工業建筑結構設計中需注意的問題分析

王成

（龍佰四川鈦業有限公司，成都 618200）

1 引言

結構設計是工業建筑建設過程中必不可少的一部分，在優化工業建筑結構設計的基礎上，設計結果將更加經濟，并減少浪費問題的出現。具體而言，工業建筑設計人員在設計工作中，應重視地基設計、樓梯設計、梁和板件設計、柱形件設計等，與此同時，還應采用科學的方法解決設計過程中的問題，具體討論如下。

2 工業建筑結構設計的內容

結構設計是工業建筑設計的重要環節，工業建筑的結構設計應滿足環保、美觀、經濟與功能等方面的要求。工業建筑中的結構設計共包括4個環節，分別是方案設計、構件設計、結構分析和施工圖繪制等。在設計過程中，應重視每一個環節，使結構設計與施工質量得到保障。

3 工業建筑施工中結構設計應重視的問題

3.1 設計圖的深度

要保證施工的順利進行，必須有科學合理的建筑結構設計圖紙。詳細的建筑圖應體現建筑的所有結構并進行詳細的說明。

3.2 地基設計

因為工業建筑具有占地面積廣、結構復雜等特點，所以，結構設計難度較大。對地基進行設計時，應先勘察施工現場的實際情況，再選擇與其相適應的地基形式，若上層建筑的荷載非常大，可以選用彈性地基梁、樁基、條形基礎或者獨立基礎等地基形式[1]。實際設計時，應注意選擇的混凝土要具有較強的耐久性。

3.3 梁與板件的設計

為了保證建筑物的結構強度，梁、柱結構的橫截面面積都較大，并且配筋率較大。這雖然解決了工業建筑的承載問題，但給實際施工帶來了較多的問題。在設計中，一些設計人員將配筋率提高到 2.5%，但由于實際操作的限制，操作人員很難達到這樣的標準[2]。另外，由于鋼筋分布過密，會使梁柱結合處混凝土澆筑困難，探桿無法深入，造成鋼筋嚴重位移，給工業建筑后的安全問題留下隱患。

3.4 柱形件的設計

工業建筑結構設計中，軸向受力構件的應用極為廣泛。選用柱結構時，為了滿足經濟性，宜優先選用鋼管混凝土柱或型鋼格構柱。如角鋼、槽鋼、工字鋼和鋼管，也可用型鋼或鋼板制成組合截面柱。組合截面柱的腹桿體系有綴條式和綴板式2種[3]。考慮到性價比，在工藝允許的情況下可增加縱向系桿，以減小廠房柱的平面外計算長度。

3.5 樓梯的設計

在工業建筑中，計算機房、宿舍、辦公室等生活區的樓梯多為板式結構，這種結構的設計有利于施工。在建筑物的樓梯設計中，特別是在建筑物的人口密集區，樓梯的梯段差不應大于 20cm，以避免工作人員碰撞和絆倒。在施工過程中，如果樓梯間板結構跨度大于 5m，不能滿足相關施工條件時，應在施工圖中進行特殊說明。

3.6 框剪結構設計

在框架結構的抗震設計中，梁端塑性鉸應先于柱端出現。然而，根據研究和分析，框架結構底部柱的塑性鉸很難避免。因此，在相關規范中，將柱底截面的彎矩值乘以放大系數，以延緩塑性鉸的出現。但該規定是否適用于框架剪力墻結構，值得商榷。框架-剪力墻中的剪力墻是第一道防線，發生地震時，剪力墻首先被破壞。因此，如果將剪力墻設計成一個四周有梁柱（或暗梁暗柱）的框架剪力墻，框架會約束剪力墻，并且在剪力墻被破壞后仍能承受豎向荷載，防止結構倒塌。在工業建筑中，常采用框剪結構，以滿足抗震要求[4]。

4 工業建筑施工中結構設計的要點

4.1 鋼結構的設計要點

在對工業結構進行設計時，鋼結構是一種常見的結構類型。進行鋼結構設計時，要重視桿件設計以及節點連接設計，其中，節點連接設計極其重要，它決定著鋼結構的安裝是否安全穩定。在對節點連接進行設計時，必須對工藝性良好、傳力可靠、構造簡單以及受力明確等要求進行充分考慮[5]。

4.2 后澆帶的設計要點

通常情況下，后澆帶的帶寬設置在 80～100cm 較為適合。 與此同時，從基礎到房屋頂板設計，需要在每層的相同位置設置后澆帶。在對工業結構進行設計時，通過后澆帶的設計能夠有效解決混凝土施工過程中因為溫度變化導致的收縮問題，進而使混凝土結構應力得以提升。設計工業建筑結構時，應明確標注處后澆帶的斷面形式，地下水位較高時，應在基礎后澆帶下方設置防水板。

4.3 結構概念設計

概念設計是指工程結構計算所需的材料性能、力學知識和結構要求。在設計階段，必須有一個正確的概念，這對總體設計方案的實現和施工圖設計的質量至關重要，并且要求設計者的思維方式注重橫向思維、實踐性、綜合性、改革創新性、相對性。概念設計在結構設計與選型中的應用可以在一定程度上避免質量問題。概念設計是結構設計中的一個新思想，它可以利用整體概念考慮整個結構體系與各基本構件之間的力學關系，從而形成良好、安全、經濟的整體結構方案。

5 結語

總而言之，工業建筑設計極其復雜，需要堅持使用性、安全性以及耐久性等設計原則，所以，在對工業建筑結構進行設計時，設計人員必須明確國家針對工業建筑設計制定的規范以及要求，并在掌握影響工業建筑因素以及所有施工流程的基礎上，強化建筑結構設計，進而使工業建筑能夠達到技術性與經濟性的統一，這樣國家工業建筑將會具有較強的結構設計能力，在此基礎上，我國的工業建筑業將會飛速發展。