淺談工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)問題

王琮琳

摘 要：工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常重要的系統(tǒng)性研究?jī)?nèi)容所在，應(yīng)當(dāng)引起我們足夠的重視。該文從探討工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的起源出發(fā)，詳細(xì)闡述了工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)所包含的具體內(nèi)容和發(fā)展?fàn)顩r。而后又深入分析了現(xiàn)階段工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)問題所在。最后，結(jié)合自身多年工作研究經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題，筆者進(jìn)一步提出了自己的看法和觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 起源 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 注意問題

中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（c）-0174-02

1 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起源分析

在18世紀(jì)，英國(guó)工業(yè)革命取得領(lǐng)先地位，是最早出現(xiàn)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的國(guó)家。然后擴(kuò)展到其他國(guó)家，如美國(guó)和歐洲，工業(yè)革命的出現(xiàn)帶來(lái)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(xiàn)導(dǎo)致了工業(yè)建筑的陸續(xù)出現(xiàn)。19世紀(jì)末隨著第二次工業(yè)革命的發(fā)展，斷斷續(xù)續(xù)的出現(xiàn)了一大批新興產(chǎn)業(yè)，而歐洲和美國(guó)和其他國(guó)家的經(jīng)濟(jì)開始出現(xiàn)壟斷的趨勢(shì)，例如，在19世紀(jì)晚期，當(dāng)石油和鋼鐵行業(yè)壟斷了美國(guó)的洛克菲勒和卡內(nèi)基，他們建立了國(guó)際托拉斯組織，并企圖壟斷世界的石油和鋼鐵產(chǎn)業(yè)，工業(yè)托拉斯機(jī)構(gòu)工業(yè)建筑面積大、員工多，是有許多大型公司組建的集團(tuán)型機(jī)構(gòu)，從20世紀(jì)50年代開始，中國(guó)已經(jīng)開始建立各種類型的工業(yè)建筑。工業(yè)建筑通常包括人們從事各種類型的建筑和結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)活動(dòng)。在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，如廠房、工人住宿用房等，一般遵循的原則為強(qiáng)大的適用性、經(jīng)濟(jì)的合理性以及技術(shù)的先進(jìn)性原則，隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)水平也在不斷增加，中國(guó)的工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的未來(lái)將會(huì)有更大的發(fā)展。

2 現(xiàn)階段工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的分析

2.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)

工業(yè)建筑是一個(gè)大型的投資、占地范圍廣泛的復(fù)雜地質(zhì)條件的項(xiàng)目，所以在工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中需要選擇多種類型的地基打好基礎(chǔ)。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)角度分析，混凝土等級(jí)標(biāo)號(hào)需要與結(jié)構(gòu)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(chǔ)必須有一個(gè)詳細(xì)的工程圖紙，對(duì)于交叉部位堅(jiān)決不能反復(fù)使用，其基底面積只能夠單獨(dú)使用，并且在使用時(shí)一定要做到合理性和科學(xué)性。砌體結(jié)構(gòu)局部墻體有一種強(qiáng)烈的集中負(fù)荷的砌體結(jié)構(gòu)，所以有必要滿足要求的基礎(chǔ)上，除此之外，需特別關(guān)注的問題是，假如基礎(chǔ)的翼緣板選用的是緩坡形式柱下條形基礎(chǔ)，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(shè)計(jì)

通常為確保其強(qiáng)度方面的準(zhǔn)求，工業(yè)建筑鋼筋比較粗密受載非常大，會(huì)將梁柱截面面積設(shè)計(jì)的大一些，這會(huì)給工程施工造成較大的難度。一些設(shè)計(jì)師將能夠控制部分的高度，通常配筋率提升2.5%，在現(xiàn)實(shí)的施工作業(yè)中要想做好這一方面的工作是非常困難的。假設(shè)鋼筋分布密集的話，混凝土不能夠進(jìn)行密實(shí)的澆筑，那么會(huì)在梁柱節(jié)點(diǎn)的位置，這將導(dǎo)致一定程度的鋼鐵移位情況，為工程施工留下一個(gè)相當(dāng)大的安全隱患。因此一定要在設(shè)計(jì)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(fù)載的情況下，配筋率通常是不低于1.7%，這有一個(gè)非常好的影響梁結(jié)構(gòu)，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

通常挑梁自重的總荷載相對(duì)比較小，做成變截面對(duì)其自重減輕并不會(huì)產(chǎn)生太大的影響，對(duì)于挑梁鋼筋率進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，盡量將挑梁做成等截面的樣式。砌體結(jié)構(gòu)在需要預(yù)留適合的安全系數(shù)，挑梁將深入墻體的長(zhǎng)度要對(duì)抗傾翻臨界條件進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，并且一定要滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。在施工圖紙中過梁的設(shè)計(jì)需要嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)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(shè)在施工圖中如果在相對(duì)較大的門窗或者力量相對(duì)集中的情況下，要特別標(biāo)明選用方法和具體圖號(hào)，過梁的設(shè)計(jì)可以按標(biāo)準(zhǔn)圖選用，但需要經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)算來(lái)檢驗(yàn)過量的受力程度。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，盡量全面、楣梁鑄造，這有很大的幫助來(lái)提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

目前，大多數(shù)的現(xiàn)澆樓板鋼筋是軟件自動(dòng)生成技術(shù)，這可以有效地提高速度，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤的問題。需要考慮在對(duì)配筋率進(jìn)行有關(guān)計(jì)算的過程中，塑性變形重的分布情況，把板筋上的筋應(yīng)力乘以一定的折減系數(shù)約在0.8～0.9區(qū)間，將板下筋乘以約1.1～1.2區(qū)間的放大系數(shù)。在進(jìn)行配筋的過程中對(duì)砌體結(jié)構(gòu)板件的要求一定要注重支撐外墻的板筋的力度，否則，將會(huì)造成一個(gè)強(qiáng)有力的附加彎矩。

2.3 柱形件的設(shè)計(jì)重點(diǎn)

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，在選擇使用的柱截面的時(shí)候，軸向力組件的使用是非常廣泛的。通常，為了達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效益，考慮到性價(jià)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(shù)要求增加縱向拉桿，這可以有效地減少平面外計(jì)算長(zhǎng)度。支撐桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)往往是一個(gè)拉桿或拉桿組合式。但是需要依據(jù)受力情況及桿件的長(zhǎng)短度在現(xiàn)實(shí)的施工作業(yè)當(dāng)中來(lái)對(duì)其進(jìn)行挑選使用。單桿設(shè)計(jì)是現(xiàn)在常用的一種，需要這種方式在前后桿件之間不設(shè)置綴條，會(huì)很方便的進(jìn)行中間穿行樓梯管道和參觀走廊。

2.4 樓梯的設(shè)計(jì)

生活區(qū)建筑物在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，大都選用的是板式結(jié)構(gòu)，因此，這樣不僅僅在外形上達(dá)到美觀的效果同時(shí)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(qū)域的高度預(yù)留是十分重要的。為了預(yù)防絆倒梯子的高度預(yù)留在小于或等于20 cm為最佳。并且要密切配合休息平臺(tái)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(biāo)出。需要注意的是，考慮問題的解決需要根據(jù)第一部分的跳板，需要及時(shí)的設(shè)置階梯梁，以便提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.5 預(yù)埋件的合理埋設(shè)

在施工過程中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是一個(gè)載體，除了各種設(shè)備安裝外還需要許多預(yù)埋件，必須嚴(yán)格按照施工圖紙施工，而一些單位在施工過程中需要及時(shí)的進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)救那些遺漏了的樓梯中的埋件等，這樣不僅浪費(fèi)時(shí)間同時(shí)也增加了施工的成本。在技術(shù)交底的過程中，我們必須解釋建筑施工企業(yè)埋的具體要求， 埋件要承受一定的負(fù)載。在工業(yè)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(cuò)位的主要原因，以避免安裝有一定難度。endprint

2.6 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)

在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要有良好的加工性能，鋼結(jié)構(gòu)是非常多見的一種結(jié)構(gòu)形式，這有利于進(jìn)行施工和未來(lái)維修工作。比如在工程設(shè)計(jì)中，選擇采用輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在施工現(xiàn)場(chǎng)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(yùn)用。如果設(shè)計(jì)過程是從一個(gè)科學(xué)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(huì)有這樣的問題。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要，桿件設(shè)計(jì)和聯(lián)合設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的兩個(gè)重要方面。接頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將直接影響鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性能。節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)必須滿足的要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠傳輸、清晰的壓力和良好的工藝性。節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)安全系數(shù)設(shè)置為10%～15%。對(duì)于小部件應(yīng)力的情況，焊縫的長(zhǎng)度通常高于120 mm。上述因素在工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中是非常關(guān)鍵的。不要隨意的在工程施工過程當(dāng)中增加桿件截面，以避免對(duì)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的安全性產(chǎn)生不利影響。

3 關(guān)于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

3.1 地基的設(shè)計(jì)

因?yàn)榇竺娣e的工業(yè)建筑，工業(yè)建筑的建設(shè)比較復(fù)雜，所以根據(jù)場(chǎng)地的情況在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取多種地基設(shè)計(jì)方式，確定適合的地基方案。設(shè)計(jì)師應(yīng)該合理處理樁基的影響，減少原始建筑樁基礎(chǔ)施工。對(duì)于地基的配筋方面，設(shè)計(jì)人員對(duì)于交接部位的鋼筋應(yīng)該盡可能減小配筋率，設(shè)計(jì)師應(yīng)該有一個(gè)完整的施工計(jì)劃，并調(diào)整底座寬度。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)力應(yīng)為強(qiáng)度設(shè)計(jì)值約占90%。變性的鋼構(gòu)件， 在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，它應(yīng)該符合變性的允許值，應(yīng)該以便于檢修為基準(zhǔn)。根據(jù)供應(yīng)情況，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)除銹和防銹涂層工作，對(duì)于重要的鋼結(jié)構(gòu)，例如高爐爐殼、熱風(fēng)主管除銹等級(jí)應(yīng)定為Sa2.5，應(yīng)該用噴砂方法，而普通的鋼結(jié)構(gòu)等級(jí)應(yīng)定為St3則可用手工方法。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，要注意過程和簡(jiǎn)單性，節(jié)點(diǎn)的安全系數(shù)應(yīng)設(shè)置在10%～20%之間。

3.3 預(yù)埋件的選取

大多數(shù)工業(yè)建筑需要嵌入一些環(huán)梁，對(duì)預(yù)埋件的設(shè)計(jì)過程并不規(guī)范，然而，通常的工業(yè)建筑設(shè)計(jì)往往忽視了這部分的作用。這就要求設(shè)計(jì)師注意吊環(huán)的選擇，一定要使用鋼筋制冷環(huán)的冷加工。設(shè)計(jì)師應(yīng)該標(biāo)記的使用材料，為了防止施工人員不小心選錯(cuò)材料造成安全隱患，進(jìn)而避免為安全事故埋下伏筆。另外，埋入深度在吊環(huán)預(yù)埋的過程中，設(shè)計(jì)人員也一定要多加注意，應(yīng)該多了解這方面的圖紙，防護(hù)環(huán)的一部分嵌入結(jié)構(gòu)梁的上部，另一部分埋在地板下面。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該調(diào)整預(yù)埋件的預(yù)埋位置，多修改圖紙，為了防止異常情況的發(fā)生，一旦發(fā)現(xiàn)圖紙是錯(cuò)誤的，設(shè)計(jì)人員可以在第一時(shí)間進(jìn)行改正，爭(zhēng)取做到天衣無(wú)縫。設(shè)計(jì)師還應(yīng)該了解所有預(yù)埋件的尺寸和位置的建筑圖，在補(bǔ)丁之后離開現(xiàn)場(chǎng)，防止嵌入式部件造成麻煩。氣缸壁嵌入式零件庫(kù)的安裝結(jié)構(gòu)安裝方面，必須注意購(gòu)買額外的負(fù)荷，防止滑液排出的發(fā)生，盡量避免出現(xiàn)安裝困難的情況。

3.4 防腐蝕處理工作

對(duì)于會(huì)產(chǎn)生腐蝕的生產(chǎn)廠房，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)對(duì)風(fēng)力和水源設(shè)置在較低的位置，并設(shè)置排水溝。在工廠為了防止其他管道的正常運(yùn)行的影響，如果有一個(gè)通道輸送腐蝕性液體或氣體，應(yīng)該將其設(shè)置在下層。工廠的污水排出口應(yīng)遠(yuǎn)離建筑物和人群，避免污染的擴(kuò)散。在建筑材料的選用方面，對(duì)于廠房的設(shè)計(jì)采取防腐蝕措施，應(yīng)該定為半敞開或敞開式，加強(qiáng)通風(fēng)，減少氣體腐蝕性。對(duì)于建筑門窗等應(yīng)由塑料、木頭或玻璃纖維增強(qiáng)塑料任性，并涂防腐蝕的涂料。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，面對(duì)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)飛速發(fā)展的今天，我國(guó)工業(yè)建筑越來(lái)越呈現(xiàn)出了大型、復(fù)雜的特點(diǎn)。因此，從這個(gè)角度出發(fā)，新時(shí)期我們深入研究工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)問題，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。事實(shí)上，我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程起步較晚，對(duì)于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也存在相當(dāng)?shù)膯栴}和不足之處。特別是與歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，更是存在不小的差距。未來(lái)，我們一定要重新審視我國(guó)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題所在并深入研究出適合我國(guó)特色發(fā)展的完善策略，努力為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)增磚添瓦。

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