淺談工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)形式與環(huán)境

【摘 要】隨著我國工業(yè)建設(shè)的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對工業(yè)建筑的功能要求日趨多樣化、復(fù)雜化，導(dǎo)致其在設(shè)計(jì)中考慮的因素不斷增多，給工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)帶來新的挑戰(zhàn)。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)形式；環(huán)境

工業(yè)建筑的特點(diǎn)是：跨度大且連續(xù)多跨，凈空高且多設(shè)有橋式吊車，結(jié)構(gòu)不規(guī)則，層高錯(cuò)落，樓板有大面積的留孔。隨著我國工業(yè)建設(shè)的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對工業(yè)建筑的功能要求日趨多樣化、復(fù)雜化，導(dǎo)致其在設(shè)計(jì)中考慮的因素不斷增多，給工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)帶來新的挑戰(zhàn)。

1 工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)形式

在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)首先確定其結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)的選擇一般主要考慮其用途和經(jīng)濟(jì)兩方面因素。各種結(jié)構(gòu)形式都有其特點(diǎn)。砌體結(jié)構(gòu)材料來源廣泛，成本較低，施工簡單方便；具有良好的耐火性和較好的耐久性；隔熱、保溫效果好，但其抗震性能差，只適合層高及跨度較小的建筑。鋼混結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：首先鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是結(jié)合鋼筋和混凝土兩種材料的性能，其建設(shè)周期短，與鋼結(jié)構(gòu)相比可節(jié)省鋼材，造價(jià)較低；其次密實(shí)的混凝土有較高的強(qiáng)度，同時(shí)由于鋼筋被混凝土包裹，不易銹蝕，維修費(fèi)用也很少，所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性比較好。混凝土包裹在鋼筋外面，火災(zāi)時(shí)鋼筋不會很快達(dá)到軟化溫度面導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體破壞，與裸露的木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)相比耐火性要好；其次就地取材，可模性好，整體性好，剛度大。缺點(diǎn)是由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自身重力較大，運(yùn)輸和施工吊裝也困難，同時(shí)鋼混結(jié)構(gòu)抗裂性差。鋼結(jié)構(gòu)重量輕、塑性及韌性好，制造簡便，易于工業(yè)化生產(chǎn)，施工周期短。但鋼結(jié)構(gòu)防火性及耐腐蝕性較差；主要用于大跨度、大空間、重型、受動力荷載影響大的結(jié)構(gòu)。

2 建筑環(huán)境對工業(yè)建筑的影響

隨著社會的進(jìn)步，生活水平的提高，人們對工作環(huán)境也提出了更高的要求，那些“工業(yè)建筑只滿足生產(chǎn)需求”的觀念已經(jīng)不復(fù)存在。因此良好的建筑環(huán)境即廠房內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境以成為人們逐漸關(guān)注的問題。

2.1 內(nèi)部環(huán)境

工業(yè)建筑與民用建筑有所不同，它的室內(nèi)環(huán)境比較復(fù)雜，工業(yè)廠房的室內(nèi)環(huán)境與生產(chǎn)、儲藏的產(chǎn)品類型有關(guān)。有高溫、低溫、酸堿、潮濕等工作環(huán)境的建筑，因此內(nèi)部環(huán)境對工業(yè)建筑的影響尤為重要。例如大型的軋鋼工廠，它對于廠房主體結(jié)構(gòu)的要求必須是耐高溫，地面耐磨、耐腐蝕，墻體材料也必須是非易燃材料。其次還要考慮到通風(fēng)，良好的空氣流通能帶走加工產(chǎn)生的余熱、污濁氣流和有害氣體，降低了環(huán)境對結(jié)構(gòu)的損害，同時(shí)也使廠房內(nèi)獲得足夠的新鮮空氣，提高廠房內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，保證廠房內(nèi)部溫度穩(wěn)定，改善了工人的工作環(huán)境。其它如對使用和存放侵蝕性介質(zhì)的房間需按照建筑防腐蝕設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)；對裝有侵蝕性液體的槽罐盡可能采用局部抽風(fēng)系統(tǒng)，以縮小腐蝕性氣體的影響范圍；對于受水汽腐蝕的鋼構(gòu)件則需涂以耐蝕性高的防腐涂料等。

2.2 外部環(huán)境

對于工業(yè)建筑而言，其外部環(huán)境也逐漸被人們所重視，尤其是現(xiàn)代化的廠房周邊的附屬設(shè)施的合理安排布置，以及廠房產(chǎn)生的廢水、廢氣、噪聲等等。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，對于工業(yè)建筑外部環(huán)境的各種規(guī)定相繼出臺，如《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50073-2001就嚴(yán)格規(guī)定了廢氣廢水，噪聲污染的治理等級。合理的建筑結(jié)構(gòu)布局與設(shè)計(jì)，能夠在不同程度上對廠房外部環(huán)境起到改善作用。如室外管廊的合理選材、選型，由灰色的混凝土改為海藍(lán)的彩鋼板，由砼框架改為鋼桁架，這樣就能成就了廠區(qū)一道亮麗的風(fēng)景。如工廠的廢水廢氣通常都必須經(jīng)過處理，達(dá)標(biāo)后才能排放出去，所以處理設(shè)備的安置，與主體廠房的關(guān)系都是至關(guān)重要的，這些在做設(shè)計(jì)是應(yīng)該考慮到。對于產(chǎn)生噪聲大的工業(yè)建筑，在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該考慮是否采取隔聲、吸聲效果好的材料，是否采取密閉的環(huán)境，或者是在廠房的周邊增加隔聲帶等等。

3 自然環(huán)境對工業(yè)建筑影響

工業(yè)建筑一般設(shè)計(jì)使用年限為50 年，要保證在這段時(shí)間內(nèi)使用安全，就必須有抵抗各種惡劣氣候的能力。

3.1 雨雪天氣

雨、雪對于建筑來說，有時(shí)候也是個(gè)災(zāi)難。近年來由于環(huán)境污染的加劇，大氣中的硫化物增多，它們會在氧化后形成酸雨，酸雨使非金屬建筑材料（混凝土、砂漿和灰砂磚） 表面硬化水泥溶解，出現(xiàn)空洞和裂縫，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低。由于酸雨的腐蝕建筑材料變臟，變黑，影響城市市容質(zhì)量和城市景觀，被人們稱之為“黑殼”效應(yīng)。我國霧都重慶“黑殼”效應(yīng)相當(dāng)明顯。冰雪積水導(dǎo)致的鋼結(jié)構(gòu)廠房銹蝕的現(xiàn)象已經(jīng)相當(dāng)?shù)钠毡椤Ｒ虼斯I(yè)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)各地的區(qū)域特點(diǎn)，氣候條件進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)形式和材料的選擇至關(guān)重要。

3.2 地震

近年來，地震災(zāi)害事故頻繁發(fā)，不論是民用建筑還是工業(yè)建筑，抗震設(shè)計(jì)越來越受到設(shè)計(jì)師的重視。根據(jù)我國現(xiàn)在的國情規(guī)定，抗震設(shè)計(jì)要做到“小震不壞，中震可修，大震不倒”。首先在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)所處地區(qū)基本烈度作為抗震設(shè)防依據(jù)，并做好“概念設(shè)計(jì)”，把握三原則：強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件；其次在地基處理上盡量選取對建筑抗震有利的地段，避開不利和危險(xiǎn)地段。在結(jié)構(gòu)形式上盡量考慮抗震性能好的機(jī)構(gòu)，如鋼結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)等。抗震縫的設(shè)計(jì)對于抗震也起到至關(guān)重要的作用，從建筑結(jié)構(gòu)處理方面來看，設(shè)置抗震縫可以有效避免在地震中結(jié)構(gòu)之間的互相碰撞，從而減輕破壞損失。對于單層排架工業(yè)廠房，在廠房加設(shè)柱間支撐可以保證廠房縱向排架的剛度和穩(wěn)定，將水平荷載傳至基礎(chǔ)，加強(qiáng)抗震性能。對輕鋼門式鋼架，支撐系統(tǒng)的設(shè)置對抗震尤為重要。

總之，工業(yè)建筑設(shè)計(jì)所要考慮的因素越來越多，形式也越來越復(fù)雜，這里所談到的只是淺顯的一部分。作為工業(yè)建筑設(shè)計(jì)人員，面對這種挑戰(zhàn)，應(yīng)該更全面的去思考解決問題，把握因地制宜、以人為本的原則，善于反思和總結(jié)以往設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，使工業(yè)建筑設(shè)計(jì)跟上社會需求的步伐。

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