淺談工業建筑結構設計相關問題

王琮琳

摘 要：工業建筑結構設計是一項非常重要的系統性研究內容所在，應當引起我們足夠的重視。該文從探討工業建筑結構設計的起源出發，詳細闡述了工業建筑結構所包含的具體內容和發展狀況。而后又深入分析了現階段工業建筑結構設計中的要點問題所在。最后，結合自身多年工作研究經驗，針對工業建筑結構設計中應注意的問題，筆者進一步提出了自己的看法和觀點。

關鍵詞：工業建筑 結構設計 起源 設計要點 注意問題

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（c）-0174-02

1 工業建筑結構設計起源分析

在18世紀，英國工業革命取得領先地位，是最早出現工業建筑結構的國家。然后擴展到其他國家，如美國和歐洲，工業革命的出現帶來了大量的工廠，如棉花紡織、采礦、冶煉等，從而這些工廠的出現導致了工業建筑的陸續出現。19世紀末隨著第二次工業革命的發展，斷斷續續的出現了一大批新興產業，而歐洲和美國和其他國家的經濟開始出現壟斷的趨勢，例如，在19世紀晚期，當石油和鋼鐵行業壟斷了美國的洛克菲勒和卡內基，他們建立了國際托拉斯組織，并企圖壟斷世界的石油和鋼鐵產業，工業托拉斯機構工業建筑面積大、員工多，是有許多大型公司組建的集團型機構，從20世紀50年代開始，中國已經開始建立各種類型的工業建筑。工業建筑通常包括人們從事各種類型的建筑和結構的生產活動。在工業建筑設計中，如廠房、工人住宿用房等，一般遵循的原則為強大的適用性、經濟的合理性以及技術的先進性原則，隨著經濟和技術的發展，工業建筑的設計水平也在不斷增加，中國的工業建筑設計的未來將會有更大的發展。

2 現階段工業建筑結構設計要點的分析

2.1 混凝土結構設計重點

工業建筑是一個大型的投資、占地范圍廣泛的復雜地質條件的項目，所以在工業結構設計的過程中需要選擇多種類型的地基打好基礎。從產業結構的設計角度分析，混凝土等級標號需要與結構的耐久性相互吻合，最好是減少配筋率。鋼的接觸位置的基礎必須有一個詳細的工程圖紙，對于交叉部位堅決不能反復使用，其基底面積只能夠單獨使用，并且在使用時一定要做到合理性和科學性。砌體結構局部墻體有一種強烈的集中負荷的砌體結構，所以有必要滿足要求的基礎上，除此之外，需特別關注的問題是，假如基礎的翼緣板選用的是緩坡形式柱下條形基礎，則我們必須注意邊坡角不能太陡，否則它將減少施工工藝的影響。

2.2 梁和板件的合理設計

通常為確保其強度方面的準求，工業建筑鋼筋比較粗密受載非常大，會將梁柱截面面積設計的大一些，這會給工程施工造成較大的難度。一些設計師將能夠控制部分的高度，通常配筋率提升2.5%，在現實的施工作業中要想做好這一方面的工作是非常困難的。假設鋼筋分布密集的話，混凝土不能夠進行密實的澆筑，那么會在梁柱節點的位置，這將導致一定程度的鋼鐵移位情況，為工程施工留下一個相當大的安全隱患。因此一定要在設計過程中，提升截面高度降低鋼筋率。為了能夠便于施工，努力不讓的梁柱接合部分工字鋼積累情況。在沒有特殊負載的情況下，配筋率通常是不低于1.7%，這有一個非常好的影響梁結構，提高建筑結構的抗震性能。

通常挑梁自重的總荷載相對比較小，做成變截面對其自重減輕并不會產生太大的影響，對于挑梁鋼筋率進行計算的時候，盡量將挑梁做成等截面的樣式。砌體結構在需要預留適合的安全系數，挑梁將深入墻體的長度要對抗傾翻臨界條件進行有關計算，并且一定要滿足結構設計的要求。在施工圖紙中過梁的設計需要嚴格遵循相關標準來選擇使用圖紙，一定要明確指定所選擇使用的具體方法。假設在施工圖中如果在相對較大的門窗或者力量相對集中的情況下，要特別標明選用方法和具體圖號，過梁的設計可以按標準圖選用，但需要經過詳細的計算來檢驗過量的受力程度。在結構設計過程中，盡量全面、楣梁鑄造，這有很大的幫助來提高結構的抗震性能。

目前，大多數的現澆樓板鋼筋是軟件自動生成技術，這可以有效地提高速度，避免出現錯誤的問題。需要考慮在對配筋率進行有關計算的過程中，塑性變形重的分布情況，把板筋上的筋應力乘以一定的折減系數約在0.8～0.9區間，將板下筋乘以約1.1～1.2區間的放大系數。在進行配筋的過程中對砌體結構板件的要求一定要注重支撐外墻的板筋的力度，否則，將會造成一個強有力的附加彎矩。

2.3 柱形件的設計重點

工業建筑結構設計過程中，在選擇使用的柱截面的時候，軸向力組件的使用是非常廣泛的。通常，為了達到最好的經濟效益，考慮到性價比問題，我們可以選擇使用鋼管混凝土柱或鋼筋混凝土柱。在施工工藝能夠滿足的前提下，可以滿足施工技術要求增加縱向拉桿，這可以有效地減少平面外計算長度。支撐桿結構的設計往往是一個拉桿或拉桿組合式。但是需要依據受力情況及桿件的長短度在現實的施工作業當中來對其進行挑選使用。單桿設計是現在常用的一種，需要這種方式在前后桿件之間不設置綴條，會很方便的進行中間穿行樓梯管道和參觀走廊。

2.4 樓梯的設計

生活區建筑物在工業建筑結構當中，大都選用的是板式結構，因此，這樣不僅僅在外形上達到美觀的效果同時在施工過程中又比較方便。因此在梯梁和梯板之間有一定高度，尤其是建筑入口區域的高度預留是十分重要的。為了預防絆倒梯子的高度預留在小于或等于20 cm為最佳。并且要密切配合休息平臺與梯段板平行方向的上部，跟梯段板配筋要拉通，如果情況特殊就要在施工圖紙上明確地標出。需要注意的是，考慮問題的解決需要根據第一部分的跳板，需要及時的設置階梯梁，以便提高建筑結構的穩定性。

2.5 預埋件的合理埋設

在施工過程中，產業結構是一個載體，除了各種設備安裝外還需要許多預埋件，必須嚴格按照施工圖紙施工，而一些單位在施工過程中需要及時的進行現場補救那些遺漏了的樓梯中的埋件等，這樣不僅浪費時間同時也增加了施工的成本。在技術交底的過程中，我們必須解釋建筑施工企業埋的具體要求， 埋件要承受一定的負載。在工業建筑嵌入式部件的安裝過程中，需要注意的是，是否存在形成嵌入式部位錯位的主要原因，以避免安裝有一定難度。endprint

2.6 鋼結構設計重點

在工業建筑結構當中，鋼結構設計需要有良好的加工性能，鋼結構是非常多見的一種結構形式，這有利于進行施工和未來維修工作。比如在工程設計中，選擇采用輕鋼結構設計，在施工現場裝配的過程中，螺栓的低端不允許足夠的扳手空間，避免力矩扳手沒有辦法安全運用。如果設計過程是從一個科學問題的考慮的，留出足夠的空間或選擇其他連接，那么就不會有這樣的問題。

結構設計在鋼結構設計中非常重要，桿件設計和聯合設計是鋼結構設計的兩個重要方面。接頭結構設計將直接影響鋼結構設計的安全性能。節點的設計必須滿足的要求結構簡單、可靠傳輸、清晰的壓力和良好的工藝性。節點連接設計安全系數設置為10%～15%。對于小部件應力的情況，焊縫的長度通常高于120 mm。上述因素在工業廠房鋼結構設計工作當中是非常關鍵的。不要隨意的在工程施工過程當中增加桿件截面，以避免對節點結構的安全性產生不利影響。

3 關于工業建筑結構設計中應注意的問題

3.1 地基的設計

因為大面積的工業建筑，工業建筑的建設比較復雜，所以根據場地的情況在設計時應采取多種地基設計方式，確定適合的地基方案。設計師應該合理處理樁基的影響，減少原始建筑樁基礎施工。對于地基的配筋方面，設計人員對于交接部位的鋼筋應該盡可能減小配筋率，設計師應該有一個完整的施工計劃，并調整底座寬度。

3.2 鋼結構的設計

在鋼結構設計中，應力應為強度設計值約占90%。變性的鋼構件， 在鋼結構的設計上，它應該符合變性的允許值，應該以便于檢修為基準。根據供應情況，對鋼結構除銹和防銹涂層工作，對于重要的鋼結構，例如高爐爐殼、熱風主管除銹等級應定為Sa2.5，應該用噴砂方法，而普通的鋼結構等級應定為St3則可用手工方法。對于鋼結構節點設計，要注意過程和簡單性，節點的安全系數應設置在10%～20%之間。

3.3 預埋件的選取

大多數工業建筑需要嵌入一些環梁，對預埋件的設計過程并不規范，然而，通常的工業建筑設計往往忽視了這部分的作用。這就要求設計師注意吊環的選擇，一定要使用鋼筋制冷環的冷加工。設計師應該標記的使用材料，為了防止施工人員不小心選錯材料造成安全隱患，進而避免為安全事故埋下伏筆。另外，埋入深度在吊環預埋的過程中，設計人員也一定要多加注意，應該多了解這方面的圖紙，防護環的一部分嵌入結構梁的上部，另一部分埋在地板下面。設計人員應該調整預埋件的預埋位置，多修改圖紙，為了防止異常情況的發生，一旦發現圖紙是錯誤的，設計人員可以在第一時間進行改正，爭取做到天衣無縫。設計師還應該了解所有預埋件的尺寸和位置的建筑圖，在補丁之后離開現場，防止嵌入式部件造成麻煩。氣缸壁嵌入式零件庫的安裝結構安裝方面，必須注意購買額外的負荷，防止滑液排出的發生，盡量避免出現安裝困難的情況。

3.4 防腐蝕處理工作

對于會產生腐蝕的生產廠房，設計師應當對風力和水源設置在較低的位置，并設置排水溝。在工廠為了防止其他管道的正常運行的影響，如果有一個通道輸送腐蝕性液體或氣體，應該將其設置在下層。工廠的污水排出口應遠離建筑物和人群，避免污染的擴散。在建筑材料的選用方面，對于廠房的設計采取防腐蝕措施，應該定為半敞開或敞開式，加強通風，減少氣體腐蝕性。對于建筑門窗等應由塑料、木頭或玻璃纖維增強塑料任性，并涂防腐蝕的涂料。

4 結語

總而言之，面對我國現代化建設飛速發展的今天，我國工業建筑越來越呈現出了大型、復雜的特點。因此，從這個角度出發，新時期我們深入研究工業建筑結構設計相關問題，有著非常重要的現實意義。事實上，我國工業化進程起步較晚，對于工業建筑結構設計上也存在相當的問題和不足之處。特別是與歐美一些發達國家相比，更是存在不小的差距。未來，我們一定要重新審視我國工業建筑結構設計中的問題所在并深入研究出適合我國特色發展的完善策略，努力為我國現代化建設增磚添瓦。

參考文獻

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