工廠房，解決其通風問題。同時還應設置隔聲間或者采取降噪措施，以此保證生活和生產之間互不影響。在空間結構和建筑平面設計上，必須要考慮一些特殊工藝的車間，根據其是特點采取相應的措施，確保其能夠正常、順利的使用。綜合考慮建筑未來生產工作的壓力，在保證其舒適度的同時，應該注意綠化的點綴和色彩的運用。

（四）基礎地基的處理

在處理一些重要建筑物和構筑物地基的時候，可針對場地的實際情況選用合適的處理方案，比如鉆孔灌注樁、地基處理樁、人工挖孔樁以及預應力混凝土管樁等。在設計樁基時，應將單樁承載力控制在單樁承載力的特征值80%范圍內，當新建筑物或者構筑物和原有建筑物的距離比較近時，應選擇適合的樁型，以此減少樁基施工過程中對原有建筑物的影響。

在處理一些次要建筑物或者構筑物地基的時候，直爬梯基礎、電纜溝、室外水溝或者鋼梯等可以選用比較淺的土層來作為建筑基礎持力層，其原土必須要夯實，同時在超挖分層的時候應換填相應厚度的砂夾石，并將其壓實。

（五）合理布置空間

在工業建筑結構設計的過程中，首先要做好總平面布置。根據生產流程和生產工藝，明確建筑的選址、分區和布局，尤其是運輸道理和管道之間的分布等，并配置相應的公用設施。在生產區應該劃分好行政管理用房、生產輔助用房以及經營管理用房等，將這些用房設置在生產區內，便于工作的開展，但是對于一些比較特殊的生產行業，如果含有不利于人體接受的元素或者帶有一定腐蝕性的元素等用房，不應將其劃分到生活區內。

在總平面布置的還應考慮環境污染問題和保護問題。在生活區內的生活用房應該包括保健用房、休息室、餐廳以及衛生用房等，不管是生活區還是生產區，布置的關鍵為聯系和分隔，從發展的角度出發綜合考慮各方面的因素，通過多方案的比較，或者利用計算機來進行輔助設計，以此來選取更為合理、科學的設計方案。

（六）防腐蝕設計

由于很多工業建筑在生產過程中經常會使用一些鹽酸鹽類型的侵蝕性溶劑，使生產環境中的水質、空氣及土壤等都會含有一些侵蝕性物質，造成建筑物的腐蝕，因此在工業建筑結構設計時要特別注意防腐蝕的設計。

1.在工業建筑結構設計中，集中設計帶有腐蝕性的生產房，將其垂直布置在水流的下游或者下風側，設置排水明溝，并確保其具有足夠的排隊坡度。同時在廠區內，一些氣體通道或者長期需要輸送侵蝕性液體的管道應該集中埋置在下層，防止其影響其他的正常管道。此外，在廠區外，排污口應該和建筑保持一定的距離，盡量遠離人群聚居地。

2.在工業建筑空間布置、選用材料和結構設計時，應采取相應的防腐蝕措施，可將建筑設計成為敞開式或者半敞開式，使其具有良好的通風，從源頭上減輕或者制止腐蝕的發生。除此之外，在圍護結構設計的時候，還應該考慮到濕度和溫度，門窗的材質可以選用玻璃鋼、塑料或者木質，同時在其他金屬構件表面涂上具有耐腐蝕的涂料。而在樓面或者地面，可以將其做成具有耐酸堿地坪，比如選取水玻璃混凝土、玻璃鋼、花崗巖、聚氯乙烯、陶瓷、瀝青混凝土等材料作為面層材料，其中隔離層的材料可以選用再生橡膠油氈或者石油瀝青油氈等，其他建筑部位也應該使用抗腐蝕材料，并采取相應的構造措施，以此減少建筑的腐蝕性。

3.防腐蝕建筑通常是以鋼筋混凝土結構為主，在處于高濕環境中的板、梁、柱、屋架且具有強腐蝕性氣體的鋼筋混凝土測承重構件中，除了要提高混凝土密實性和標號以外，同時還要加大鋼筋保護層，并在其表面涂上耐腐蝕的涂料。如果建筑物采用的是鋁、鋼等金屬結構，除了要加強表面防護和節點構造以外，還要適當地提升其安全性。此外，在建筑基礎部分，為了避免生產過程中的侵蝕性液體滲入到地下造成腐蝕，必須要設置相應的排水設施，選用適合的基礎材料，增強混凝土中的鋼筋保護層，做好基礎表面的防腐蝕措施。

結束語

綜上所述，隨著社會經濟的快速發展以及信息技術的不斷進步，人們對于工業建筑的要求也越來越高，在工業建筑結構設計中，必須要從建筑的復雜性和安全性出發，按照工業建筑結構設計原則，不斷優化其設計概念，促使其符合生產使用的需求，推動工業建筑的發展。

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