工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需注意的問題分析

王成

（龍佰四川鈦業(yè)有限公司，成都 618200）

1 引言

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是工業(yè)建筑建設(shè)過程中必不可少的一部分，在優(yōu)化工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)結(jié)果將更加經(jīng)濟(jì)，并減少浪費(fèi)問題的出現(xiàn)。具體而言，工業(yè)建筑設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)重視地基設(shè)計(jì)、樓梯設(shè)計(jì)、梁和板件設(shè)計(jì)、柱形件設(shè)計(jì)等，與此同時(shí)，還應(yīng)采用科學(xué)的方法解決設(shè)計(jì)過程中的問題，具體討論如下。

2 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足環(huán)保、美觀、經(jīng)濟(jì)與功能等方面的要求。工業(yè)建筑中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)共包括4個(gè)環(huán)節(jié)，分別是方案設(shè)計(jì)、構(gòu)件設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析和施工圖繪制等。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)重視每一個(gè)環(huán)節(jié)，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量得到保障。

3 工業(yè)建筑施工中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)重視的問題

3.1 設(shè)計(jì)圖的深度

要保證施工的順利進(jìn)行，必須有科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙。詳細(xì)的建筑圖應(yīng)體現(xiàn)建筑的所有結(jié)構(gòu)并進(jìn)行詳細(xì)的說明。

3.2 地基設(shè)計(jì)

因?yàn)楣I(yè)建筑具有占地面積廣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，所以，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度較大。對(duì)地基進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先勘察施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，再選擇與其相適應(yīng)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(chǔ)或者獨(dú)立基礎(chǔ)等地基形式[1]。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意選擇的混凝土要具有較強(qiáng)的耐久性。

3.3 梁與板件的設(shè)計(jì)

為了保證建筑物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，梁、柱結(jié)構(gòu)的橫截面面積都較大，并且配筋率較大。這雖然解決了工業(yè)建筑的承載問題，但給實(shí)際施工帶來了較多的問題。在設(shè)計(jì)中，一些設(shè)計(jì)人員將配筋率提高到 2.5%，但由于實(shí)際操作的限制，操作人員很難達(dá)到這樣的標(biāo)準(zhǔn)[2]。另外，由于鋼筋分布過密，會(huì)使梁柱結(jié)合處混凝土澆筑困難，探桿無法深入，造成鋼筋嚴(yán)重位移，給工業(yè)建筑后的安全問題留下隱患。

3.4 柱形件的設(shè)計(jì)

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，軸向受力構(gòu)件的應(yīng)用極為廣泛。選用柱結(jié)構(gòu)時(shí)，為了滿足經(jīng)濟(jì)性，宜優(yōu)先選用鋼管混凝土柱或型鋼格構(gòu)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]?？紤]到性價(jià)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(jì)算長度。

3.5 樓梯的設(shè)計(jì)

在工業(yè)建筑中，計(jì)算機(jī)房、宿舍、辦公室等生活區(qū)的樓梯多為板式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有利于施工。在建筑物的樓梯設(shè)計(jì)中，特別是在建筑物的人口密集區(qū)，樓梯的梯段差不應(yīng)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(jié)構(gòu)跨度大于 5m，不能滿足相關(guān)施工條件時(shí)，應(yīng)在施工圖中進(jìn)行特殊說明。

3.6 框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，梁端塑性鉸應(yīng)先于柱端出現(xiàn)。然而，根據(jù)研究和分析，框架結(jié)構(gòu)底部柱的塑性鉸很難避免。因此，在相關(guān)規(guī)范中，將柱底截面的彎矩值乘以放大系數(shù)，以延緩塑性鉸的出現(xiàn)。但該規(guī)定是否適用于框架剪力墻結(jié)構(gòu)，值得商榷。框架-剪力墻中的剪力墻是第一道防線，發(fā)生地震時(shí)，剪力墻首先被破壞。因此，如果將剪力墻設(shè)計(jì)成一個(gè)四周有梁柱（或暗梁暗柱）的框架剪力墻，框架會(huì)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(jié)構(gòu)倒塌。在工業(yè)建筑中，常采用框剪結(jié)構(gòu)，以滿足抗震要求[4]。

4 工業(yè)建筑施工中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

4.1 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在對(duì)工業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)是一種常見的結(jié)構(gòu)類型。進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要重視桿件設(shè)計(jì)以及節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)，其中，節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)極其重要，它決定著鋼結(jié)構(gòu)的安裝是否安全穩(wěn)定。在對(duì)節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)工藝性良好、傳力可靠、構(gòu)造簡單以及受力明確等要求進(jìn)行充分考慮[5]。

4.2 后澆帶的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

通常情況下，后澆帶的帶寬設(shè)置在 80～100cm 較為適合。 與此同時(shí)，從基礎(chǔ)到房屋頂板設(shè)計(jì)，需要在每層的相同位置設(shè)置后澆帶。在對(duì)工業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通過后澆帶的設(shè)計(jì)能夠有效解決混凝土施工過程中因?yàn)闇囟茸兓瘜?dǎo)致的收縮問題，進(jìn)而使混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力得以提升。設(shè)計(jì)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)明確標(biāo)注處后澆帶的斷面形式，地下水位較高時(shí)，應(yīng)在基礎(chǔ)后澆帶下方設(shè)置防水板。

4.3 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)是指工程結(jié)構(gòu)計(jì)算所需的材料性能、力學(xué)知識(shí)和結(jié)構(gòu)要求。在設(shè)計(jì)階段，必須有一個(gè)正確的概念，這對(duì)總體設(shè)計(jì)方案的實(shí)現(xiàn)和施工圖設(shè)計(jì)的質(zhì)量至關(guān)重要，并且要求設(shè)計(jì)者的思維方式注重橫向思維、實(shí)踐性、綜合性、改革創(chuàng)新性、相對(duì)性。概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型中的應(yīng)用可以在一定程度上避免質(zhì)量問題。概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)新思想，它可以利用整體概念考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)體系與各基本構(gòu)件之間的力學(xué)關(guān)系，從而形成良好、安全、經(jīng)濟(jì)的整體結(jié)構(gòu)方案。

5 結(jié)語

總而言之，工業(yè)建筑設(shè)計(jì)極其復(fù)雜，需要堅(jiān)持使用性、安全性以及耐久性等設(shè)計(jì)原則，所以，在對(duì)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須明確國家針對(duì)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)制定的規(guī)范以及要求，并在掌握影響工業(yè)建筑因素以及所有施工流程的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)而使工業(yè)建筑能夠達(dá)到技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，這樣國家工業(yè)建筑將會(huì)具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，在此基礎(chǔ)上，我國的工業(yè)建筑業(yè)將會(huì)飛速發(fā)展。