發(fā)布時間：2024-01-05 17:05:43
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；錯誤分析
對于現(xiàn)代工業(yè)建筑而言，其工藝在不斷的更新，而且以前很多的單一的廠房也被多功能的綜合廠房所代替，因此，工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)也越來越多樣化，其對外觀與內(nèi)部布置的設(shè)計要求也更加的高。為了跟上時代的變化，工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計就逐漸變?yōu)楣I(yè)建筑的一個關(guān)鍵。然而，由于工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，比如，工業(yè)建筑的樓蓋都是密肋樓蓋，而且它的構(gòu)件也比較多，另外，在建筑的地面設(shè)備布置和預(yù)埋件的預(yù)埋留孔也比較多。因此，工業(yè)建筑這樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu)就很容易使設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計的時候出現(xiàn)一些錯誤，而這些錯誤又會給施工帶來一些麻煩，所以在設(shè)計時盡量避免出現(xiàn)錯誤是保證施工順利進(jìn)行以及工業(yè)建筑質(zhì)量的關(guān)鍵。下面我們從常出現(xiàn)的錯誤入手進(jìn)行分析。
1 常見的取值錯誤
1.1 梁扭矩的折減系數(shù)取值錯誤
對于工業(yè)建筑，特別是化工廠房而言，因為這些廠房不僅吊掛設(shè)備比較多，而且樓面開洞也較多較大，洞邊也需要設(shè)置支撐設(shè)備。因此，在設(shè)計的時候，為了計算的數(shù)據(jù)更加精確，梁扭矩的折減系數(shù)也必須精確的取值。但是很多的設(shè)計人員都是用PKPM軟件中的SATWE模塊進(jìn)行梁配筋的計算，而這個軟件在進(jìn)行計算的時候是將梁扭矩折減系數(shù)默認(rèn)為0.4進(jìn)行計算的?？墒窃诠I(yè)廠房這樣的建筑中，梁扭矩折減系數(shù)的取值應(yīng)該根據(jù)開洞的大小和多少在0.4～1.0的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，取最精確的值。
1.2 活載組合值系數(shù)取值錯誤
在PKPM軟件SATWE模塊中，其默認(rèn)的活載組合值系數(shù)為0.7，雖然大部分的建筑的活載組合值系數(shù)是0.7，但是對于工業(yè)建筑而言，有一部分的建筑的活載組合取值就各不相同。比如，倉庫庫房、通風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房等的活載組合值系數(shù)為0.9，而金工車間、半導(dǎo)體器件車間、糧食加工車間等的活載組合值系數(shù)卻是1.0，另外還有一些車間的活載組合值系數(shù)是0.8。因此，設(shè)計人員在設(shè)計的過程中，不能總是使用PKPM軟件中SATWE模塊默認(rèn)的活載組合值系數(shù)，而是應(yīng)該根據(jù)所設(shè)計的工業(yè)建筑的類型和用途按照實際情況調(diào)整活載組合值系數(shù)，讓其達(dá)到一個較精確的值，避免對施工進(jìn)度和工程質(zhì)量的影響。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計在施工方面常見的錯誤
對于上面常出現(xiàn)的錯誤而言，都是設(shè)計人員沒有準(zhǔn)確的對那些系數(shù)進(jìn)行取值而造成最后的計算錯誤。而除了設(shè)計人員在計算時的取值錯誤之外，還有一些錯誤是直接影響施工進(jìn)度的。
有的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計的過程中由于和工藝設(shè)計人員沒有保持良好的溝通，從而導(dǎo)致工藝設(shè)備的布置和基礎(chǔ)靠得很近，也因此讓設(shè)備基礎(chǔ)與主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)發(fā)生沖突，不僅如此，設(shè)備基礎(chǔ)與主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)靠得太近還會使施工更加的難，設(shè)備基礎(chǔ)在運(yùn)行的過程中也會影響主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。因此，為了防止出現(xiàn)這些問題，在設(shè)計的過程中應(yīng)該盡量將較重或者振動較大的設(shè)備避開基礎(chǔ)，避免兩者相互影響而造成無法使用的狀況。而要避免出現(xiàn)這些錯誤最基本的方法還是需要建筑設(shè)計人員和工藝設(shè)計人員之間保持良好的溝通，使兩者對建筑結(jié)構(gòu)和工藝的布置都有一定的了解，避免出現(xiàn)上述情況。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員缺乏經(jīng)驗也是造成一些常見錯誤發(fā)生的原因。比如，有的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員由于缺乏經(jīng)驗而沒有與排水設(shè)計人員進(jìn)行協(xié)調(diào)協(xié)商，也因此沒有留出應(yīng)該預(yù)留的孔洞，從而對施工也造成了一定的難度，甚至對建筑物的質(zhì)量也會造成一定的影響。除了結(jié)構(gòu)設(shè)計人員沒有與排水設(shè)計人員進(jìn)行溝通之外，就是因為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的經(jīng)驗不足，對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計不能滿足排水的要求。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員與排水設(shè)計人員的溝通是非常重要的。而在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候為了方便排水管道穿過基礎(chǔ)有下面兩個處理方法：①適當(dāng)?shù)慕档突A(chǔ)梁頂?shù)臉?biāo)高來滿足排水的要求；②在基礎(chǔ)梁中預(yù)埋尺寸相同的套管。為了保證建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計適合排水的要求，不僅需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員有大量的相關(guān)知識，還需要結(jié)構(gòu)設(shè)計人員有豐富的經(jīng)驗，因為為了滿足一些設(shè)計的要求，其所需的知識并不一定在書上有，而需要在工作的過程中積累經(jīng)驗而得。因此，設(shè)計人員的經(jīng)驗對于避免常見錯誤也是非常關(guān)鍵的。
對于一些有爆炸危險的廠房而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計的時候一般都應(yīng)該將其設(shè)計為敞開式或是半敞開式。但是有的廠房卻又特殊的要求，必須將其設(shè)計為全封閉式的廠房時，常出現(xiàn)的問題就是沒有考慮到防爆廠房的泄壓面積。要是設(shè)計全封閉式的廠房時，應(yīng)該考慮泄壓面積是否足夠，而且還應(yīng)該多開一些窗戶。像地下建筑等這些特別的防爆廠房，比如地下鍋爐房等，要是遇到這些特別的防爆建筑廠房應(yīng)該更加的重視泄壓面積夠不夠。防爆廠房的泄壓設(shè)施一般都是采用易于脫落的輕質(zhì)屋蓋、窗和門，還有的墻也是采用易于脫落的輕質(zhì)材料。泄壓設(shè)施應(yīng)該靠近爆炸源，避開主要的通道和人員集中的地方，而且泄壓設(shè)施的泄壓面積應(yīng)該分布均勻。防爆廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該做到不犯錯，因為一旦犯錯就可能造成不可避免的錯誤。所以防爆廠房的泄壓面積的設(shè)計一定要考慮到，而且面積還必須足夠大。
很多的工業(yè)廠房都需要在梁上預(yù)埋吊環(huán)，而對于這方面的設(shè)計卻不怎么規(guī)范，也是常出現(xiàn)的錯誤。設(shè)置吊環(huán)不能采用冷加工的鋼筋，而應(yīng)該用沒有經(jīng)過冷加工的Ⅰ級鋼筋來制作。制作好的吊環(huán)應(yīng)該焊接或是綁扎在受力的鋼筋上，若采用綁扎的方法，其埋入的深度也應(yīng)該不小于30d；要是采用焊接的方法則不受這一限制。對與吊環(huán)的拉應(yīng)力的計算，一個吊環(huán)可以按照兩個截面進(jìn)行計算，要是在構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)自重值之下，一個吊環(huán)的拉應(yīng)力應(yīng)該不大于50MPa。
結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要是沒有仔細(xì)的查看圖紙，就可能造成預(yù)埋件布置的位置不對，可能一半埋在結(jié)構(gòu)梁上，另一半?yún)s埋在樓板下。因此，為了避免這樣的情況出現(xiàn)，在布置預(yù)埋件的時候應(yīng)該查看相關(guān)的結(jié)構(gòu)圖紙，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整預(yù)埋件的位置。由此可知，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的設(shè)計將直接影響預(yù)埋件位置，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計的時候應(yīng)該仔細(xì)的查看樓面結(jié)構(gòu)的相關(guān)圖紙，如果發(fā)現(xiàn)不妥的地方可以盡快的和施工人員協(xié)商，避免造成一些錯誤，也可以避免耽誤工程進(jìn)度。
3 結(jié)語
為了使工業(yè)建筑更加的安全、耐用和適用，結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理是非常重要的一步。工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)該要做到合理的平面布局和結(jié)構(gòu)選型，并且在計算過程中需要選擇系數(shù)的時候要根據(jù)設(shè)計的建筑選擇最合適的系數(shù)，還要嚴(yán)格的按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計人員在進(jìn)行工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，肯定會遇到很多的問題，上面只是對其中的一些問題進(jìn)行了說明。而會遇到的更多的問題還需要設(shè)計人員實際的工作經(jīng)驗去解決。
參考文獻(xiàn)：
[1]朱善春.工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見錯誤分析[J].工業(yè)建筑,2006,36(z1)_2:95～96
[2]劉國營.工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見錯誤分析[J].廣東科技,2007,(10)_1:130
關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑結(jié)構(gòu);優(yōu)化技術(shù)
Abstract: The optimization of industrial structure is a complex process, which belongs to the comprehensive decision problems. Need factors to consider practical, safe, economy and the overall effect in the process of optimization. The optimization technology and the practical application of industrial structure and the overall effect is improved practical approaches to optimize industrial structure, and the utilization ratio of industrial structure of the space are analyzed.
Key words: industrial structure; optimization technique
中圖分類號： TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2013）
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對所要施工的建筑的表達(dá)。對于建筑設(shè)計人員必須要熟練掌握相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在具體的建筑設(shè)計之中也要具備十分扎實的理論知識。近些年來，我國的自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，給我國人民群眾的生命安全和財產(chǎn)造成了巨大的損害，在汶川地震中，大量的校舍、民房和廠房出現(xiàn)了嚴(yán)重的破壞，造成了大量人員死傷和財產(chǎn)損失，社會各界對此反響很大。這就更加需要建筑設(shè)計人員對建筑的優(yōu)化設(shè)計，切實保證建筑設(shè)計質(zhì)量和優(yōu)化。
1 工業(yè)結(jié)構(gòu)的人性化特點與優(yōu)化內(nèi)容
工業(yè)的人性化是體現(xiàn)工業(yè)實用性的一個重要方面，尤其是隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們對于自身工作廠房的條件提出了更高的要求。在工作環(huán)境方面，不但要求有工業(yè)廠房可以提供場所，同時還要滿足工人和生產(chǎn)的需要。這時，以實用性為基礎(chǔ)的“人性化”就成為了人們對工業(yè)設(shè)計追求的一個重要概念。而在現(xiàn)代工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的過程中，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計就需要以“人性化”這個特點為基礎(chǔ)，采用“以人為本”的設(shè)計理念，對工業(yè)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。人性化工業(yè)結(jié)構(gòu)的特點具有這樣的幾個特點：
（1）合理的空間布局，通常而言在人少地多的地方選擇的廠房可以考慮建設(shè)單層的廠房，而在人多地少的地區(qū)則盡量建設(shè)兩層及兩層以上的廠房，而且在工業(yè)整體結(jié)構(gòu)之內(nèi)具有明確的用地分工，能夠提高對土地空間的利用率。
（2）整體工業(yè)結(jié)構(gòu)極具藝術(shù)效果，通常在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計是在充分考慮通風(fēng)以及采光等因素的基礎(chǔ)上，一般盡可能布置優(yōu)化。而通過采用工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方法，可以有效的降低工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計的成本。其中，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程中，主要的優(yōu)化對象和優(yōu)化內(nèi)容包括：工業(yè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、工業(yè)屋蓋系統(tǒng)的優(yōu)化、工業(yè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及細(xì)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等內(nèi)容。而針對上述結(jié)構(gòu)具體方面的優(yōu)化還包括具體的選型、結(jié)構(gòu)的布置、結(jié)構(gòu)整體受力分析以及結(jié)構(gòu)造價分析等，在確保達(dá)到實用要求以及工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的同時，通過與具體的工程實際情況相結(jié)合，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計的目的。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的理論體現(xiàn)
在從事工程項目和結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，除了要考慮設(shè)計對象的基本使用功能及安全可靠性外，還應(yīng)該考慮到把它設(shè)計對象設(shè)計得盡可能完美。這就是工程和結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化問題。用科學(xué)的語言來描述就是：利用確定的數(shù)學(xué)方法，在所有可能的設(shè)計方案的集合中，搜索到能夠滿足預(yù)定目標(biāo)的、最令人滿意的方案。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法從工業(yè)理論上分析，具體體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計兩方面。后者的優(yōu)化設(shè)計包括：屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計。穿插其中的，還包含選型、布置、受力分析、造價分析等項目，在實施過程中，還應(yīng)該按照一切從實際出發(fā)的原則，結(jié)合具體工程的實際情況，圍繞工業(yè)建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。建筑設(shè)計師在保證設(shè)計安全的前提下，應(yīng)該敢于挑戰(zhàn)新的結(jié)構(gòu)形式。在工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，在基本滿足工業(yè)師設(shè)計意圖的基礎(chǔ)上，平面布置應(yīng)盡量規(guī)則，對稱，盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異；使工業(yè)物在水平荷載作用下不致產(chǎn)生太大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。豎向布置上，在滿足功能要求的前提下，盡量使豎向承重構(gòu)件上下貫通；能不使用轉(zhuǎn)換層的就應(yīng)避免使用，以減小結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計上的困難，另外也不經(jīng)濟(jì)，還容易造成應(yīng)力集中；豎向剛度最好不要突變，而要漸變，否則突變處在水平荷載作用下會出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，這對結(jié)構(gòu)抵抗水平動力荷載是十分不利的。
3 工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的步驟
3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型房屋結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化設(shè)計方法分以按三個步驟進(jìn)行：
3.1.1選擇設(shè)計變量。一般把對設(shè)計要求起主要影響作用的參數(shù)作為設(shè)計變量，如目標(biāo)控制參數(shù)（結(jié)構(gòu)造價C1和損失期望C2）和約束控制參數(shù)（結(jié)構(gòu)的可靠度PS）；而將那些對設(shè)計要求來講，變化范圍不大或是根據(jù)結(jié)構(gòu)要求或局部性的設(shè)計考慮就能滿足設(shè)計要求的參數(shù)等作為預(yù)定參數(shù)，這可以大大減少設(shè)計、計算和編制程序的工作量。
3.1.2確定目標(biāo)函數(shù)。尋求一組滿足預(yù)定條件的截面幾何尺寸和鋼筋截面積以及失效概率，從而使總費用最小。
3.1.3確定約束條件。房屋結(jié)構(gòu)基于可靠度優(yōu)化設(shè)計的約束條件，則包括尺寸約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、應(yīng)力約束、變形約束、裂縫寬度約束、構(gòu)件單元約束、結(jié)構(gòu)體系約束、從正常使用極限狀態(tài)下的彈性約束到最終極限狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件等。在設(shè)計中，要使結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用于實際房屋結(jié)構(gòu)工程，則是路房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中實際的約束條件與目標(biāo)約束條件相比較，保證各約束條件都符合現(xiàn)行規(guī)范的要求，以實現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計。
3.2 設(shè)定優(yōu)化設(shè)計計算方案
房屋結(jié)構(gòu)基于可靠度的優(yōu)化設(shè)計問題屬于比較復(fù)雜的多變量、多約束非線性優(yōu)化問題，在計算過程中，通常是將有約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為無約束問題求解?？梢岳玫膬?yōu)化設(shè)計計算方法有復(fù)合形法、拉氏乘子法、Powell 法等。
3.3 進(jìn)行程序設(shè)計
根據(jù)基于可靠度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型和選擇的優(yōu)化設(shè)計計算方法，編制功能齊全、運(yùn)算速度快的綜合程序。
3.4 結(jié)果分析
對計算結(jié)果進(jìn)行分析，確定最優(yōu)設(shè)計方案。在執(zhí)行以上步驟的過程中，必須要全方位、多角度考慮方方面面的問題。這主要是因為建設(shè)投資是一項耗資巨大的工程，涉及到的方面比較復(fù)雜，因此，必須進(jìn)行總法規(guī)和考慮，不能僅僅為了節(jié)約資金投入而忽視了設(shè)計的優(yōu)化作用。要正確處理技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的對立統(tǒng)一是控制投資的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)計中既要反對片面強(qiáng)調(diào)節(jié)約，忽視技術(shù)上的合理要求，使項目達(dá)不到功能的傾向，又要反對重視技術(shù)，輕經(jīng)濟(jì)、設(shè)計保守浪費的現(xiàn)象。總之，工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法的研究是一個非常復(fù)雜的綜合決策問題。適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和便于施工是進(jìn)行工業(yè)工程設(shè)計的一般原則，而這5個方面各有所重，又互為矛盾，一個優(yōu)秀的設(shè)計往往是這5個方面的最佳結(jié)合。我們需在實踐過程中多實踐、多探索，以最低的造價實現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、合理和美觀的設(shè)計要求。
4 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的實踐應(yīng)用
4.1 因為前期方案的確定直接影響工業(yè)的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問題就是前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計并不進(jìn)行參與，工業(yè)師進(jìn)行工業(yè)設(shè)計時大多并不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是工業(yè)設(shè)計的結(jié)果卻直接對結(jié)構(gòu)設(shè)計造成影響，某些方案可能會增加結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度，并使得工業(yè)的總投資提高。如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計就能參與進(jìn)來，那么我們就能針對不同的工業(yè)類別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計方案，獲得一個良好的開端。
4.2概念設(shè)計應(yīng)用于沒有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，因為它的不確定性，計算式難免與現(xiàn)實有較大的差異，在進(jìn)行設(shè)計的時候就要采用概念設(shè)計的方法，把數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)。設(shè)計過程中需要設(shè)計人員靈活的運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法，達(dá)到最佳的效果。與宏觀把握相對應(yīng)的，設(shè)計的過程同時要注意對于細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，比如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。注意鋼筋的選擇，I 級鋼和冷軋帶肋鋼市場價格差不多，但是他們的極限抗拉力卻相差很大，所以在塑性滿足要求的情況下，現(xiàn)澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做里面設(shè)計的時候，外立面上的懸挑板及配筋，滿足基本的規(guī)范要求即可，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。
4.3地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎(chǔ)，那么要根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件選擇樁基類型，盡量節(jié)省造價。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大，應(yīng)多進(jìn)行比較以確定最合適的方案。
關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題對策
引言
由于工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，對內(nèi)部功能設(shè)計的要求很高，在工業(yè)建筑設(shè)計中十分容易出現(xiàn)錯誤。為避免給施工造成不必要的麻煩，促進(jìn)建筑業(yè)的不斷發(fā)展，本文提出了在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中容易出現(xiàn)的一些問題，針對這些問題也給出了設(shè)計改進(jìn)策略。
一、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題
1、特種工業(yè)建筑樓面荷載的不確性及沒有規(guī)范做為依據(jù)
在工業(yè)建筑項目施工中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙的作用至關(guān)重要，要想使圖紙能夠更加完善和合理，要在進(jìn)行設(shè)計時對每個細(xì)節(jié)問題都進(jìn)行重視，在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面要對建筑結(jié)構(gòu)類型、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)抗震等級、建筑結(jié)構(gòu)防裂等問題進(jìn)行重視。但是，在現(xiàn)在的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，存在著很多的設(shè)計環(huán)節(jié)不規(guī)范的情況，在設(shè)計方面采用的標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，設(shè)計圖紙中對很多事物的標(biāo)高等重要信息沒有進(jìn)行明確，導(dǎo)致工業(yè)建筑項目在施工中出現(xiàn)了很大的隨意和混亂問題，對建筑項目的質(zhì)量產(chǎn)生了很大的影響。
2、工業(yè)建筑采用獨立基礎(chǔ)，與設(shè)備基礎(chǔ)重疊，設(shè)備震動荷載使持力土層輕微液化，使建筑物產(chǎn)面不均勻沉降
工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)選型方面對建筑的安全性、實用性、科學(xué)性以及合理性問題要進(jìn)行重視。現(xiàn)在，很多的工業(yè)建筑項目在基礎(chǔ)選型方面出現(xiàn)了不合理以及不科學(xué)的現(xiàn)象，地基的承載能力不足導(dǎo)致建筑項目出現(xiàn)變形的問題。不合理的工業(yè)建筑基礎(chǔ)選型會導(dǎo)致建筑項目地基出現(xiàn)不均勻的沉降問題，對工業(yè)建筑的安全系數(shù)有很大影響，建筑質(zhì)量無法達(dá)到要求，對建筑項目的使用壽命也將產(chǎn)生很大的影響。
3、工業(yè)地下室對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫寬度的高要求，對控制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的溫度縫及荷載作用下應(yīng)力裂縫的設(shè)計難度
在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，地下室外墻設(shè)計占據(jù)非常重要的地位，其也是工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中非常容易出現(xiàn)問題的部分。地下室外墻設(shè)計對地下室建設(shè)有很大的影響，對整個工業(yè)建筑項目的承載能力也有很大的影響，因此，在設(shè)計方面比較嚴(yán)格。但是，地下室外墻設(shè)計在整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中并沒有得到很多人員的重視，在施工中也出現(xiàn)了很多的問題，比較常見的問題就是地下水位的高低、地下層數(shù)、地上負(fù)載等因素，這些因素對工業(yè)建筑項目的安全系數(shù)都有很大的影響，對工業(yè)建筑項目的質(zhì)量也有很大的影響。
4、過分關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計中的低含鋼率
甲方對成本的控制要求，往往要求設(shè)計單位對用鋼量進(jìn)行控制，設(shè)計單位為了合同，理論上選用較小的荷載值等方式降低用鋼量，但是工業(yè)建筑荷載的不確定性，及對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的高要求，使的構(gòu)件在使用過程出現(xiàn)問題。工業(yè)建筑行業(yè)在快速發(fā)展過程中對很多行業(yè)的發(fā)展都起到了促進(jìn)作用，其中，建筑材料相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就比較好。很多的建筑商為了提高自己的經(jīng)濟(jì)效益，往往利用降低成本的方式來進(jìn)行實現(xiàn)。因此，在建筑材料選擇過程中為了能夠?qū)ιa(chǎn)成本進(jìn)行降低，在材料質(zhì)量方面沒有進(jìn)行重視，選擇了鋼含量比較低的建筑材料，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面進(jìn)行了改變，對建筑項目的施工安全性產(chǎn)生了很大的影響，對多方利益進(jìn)行了損害。
二、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計重點
在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，鋼結(jié)構(gòu)是非常多見的一種結(jié)構(gòu)形式，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計需要具備良好的工藝性能，這樣有利于施工及今后檢修工作的開展。比如在工程設(shè)計當(dāng)中，選擇使用輕型門鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，在施工現(xiàn)場裝配的過程中，最下端的螺栓沒有預(yù)留足夠的扳手空間，避免力矩扳手沒有辦法安全運(yùn)用。如果設(shè)計過程中對這一問題進(jìn)行了科學(xué)考慮，留下了足夠的空間或者選用其他的連接方式，那么就不會出現(xiàn)上述問題。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中節(jié)點構(gòu)造設(shè)計是非常關(guān)鍵的，桿件設(shè)計與節(jié)點設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的兩方面重要性內(nèi)容。節(jié)點結(jié)構(gòu)設(shè)計將直接影響著鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性能。節(jié)點設(shè)計一定要達(dá)到構(gòu)造簡單、傳力可靠、受力明確、工藝性良好的等方面的要求。節(jié)點連接設(shè)計爭取設(shè)定10%―15%的安全系數(shù)。對于構(gòu)件應(yīng)力小的情況，連接焊縫長度一般要高于120mm。在工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工作當(dāng)中，上述因素是非常關(guān)鍵的。在工程施工過程當(dāng)中不要隨意的增加桿件截面，避免對節(jié)點結(jié)構(gòu)安全性造成不良影響。
三、對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進(jìn)策略
1、地基的設(shè)計
因為工業(yè)建筑的面積較廣，工業(yè)建筑的建設(shè)情況較為復(fù)雜，所以在設(shè)計時應(yīng)采取多種地基設(shè)計方式，根據(jù)場地的情況確定適合的地基方案。設(shè)計人員應(yīng)該合理處理樁基，縮小樁基施工對原有建筑物產(chǎn)生的影響。對于地基的配筋方面，設(shè)計人員應(yīng)該盡可能減小配筋率，對于交接部位的鋼筋，設(shè)計人員應(yīng)該應(yīng)該備有完備的施工圖，對基寬進(jìn)行合理調(diào)整。
2、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計
在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，應(yīng)力應(yīng)為強(qiáng)度設(shè)計值的九成左右。對于鋼構(gòu)件的變性方面，應(yīng)該和變性的容許值完全符合。在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計上，應(yīng)該以便于檢修為基準(zhǔn)。根據(jù)供貨狀況，對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行除銹工作和防銹涂裝工作，對于重要的鋼結(jié)構(gòu)，例如熱風(fēng)主管、高爐爐殼等應(yīng)該用噴砂方法，除銹等級應(yīng)定為Sa2.5，而普通的鋼結(jié)構(gòu)則可用手工方法，等級應(yīng)定為St3。對于鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點設(shè)計，應(yīng)該注重工藝性和簡潔性，節(jié)點的安全系數(shù)應(yīng)該設(shè)為10%～20%之間。
3、預(yù)埋件的選取
工業(yè)建筑廠房中的大多數(shù)都需要在梁上預(yù)埋一些吊環(huán)，但通常的工業(yè)建筑設(shè)計往往輕視了這一部分的作用，對預(yù)埋件的設(shè)計過程并不規(guī)范。這就要求設(shè)計人員注重吊環(huán)選材，一定要使用不經(jīng)冷加工的鋼筋制作吊環(huán)。設(shè)計人員應(yīng)該在方案上標(biāo)明使用材料，以防施工人員粗心隨意選錯材料，造成安全隱患，為安全事故埋下伏筆。在吊環(huán)預(yù)埋的過程中，埋入深度一定要多加注意，設(shè)計人員應(yīng)該多了解這方面的圖紙，防止吊環(huán)的一部分預(yù)埋到結(jié)構(gòu)梁的上邊另一部分卻埋到了樓板的下面。設(shè)計人員應(yīng)該多修改圖紙，調(diào)整預(yù)埋件的預(yù)埋位置，防止不標(biāo)準(zhǔn)的情況發(fā)生一旦發(fā)現(xiàn)圖紙上有錯誤，設(shè)計人員一定要及時改正，爭取做到天衣無縫。。設(shè)計人員還應(yīng)在施工圖上標(biāo)全所有預(yù)埋件的規(guī)格和位置，防止預(yù)埋件漏掉之后現(xiàn)場補(bǔ)件造成的麻煩。在筒體結(jié)構(gòu)庫壁預(yù)埋件的安裝方面，一定要注重買件的附加載荷，防止出現(xiàn)滑膜移位，產(chǎn)生安裝困難的情況。
4、防腐蝕處理工作
對于會產(chǎn)生腐蝕的生產(chǎn)廠房，設(shè)計人員應(yīng)將其定為在水源和風(fēng)的下側(cè)，并設(shè)置排水溝。廠區(qū)內(nèi)如果有用來輸送腐蝕液體的管道或是氣體的通道，應(yīng)該將其設(shè)置在下層，防止對其他管道正常運(yùn)作產(chǎn)生影響。廠區(qū)的排污口應(yīng)該遠(yuǎn)離建筑群和人群，防止對其產(chǎn)生污染。在建筑材料的選用方面，應(yīng)采取防腐蝕措施。對于廠房的設(shè)計，應(yīng)該定為半敞開或敞開式，增強(qiáng)通風(fēng)性以減輕氣體腐蝕。對于建筑的門窗應(yīng)該選用塑料、木質(zhì)或玻璃鋼的材質(zhì)，在金屬件上涂抗腐蝕性強(qiáng)的土層。
結(jié)束語
在進(jìn)行工業(yè)建筑設(shè)計時，安全性、耐久性和實用性是設(shè)計基本原則，這要求設(shè)計人員一定要嚴(yán)格遵守相關(guān)國標(biāo)和設(shè)計規(guī)范，深入理解各個工藝流程，全面細(xì)致的考慮各方面影響因素，不斷優(yōu)化建筑構(gòu)造，實現(xiàn)工業(yè)建筑經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性的統(tǒng)一。同時，設(shè)計人員要響應(yīng)發(fā)展潮流，努力發(fā)掘先進(jìn)技術(shù)和新的設(shè)計思路，不斷提高工業(yè)建筑的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]張春玉、趙延林、陳勇、混合變量遺傳算法在預(yù)應(yīng)力網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技學(xué)院學(xué)報.2011（04）：15-178.
關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；發(fā)展趨勢
Abstract: the modern industrial production technology, process development update, with this trend, industrial building structure system becomes complicated, building overall layout has diversified forms, the designers put forward higher request. In view of the industrial architecture involving many knowledge structure, it become in recent years to need to pay attention to and exploring a subject line. The author based on many years of working practice, this paper analyzes on the design of the industrial architecture should be the main points of attention.
Keywords: industrial architecture; Structure design; Development trend
中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
引言
工業(yè)建筑在建筑設(shè)計領(lǐng)域占有舉足輕重的地位，它具有一般建筑的共性，但在設(shè)計和施工方面又具有自身的特點。由于工業(yè)建筑是以工業(yè)生產(chǎn)為導(dǎo)向，它的外形、內(nèi)部構(gòu)造與我們熟知的常規(guī)形式和固有類型差別很大，處處彰顯出功能主義的氣息，表現(xiàn)出很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)適用性、靈活性和高科技特征?？梢哉f，一個優(yōu)秀的工業(yè)建筑設(shè)計作品，既要滿足庫存、運(yùn)輸、設(shè)備安置等生產(chǎn)要求，還要能提供適宜的勞動環(huán)境。
1.工業(yè)建筑設(shè)計中需注意的問題
工業(yè)建筑的受載情況復(fù)雜，這對諸多構(gòu)件的材料和結(jié)構(gòu)組合提出特殊要求。同時工業(yè)建筑具有大量的預(yù)埋件，一有遺漏就需要立即在現(xiàn)場進(jìn)行修補(bǔ)，不僅增加了成本，而且放慢了施工速度。以下對現(xiàn)場施工中遇到的問題，結(jié)合筆者設(shè)計經(jīng)驗，簡要論述結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的一些問題。
1）地基
工業(yè)建筑的投資大、占地面積廣、地質(zhì)情況復(fù)雜多變，故在設(shè)計時需采用多種地基形式。載荷較大的地方采用樁基、獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、彈性地基梁等。工業(yè)建筑的輸送皮帶支架一般采用底部鉸接形式，傳給地基的只有剪力和軸力，所以一般把地基設(shè)計為樁下條形基礎(chǔ)[1]。從設(shè)計角度而言，混凝土標(biāo)號應(yīng)符合結(jié)構(gòu)耐久性要求（一般采用C25）。地基的配筋應(yīng)盡量降低配筋率。條基交接部位的鋼筋設(shè)置要有詳細(xì)的工程圖。條基交叉處的基底面積只能單獨使用，不可重復(fù)使用，并要合理調(diào)整基寬。砌體結(jié)構(gòu)局部墻體作用有較大的集中載荷，應(yīng)根據(jù)具體要求適當(dāng)加大地基寬度。另外需特別注意的是柱下條形基礎(chǔ)，如果基礎(chǔ)的翼緣板采用緩坡形式，應(yīng)注意坡角不可過于陡峭，否則施工工藝性較差。
2）梁和板件的合理設(shè)計
工業(yè)建筑受載較大，為保證強(qiáng)度要求，常把梁和柱的截面積設(shè)計得較大，鋼筋粗而密，給施工造成不同程度的困難。某些設(shè)計人員為了控制截面高度，將配筋率提高到2.5%，實際中很難做到這一點。如果鋼筋分布過于稠密，在梁柱結(jié)點區(qū)，混凝土很難澆注密實，無法插入探棒，造成鋼筋嚴(yán)重移位，留下安全隱患。在設(shè)計時，應(yīng)首先考慮增加截面高度，降低配筋率，在特殊場合可適當(dāng)增加截面寬度。為了方便施工，盡量避免在梁柱交接處出現(xiàn)大量鋼琴堆積的情況。在沒有特殊載荷的情況下，配筋率應(yīng)小于1.7%，利于梁結(jié)構(gòu)塑性鉸的形成，提高抗震性能。
挑梁的自重相對總載荷比較小，做成變截面對減輕自重貢獻(xiàn)不大，所以應(yīng)盡量將挑梁做成等截面形式。在計算挑梁鋼筋率時，應(yīng)預(yù)留合適的安全系數(shù)。當(dāng)挑梁載荷大、懸挑大、撓度大時需適當(dāng)加大底筋。砌體結(jié)構(gòu)挑梁深入墻體的托梁長度應(yīng)滿足構(gòu)造要求，并計算抗傾翻臨界條件。
過梁的設(shè)計可以按標(biāo)準(zhǔn)圖選用，但要在施工圖別標(biāo)明選用方法和具體圖號。如果門窗洞口較大或過梁作用有集中力時，應(yīng)通過具體計算驗證過梁的受力強(qiáng)度。在設(shè)計時，盡量將過梁與圈梁整體澆注，既便于施工也利于抗震。過梁的鋼筋不可配置過小，以充分考慮地震時過梁墻體出現(xiàn)裂縫而無法形成支撐的作用。
現(xiàn)澆板配筋多借助軟件自動生成，例如常用的PMCAD。這樣可以加快速度，減少筆誤。在計算配筋時，應(yīng)考慮塑性變形重分布，將板上筋應(yīng)力乘以0.8—0.9的折減系數(shù)，將板下筋乘以1.1—1.2的放大系數(shù)。如果按彈性力學(xué)理論計算雙向板鋼筋應(yīng)力，結(jié)果偏于保守，不必再人為放大。在給砌體結(jié)構(gòu)的板件進(jìn)行配筋時，要注意支撐在外墻的板負(fù)筋不宜過大，否則會對磚墻產(chǎn)生過大的附加彎矩。
板配筋盡量采取大直徑大間距形式，間距值不小于200毫米，板上板下鋼筋宜均勻分布，直徑類型不宜過多。在設(shè)計時，要注意將現(xiàn)澆挑板陽角配置輻射狀附加筋，同時要對現(xiàn)澆挑板陽角的板下配置斜筋。
3）柱形件的設(shè)計要點
工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，軸向受力構(gòu)件的應(yīng)用極為廣泛。柱截面選用時，為了經(jīng)濟(jì)，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兩種。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。
支撐桿件的結(jié)構(gòu)通常設(shè)計為單拉桿，或者是一鐮一壓桿件的組合形式。實際中根據(jù)受力大小和桿件長度靈活選用。單桿設(shè)計目前處于主流地位，也即在前后片桿件之間不設(shè)置綴條，這樣便于架設(shè)中間穿行管道、樓梯和參觀走廊。
4）樓梯的設(shè)計
工業(yè)建筑中的機(jī)房、宿舍和辦公場所等生活區(qū)建筑樓梯多采用板式結(jié)構(gòu)，既美觀大方也方便施工。但要給梯梁和梯板之間留下足夠的高度，尤其是建筑入口處。梯段高度差不大于20cm，避免絆倒。休息平臺與梯段板平行方向的上部筋應(yīng)拉通，且與梯段板的配筋相配合。特殊條件下，例如板式樓梯跨度大于五米，不容易滿足撓度，則要施工圖別注明加大反拱。第一段梯板的基礎(chǔ)要考慮沉降，必要時需設(shè)置梯梁增強(qiáng)穩(wěn)定性。
5）預(yù)埋件的合理埋設(shè)
工業(yè)建筑是一個載體，其中安裝有各種設(shè)備，這就需要很多預(yù)埋件。在施工圖中，設(shè)計人員要在結(jié)施圖中明確標(biāo)明預(yù)埋件的大小規(guī)格和定位尺寸。某些單位在結(jié)施圖中漏掉樓梯埋件，需在現(xiàn)場補(bǔ)埋，費時費力。技術(shù)交底時，要特別向施工單位闡明埋件要求。埋件要可以承受一定的附加載荷。工業(yè)建筑筒體結(jié)構(gòu)庫壁的埋件安裝要特別注意，否則出現(xiàn)滑膜時會使埋件移位，造成安裝困難。
2.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)較為常見，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計也應(yīng)具有良好的工藝性，方便施工和檢修。例如某工程設(shè)計，采用輕型門剛結(jié)構(gòu)設(shè)計堆棚，在斜梁與柱的交匯處采用高強(qiáng)度螺栓連接。在現(xiàn)場裝配時，最下部的螺栓未留夠足夠的扳手空間，導(dǎo)致力矩扳手無法完全使用。假若設(shè)計時充分考慮施工方便，留下扳手空間或采用其他柔性連接方法，問題就能得到解決。水泥廠的窯尾大量采用鋼結(jié)構(gòu)，高強(qiáng)度螺栓廣泛應(yīng)用于梁與柱、梁與梁的連接，施工時要特別注意螺栓的位置排布。另外在結(jié)施圖中要特別注意鋼結(jié)構(gòu)防銹處理、制作安裝工序。
節(jié)點構(gòu)造設(shè)計在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中很重要，桿件設(shè)計（桿件內(nèi)力分析）與節(jié)點設(shè)計（節(jié)點構(gòu)造分析）是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容[2]。鋼結(jié)構(gòu)的安全性在很大程度上取決于節(jié)點的構(gòu)造設(shè)計。節(jié)點設(shè)計要力求構(gòu)造簡單、傳力可靠、受力明確、工藝性良好。節(jié)點連接設(shè)計最好設(shè)定10%—15%的安全系數(shù)。應(yīng)力較小的構(gòu)件，其連接焊縫長度通常大于120mm。在工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，這些都是至關(guān)重要的。施工時不能隨意加大桿件截面，以免破壞節(jié)點構(gòu)造的安全性。
結(jié)語
在進(jìn)行工業(yè)建筑設(shè)計時，安全性、耐久性和實用性是設(shè)計基本原則，這要求設(shè)計人員一定要嚴(yán)格遵守相關(guān)國標(biāo)和設(shè)計規(guī)范，深入理解各個工藝流程，全面細(xì)致的考慮各方面影響因素，不斷優(yōu)化建筑構(gòu)造，實現(xiàn)工業(yè)建筑經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性的統(tǒng)一。同時，設(shè)計人員要響應(yīng)發(fā)展潮流，努力發(fā)掘先進(jìn)技術(shù)和新的設(shè)計思路，不斷提高工業(yè)建筑的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；概念設(shè)計
在全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程不斷加劇與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)不斷普及的推動作用下，建筑工程項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)工作人員開始從傳統(tǒng)模式下大量、繁雜的手工設(shè)計與計算工作中解脫出來，結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作效率也得到了較大的提升，這對于工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作而言更是如此。然而結(jié)構(gòu)設(shè)計過分依賴現(xiàn)代計算機(jī)應(yīng)用軟件雖然能夠在一定程度上起到對結(jié)構(gòu)設(shè)計工作效率與質(zhì)量的保障，但它對于概念設(shè)計工作的忽視也很容易造成工業(yè)建筑設(shè)計脫離實際，建筑項目的相關(guān)功效也會因此受到限制。據(jù)此，如何在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，做好工業(yè)建筑中的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計已成為當(dāng)下相關(guān)工作人員最亟待解決的問題之一。
1 當(dāng)前工業(yè)建筑中結(jié)構(gòu)概念設(shè)計存在的問題分析
一般而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)建筑項目最終服務(wù)對象的不同可以分為民用建筑設(shè)計與工業(yè)建筑設(shè)計兩大類。就民用建筑設(shè)計而言，無論是面向居住服務(wù)或是面向公共服務(wù)的建筑，其體型一般來說是比較規(guī)則、比較統(tǒng)一的，整個建筑的負(fù)載能力也比較恒定，因而對于建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的要求并不是特別高。然而在工業(yè)建筑設(shè)計當(dāng)中，受工業(yè)建筑不同施工工業(yè)的特性影響，建筑物應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)形式及各種建筑資源的布局情況也千差萬別，工業(yè)建筑對于建筑體型、荷載能力的差異性影響最終也會使得其結(jié)構(gòu)概念設(shè)計工作相對而言較為系統(tǒng)、復(fù)雜。具體而言，當(dāng)前工業(yè)建筑中結(jié)構(gòu)概念設(shè)計工作存在的問題可以歸納為以下幾個方面。
1.1 首先，工業(yè)建筑施工項目對某些特殊工藝的規(guī)定，使得工業(yè)建筑在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計中需要以工藝布置的合理化為基本前提。然而當(dāng)前工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作所選用的結(jié)構(gòu)計算軟件對這種工藝布置問題始終缺乏一個較為明確的規(guī)定，再加上結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師的工業(yè)建設(shè)設(shè)計實踐經(jīng)驗不夠充分，或是對這種資源整合型問題的重視程度不高，在實際建設(shè)過程中常常會出現(xiàn)如電纜夾層在不合理的框架結(jié)果中循環(huán)纏繞并形成短柱、工業(yè)建筑室內(nèi)環(huán)境涉及到大型設(shè)備的安裝與運(yùn)行工作室，框架柱容易出現(xiàn)在某一個或是幾個方向的計算長度的取值失誤以及振動設(shè)備抗震減震構(gòu)造設(shè)計存在缺陷或是系統(tǒng)功能無法得到全面發(fā)揮等問題，進(jìn)而給整個工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來一定的制約。
1.2 其次，工業(yè)建筑當(dāng)中存在的復(fù)雜性、差異性建筑物載荷工況也會對工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來極大的沖擊。就我國而言，在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)支持下，國內(nèi)建筑行業(yè)廣泛使用的建筑結(jié)構(gòu)計算軟件多是以民用建筑為設(shè)計原型及參考對象，這也就意味著結(jié)構(gòu)計算軟件只適用于那部分建筑載荷比較單一、外部結(jié)構(gòu)設(shè)置比較規(guī)范的民用建筑。而如果將這種結(jié)構(gòu)計算軟件盲目套用在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作當(dāng)中，不僅工業(yè)建筑所具備的某些特殊形體構(gòu)造或是工藝運(yùn)行需求無法在結(jié)構(gòu)計算軟件中得到全面、真實的反映，與此同時這些差異性的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)計算軟件最終計算出的數(shù)據(jù)顯示異常、計算結(jié)果失真問題嚴(yán)重。
2 工業(yè)建筑中的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計重要性分析
針對上述有關(guān)當(dāng)前工業(yè)建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中存在的問題分析，相關(guān)工作人員需要認(rèn)識到結(jié)構(gòu)概念設(shè)計作為彌補(bǔ)當(dāng)前單一結(jié)構(gòu)設(shè)計工作于工業(yè)建筑特殊性之間的矛盾有著極為重要的作用與意義，同時它也是工業(yè)建筑又好又快發(fā)展過程中的必然選擇與趨勢。只有將合理的簡化模型、建筑載荷組合與當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)計算分析軟件有效結(jié)構(gòu)在一起，在確保結(jié)構(gòu)設(shè)計工作順利開展的基礎(chǔ)上，做到工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)安全性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，才能杜絕肥胖梁柱等多種工業(yè)建筑安全問題的產(chǎn)生，進(jìn)而為工業(yè)建筑的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠性保障。筆者接下來對結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在工業(yè)建筑各環(huán)節(jié)、各步驟中的重要意義做簡要分析與說明。
2.1 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在工業(yè)建筑中必要性分析。概念設(shè)計從本質(zhì)上來說是結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)工作人員設(shè)計思想的核心體現(xiàn)。一個好的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要具備在一定建筑功能與特殊工藝要求的限制條件下，在完成工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的同時，兼顧工業(yè)建筑與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)、特殊工藝需求與結(jié)構(gòu)等交互關(guān)系的工作能力。在這一過程中注重強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計工作開展的必要性與重要性，最重要的依據(jù)在于當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計計算軟件無法全面、準(zhǔn)確的解決工業(yè)建筑在實際過程中存在的結(jié)構(gòu)性問題，這些問題都需要采用概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施相結(jié)合的方式來解決。只有在此基礎(chǔ)上結(jié)合工業(yè)建筑的實際工況需求分析，結(jié)構(gòu)概念設(shè)計才能夠為工業(yè)建筑提供全面、及時的設(shè)計依據(jù)。
2.2 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在工業(yè)建筑初步設(shè)計階段的重要性分析。就工業(yè)建筑初步設(shè)計階段而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員需要以工藝特殊性作用下確定的整合及布置方案為依據(jù)，對整個工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)步驟、結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行初步規(guī)劃，并通過對這種結(jié)構(gòu)體系的建模運(yùn)算來確定整個結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)性與可行性。在這一過程中，相關(guān)工作人員需要特別關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計與大型工業(yè)設(shè)備的融合情況。這是因為大型工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)制造周期一般來說都比較長，一旦該項工業(yè)設(shè)備的購入與使用得到相關(guān)部門的授權(quán)審批，工業(yè)建筑工程建設(shè)企業(yè)就會在第一時間聯(lián)系相關(guān)的制造廠商開始訂貨、購貨的相關(guān)事宜，此時的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案就順勢成為了建筑施工企業(yè)下一施工環(huán)節(jié)中的設(shè)計基礎(chǔ)。如這部分結(jié)構(gòu)設(shè)計方案考慮的不夠全面周詳，下一步驟的持續(xù)沿用就勢必會帶給整個工業(yè)建筑帶來極為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
基于這一實際情況，筆者認(rèn)為工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)工作人員需要在工業(yè)建筑的初步設(shè)計階段充分利用自身掌握的各種結(jié)構(gòu)概念設(shè)計知識，以建筑物的工藝特殊性為參照依據(jù)，優(yōu)先選擇方案結(jié)構(gòu)性能比較好、結(jié)構(gòu)建設(shè)獲取經(jīng)濟(jì)效益比較明顯的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案作為整個工業(yè)建筑工程建設(shè)的基本依據(jù)。
2.3 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在工業(yè)建筑抗震分析階段中的重要性分析。當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會建設(shè)過程中，各行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展對新時期工業(yè)建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了較為嚴(yán)格的要求，尤其是化工建筑、能源建設(shè)、核電企業(yè)受其特殊經(jīng)營性質(zhì)的影響，對建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中的抗震設(shè)計有著格外嚴(yán)格的要求。相關(guān)工作人員需要認(rèn)識到抗震設(shè)計對整個工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要意義，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中對砌體結(jié)構(gòu)、墻體梁柱承重能力進(jìn)行著重處理。首先，概念設(shè)計需要明確工業(yè)建筑建設(shè)區(qū)域內(nèi)的地震能力傳遞途徑與相關(guān)的建筑薄弱環(huán)節(jié)，并對采取何種抗震措施對該區(qū)域進(jìn)行抗震能力的優(yōu)化作出明確說明；其次，工業(yè)建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要妥善處理建筑抗震承載能力、變形能力以及地震能量消耗能力三者之間的關(guān)系。
3 結(jié)束語
伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展與經(jīng)濟(jì)社會不斷進(jìn)步，人民日益增長的物質(zhì)與精神文化需求對新時期的工業(yè)建筑提出了更為嚴(yán)格的要求。本文對工業(yè)建筑中的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計工作進(jìn)行了簡要的說明，希望對今后相關(guān)研究工作的開展提供一定的意見與建議。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；設(shè)計要點；問題分析
引言
現(xiàn)代工業(yè)建筑，在經(jīng)歷了幾百年的廠房發(fā)展歷程之后，也開始變得復(fù)雜。究其原因，是生產(chǎn)需求的提高，設(shè)備安裝與運(yùn)行需求的提高，提高生產(chǎn)管理導(dǎo)致的需求的提高，以及空間綜合利用的需求的提高。工業(yè)建筑與普通的民用建筑不同，在日常生產(chǎn)中往往要承受更大的載荷，而且由于工況的不同，載荷情況也在發(fā)生變化，因此在設(shè)計上往往要求更高。當(dāng)前主流的工業(yè)建筑包括兩大類，一類是鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)廠房，一類是混合構(gòu)件構(gòu)建的工業(yè)建筑。相比起來，純鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑由于各類構(gòu)件在工廠預(yù)制，然后在現(xiàn)場進(jìn)行安裝，采用各類混凝土、鋼材等混合構(gòu)件建筑的廠房建筑，其設(shè)計上更加復(fù)雜。
1 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的必要性
1.1 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求
工業(yè)建筑是為了滿足工業(yè)生產(chǎn)或者特殊的工程需求而建設(shè)的工程建筑，在實現(xiàn)工程目的的過程中，設(shè)計至關(guān)重要，必須滿足以下基本要求：
（1）功能需求。首先，工業(yè)建筑工程的立項，必然是為了滿足特定的功能需求的，因此在設(shè)計上，就必須從工程需求為首要的考慮點。必須保證工業(yè)建筑的工程功能的完整與可靠。另外，工業(yè)建筑還必須滿足生產(chǎn)人員的日常需求，能夠滿足其基本的生理需求以及特定的辦公需求。
（2）成本控制。工業(yè)建筑的工程投資成本，基本上在設(shè)計階段就能夠大致決定。采用何種材料、如何施工、選購什么設(shè)備，如何安裝等等，投資成本中最大的往往就在這些分項上。因此，滿足工程功能的基礎(chǔ)上，應(yīng)該盡量控制成本。
（3）安全與環(huán)保需求。安全，分為兩大方面。一個方面，是建筑物本身對抗震、承載、設(shè)備運(yùn)行疲勞、日常安全生產(chǎn)防護(hù)等方面的能力的設(shè)計保障；另外一方面，是建筑內(nèi)應(yīng)對火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害等聯(lián)動措施與設(shè)備的應(yīng)急方案的設(shè)計。
1.2 當(dāng)前工業(yè)建筑設(shè)計中常見的問題
當(dāng)前工業(yè)建筑工程中，由于土地、環(huán)保、投資控制等方面越來越高的要求，使得設(shè)計變得越來越重要。但是，在當(dāng)前的工業(yè)建筑工程普遍存在以下問題：
（1）材料選用。當(dāng)前，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越多，甚至有很多工業(yè)建筑采用鋼結(jié)構(gòu)的比例過大。鋼結(jié)構(gòu)有其強(qiáng)度與制作上的優(yōu)勢，但是相比傳統(tǒng)的混凝土構(gòu)件以及復(fù)合材料構(gòu)件而言，鋼材的成本高昂，另外在長期使用中，局部構(gòu)件疲勞存在更大的結(jié)構(gòu)風(fēng)險。
（2）特殊需求設(shè)計缺失。工業(yè)建筑的需求往往復(fù)雜而特殊，有些可能有防火防爆的特殊需求，有些可能在污染物排放控制有高要求，有些可能又有耐壓耐高溫等需求。尤其是，功能性的特殊需求與安全性、環(huán)保方面的特殊需求交織甚至沖突等情況下，極為容易在設(shè)計上出現(xiàn)局部的缺失。往往在一個工程項目中，設(shè)計方、施工方、設(shè)備供應(yīng)方等各方要進(jìn)行多次的技術(shù)交底與溝通，但是隨著廠房建筑綜合化程度越來越高，這方面的問題依然不時凸顯。
（3）設(shè)計變更。在很多時候，由于地質(zhì)條件、施工進(jìn)展情況、設(shè)備實際的安裝需求，甚至投資成本等各方面的原因，會導(dǎo)致出現(xiàn)工程設(shè)計變更。一旦出現(xiàn)重大工程問題而必須進(jìn)行較大的設(shè)計變更時，往往造成很大的損失。如何將工程進(jìn)展控制在設(shè)計方案框架內(nèi)，必要時如何實現(xiàn)最小程度的設(shè)計變更，是當(dāng)前工業(yè)建筑設(shè)計中的一個重點風(fēng)險管理點。
2 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法
2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化基本原則
當(dāng)前，在工業(yè)建筑設(shè)計中，廣泛采用計算機(jī)軟件輔助建模來進(jìn)行仿真設(shè)計。不過，依舊要遵循一些基本的設(shè)計原則。
首先，是材料選用方面。當(dāng)前工業(yè)建筑普遍有混凝土/復(fù)合材料構(gòu)件和鋼結(jié)構(gòu)兩大種類。鋼結(jié)構(gòu)的鋼材的材料的理化分析是相對直觀的，至于混凝土以及復(fù)合材料，則相比起來較為麻煩一些。墊層可以采用C10混凝土，基層采用C25混凝土，受力較大的構(gòu)件選用C30到C50的混凝土。相比鋼材而言，混凝土及復(fù)合材料構(gòu)件的耐壓能力較好，但是抗拉能力薄弱，因此一些必要的部位應(yīng)該采用更高性能的材料，甚至采用包鋼等方式進(jìn)行加固。對于有耐高溫、耐腐蝕等特殊要求的，要采用耐火材料等復(fù)合材料進(jìn)行施工的，必須詳盡分析工況。
然后，是構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計。對于混凝土結(jié)構(gòu)而言，基質(zhì)的強(qiáng)度由材料選用保證，而構(gòu)件的強(qiáng)度還必須滿足配筋的要求?？蚣芰号浣钤?.2%-1.7%左右，框架柱為0.7%-1.1%，基礎(chǔ)配筋要大于0.15%，單柱承臺要大于0.1%。
最后，還必須參與施工方案的制定。具體的施工方案一般由施工單位自行進(jìn)行細(xì)致的施工工藝的確定。但是，設(shè)計方必須參與關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工方案的制定，要保證施工方案能夠滿足設(shè)計的需求。
2.2 利用計算機(jī)軟件的仿真優(yōu)化
工業(yè)建筑優(yōu)化設(shè)計，主要是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、屋蓋結(jié)構(gòu)、設(shè)備承載結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)四大方面的優(yōu)化。在利用PKPM等工程軟件進(jìn)行仿真優(yōu)化時，先是選型，然后進(jìn)行受力分析和成本分析，并且反復(fù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性的修改與在分析，才能逐步確定最終的方案。這個過程中，受力分析非常重要，保證剛度與強(qiáng)度的許用需求，并考慮充分的力學(xué)余量。應(yīng)該充分借鑒，已有的成熟的工業(yè)廠房的合理結(jié)構(gòu)，對于美學(xué)等方面的設(shè)計，應(yīng)該在可靠性第一的前提下，適當(dāng)發(fā)揮。設(shè)計中，必須要考慮施工的可行性與經(jīng)濟(jì)性，還應(yīng)該充分了解工程所在的地質(zhì)、氣候狀況，不能單純紙上談兵，迷信仿真設(shè)計。同時，還應(yīng)該在特殊需求以及細(xì)節(jié)上充分考慮，這些都必須建立在計算或者實際經(jīng)驗的基礎(chǔ)上。同時，還必須考慮生產(chǎn)安全以及人性化設(shè)計，事實上在任何建筑的設(shè)計中，這一點都是必須細(xì)致考慮的，建筑物內(nèi)人員的生理及心理的需求的滿足，是建筑優(yōu)化設(shè)計最為直觀的體現(xiàn)。
2.3 工業(yè)建筑設(shè)計優(yōu)化范例
行車、吊車、起重機(jī)這些起重設(shè)備是工業(yè)建筑中非常常見的重型設(shè)備之一。其中設(shè)備的載荷在安裝有這些設(shè)備的廠房的設(shè)計中是關(guān)鍵點。在利用工程軟件進(jìn)行其中設(shè)備的載荷計算來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化時，可以按照如下步驟：以SAP2000軟件為例，對于行車這類的起重設(shè)備，利用橋梁計算模塊來進(jìn)行載荷模擬，先確定縱向水平和橫向水平載荷的標(biāo)準(zhǔn)值，然后豎向載荷以移動靜載荷的方式施加，然后得出構(gòu)件的受力狀況，根據(jù)許用應(yīng)力，來進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化及調(diào)整。
結(jié)語
當(dāng)前，工業(yè)建筑的功能綜合化程度變得更高，設(shè)備的安裝運(yùn)行需求也在變大，而工業(yè)生產(chǎn)的成本提高的同時，利潤卻在不斷壓縮。因此，必須從工業(yè)建筑的設(shè)計階段，就開始針對性地，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，以實現(xiàn)功能性的提高以及投資成本的控制。合理的結(jié)構(gòu)布局與施工，依靠的不僅僅是技術(shù)上的細(xì)致計算和分析，還必須在工程實踐中，加強(qiáng)設(shè)計方與各方的溝通，以及工程實施過程中的管理與設(shè)計優(yōu)化的落實。
參考文獻(xiàn)：
[1] 王鐵勛.淺析工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化[J].才智，2013（10）：39-40.
[2] 李曉光.工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的探討[J].建筑科學(xué)，2014（10）：193-194.
[3] 沈汝偉.對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的探討[J].煤炭技術(shù)，2011；30（04）：242-244.
關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房；鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計
近些年，我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)得到了很大程度的發(fā)展，這使得廠房設(shè)計正逐漸向著大噸位、大跨度以及大柱距方向前進(jìn)。過去我國工業(yè)廠房建筑通常是由鋼筋混凝土材料制成，由于鋼結(jié)構(gòu)建筑具有施工工期短、強(qiáng)度高以及塑性好等優(yōu)勢，現(xiàn)已經(jīng)逐步的取代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廠房，同時在工業(yè)建筑方面得到了較為廣泛的應(yīng)用。由此有必要對工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計要點進(jìn)行詳細(xì)論述。
1做好防火設(shè)計
不同于混凝上結(jié)構(gòu)廠房，鋼結(jié)構(gòu)廠房非常容易受溫度的不良影響，這導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火能力相對較差。所以在開展鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計作業(yè)時，一定要科學(xué)開展防火設(shè)計以及隔熱設(shè)計，提升工業(yè)廠房的可靠性與其安全性，使工業(yè)生產(chǎn)能夠安全、穩(wěn)定的進(jìn)行。就此在開展設(shè)計工作時，需要明確劃分以及定義廠房建筑火災(zāi)危險性類別、防火等級。除此之外，還需要基于相關(guān)規(guī)定要求以及防火規(guī)范，選擇使用質(zhì)量達(dá)標(biāo)，同時和廠房建筑防火等級一致的鋼構(gòu)件，從而防止火災(zāi)對鋼結(jié)構(gòu)建筑帶來過大的影響、損害?，F(xiàn)階段，可通過防火涂料的科學(xué)涂刷、使用，從而達(dá)到增強(qiáng)鋼構(gòu)件的耐火強(qiáng)度的目的。另外在開展設(shè)計工作時，相關(guān)設(shè)計人員還應(yīng)當(dāng)通過安全出口以及疏散樓梯的有效設(shè)計，從而使得火災(zāi)在發(fā)生之后，施工人員均得到及時的疏散，從而減少火災(zāi)事故損失。
2做好防腐設(shè)計
由于鋼結(jié)構(gòu)容易受到環(huán)境的作用而出現(xiàn)氧化情況，進(jìn)而被腐蝕。若是鋼結(jié)構(gòu)長時間的處于潮濕的環(huán)境之中，會導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的氧化程度加劇，造成其腐蝕狀況更加嚴(yán)重。若是鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)腐蝕問題，則會造成構(gòu)件截面不斷的縮小，同時鋼結(jié)構(gòu)的表層局部也會出現(xiàn)銹坑情況，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)在受力過程中發(fā)生應(yīng)力集中情況，造成鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的使用年限不斷的縮短。所以設(shè)計人員需要基于工業(yè)廠房的實際環(huán)境，確保設(shè)計方案的有效性以及合理性，從而最大程度的防止鋼結(jié)構(gòu)腐蝕問題出現(xiàn)?，F(xiàn)階段，為了防止鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)腐蝕問題，提升其抗腐蝕性，我國主要是通過防銹防腐涂料的使用，從而使得鋼結(jié)構(gòu)材料以及各種腐蝕因子，比如說氯離子、氧氣以及水蒸氣等隔離開來，以使鋼結(jié)構(gòu)獲得充分的保護(hù)。另外在涂刷防腐材料的過程中，需要針對鋼結(jié)構(gòu)的各個部位具體的防銹防腐要求，對防腐涂料的厚度加以控制。
3對屋面結(jié)構(gòu)與支撐系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化
在對屋蓋支撐系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，需要考慮到工業(yè)廠房所在區(qū)域的抗震等級、廠房跨度、吊車噸位以及柱網(wǎng)布置形式等多種信息。在通常情況下，不管是有檁的鋼結(jié)構(gòu)廠房屋蓋結(jié)構(gòu)，還是無檁的鋼結(jié)構(gòu)廠房屋蓋結(jié)構(gòu)，都需要設(shè)置垂直支撐結(jié)構(gòu)。另外對其無檁的鋼結(jié)構(gòu)廠房屋蓋結(jié)構(gòu)，若屋面板屬于大型結(jié)構(gòu)，則需要通過三點以及屋架焊接，從而達(dá)到上弦支撐的功能，然而由于屋面板的安裝施工需求，不管是那種屋蓋都需要將弦橫向支撐安裝設(shè)置到屋架上弦以及天窗架上弦結(jié)構(gòu)中。若是廠房內(nèi)需要安裝放置較大振動裝置，或者是特重級橋式吊車的情況下，都需要使用縱向水平支撐結(jié)構(gòu)。另外通過科學(xué)的設(shè)計支撐系統(tǒng)，可以有效的減少支撐用鋼量;通過對支撐桿件的內(nèi)力情況進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計，能夠縮短桿件的截面，同時還可以通過輕質(zhì)混凝土板來構(gòu)建大型屋面板，從而達(dá)到降低荷載的作用。除此之外，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面設(shè)計作業(yè)時，還需要做好其排水系統(tǒng)的設(shè)計，基于我國相關(guān)規(guī)定要求，應(yīng)當(dāng)將屋面的坡度控制在五度以上，若是施工現(xiàn)場處在雨水量相對較多的地區(qū)，則需要合理的增加坡度。另外單坡屋面的長度大小通常需要根據(jù)廠房所在地點降雨最大水頭高度與其溫差大小，通常來說單坡屋面長需要設(shè)計為七十米之內(nèi)。現(xiàn)階段，我國的市場上主要存在兩種鋼結(jié)構(gòu)屋面，也就是剛性屋面以及復(fù)合柔性屋面，其中剛性屋面主要使用壓型鋼板構(gòu)成，并將保溫棉放置在兩塊鋼板的中間，復(fù)合柔性屋面通常是由卷材防水層、彩鋼板內(nèi)板以及隔氣層等材料構(gòu)成。
4做好工業(yè)廠房的立面設(shè)計
雖然工業(yè)廠房只是用于工業(yè)生產(chǎn)，然而隨著人們越來越注重審美體驗，使得廠房設(shè)計越來越注重立面結(jié)構(gòu)的設(shè)計，所以當(dāng)前越來越多的廠房外觀更具有現(xiàn)代感，更為恢弘大氣。由此在開展工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，除了要考慮到設(shè)計的適用性以及經(jīng)濟(jì)性之外，同時也需要考慮到建筑的美感。
5注重吊車梁系統(tǒng)的優(yōu)化
無論是工業(yè)廠房建筑在設(shè)計施工環(huán)節(jié)，還是在實際試用階段，需涉及到大量大型設(shè)備或者是構(gòu)件的運(yùn)送以及安裝作業(yè)，而這一過程需要通過吊車梁系統(tǒng)來實施。另外還需要合理使用連續(xù)梁，一方面降低鋼材的使用量，另一方面提升工業(yè)廠房建筑的剛度與其安全性，同時保證工業(yè)廠房建筑的整體穩(wěn)定性與其抗震性能。
6工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)計算工作要點
在開展結(jié)構(gòu)計算時，一般來說可通過相應(yīng)的計算程序開展自動計算，由此設(shè)計人員一定要對計算結(jié)果進(jìn)行評價以及深入分析，同時根據(jù)自身的設(shè)計經(jīng)驗來對計算結(jié)果進(jìn)行評判。為了保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，首先需開展荷載計算工作，并保證荷載取值的有效性以及正確性。比如說某工業(yè)廠房建筑的荷載大小技術(shù)要求為20kN/m2，然而根據(jù)工藝設(shè)備的重量與其布置圖，和相關(guān)規(guī)定要求，在對樓面荷載情況進(jìn)行計算時，只應(yīng)當(dāng)考慮15kN/m2。除此之外，由于我國部分城市出現(xiàn)強(qiáng)降雪天氣的幾率相對極高，從而導(dǎo)致廠房出現(xiàn)坍塌事故，因此設(shè)計人員在對這些地區(qū)的工業(yè)廠房建筑進(jìn)行設(shè)計時，通常需要取最大的數(shù)值，同時提升鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效性以及安全性。
7其他注意要點
現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為工業(yè)廠房建筑不可或缺的一部分，有一般來說鋼結(jié)構(gòu)主要是由空間桁架、網(wǎng)架以及輕鋼等部分構(gòu)成，其中網(wǎng)架通常會被應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)懸掛荷載相對較大時，從而起到降低建筑荷載的作用。在開展工業(yè)廠房建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，設(shè)計人員需要基于建廠條件以及實際需求確定建筑結(jié)構(gòu)，另外在開展廠房結(jié)構(gòu)選型的過程中，除了要基于支撐結(jié)構(gòu)選擇最佳的材料之外，還需要確保材料的材質(zhì)以及種類符合相關(guān)規(guī)定要求，一般來說設(shè)計人員可考慮使用焊接鋼管或者是無縫鋼管開展施工作業(yè)，從而保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量滿足建筑需求。其中無縫鋼管內(nèi)存在中空截面，通過該通道可以使得流體得到輸送。通過將無縫鋼管以及其他實心鋼材，比如說圓鋼或者是鋼管等進(jìn)行比較分析之后發(fā)現(xiàn)，無縫鋼管的質(zhì)量更輕，更具有穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)的作用，所以設(shè)計人員可優(yōu)先考慮使用無縫鋼管材料。
8結(jié)語
總體而言，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計效果以及質(zhì)量直接關(guān)系到工業(yè)廠房建筑的穩(wěn)定性與其安全性，所以在開展鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一定要考慮到工業(yè)廠房建筑的實際情況，與其具體應(yīng)用方向。除此之外，在設(shè)計過程中，還應(yīng)當(dāng)將各種新型技術(shù)以及新型設(shè)計理念應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計中，從而確保鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效性，同時降低廠房的鋼材用量。
參考文獻(xiàn)
［1］李春成，謝禹鈞，李世武，武榮華．工業(yè)管道保溫結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計及節(jié)能分析［J］．遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報，2006，02:52－55．
［2］張培剛，張建華，羅勇，李博．新型工業(yè)化道路的工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級研究［J］．華中科技大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2007，02:82－88．
［3］陳飛．試論鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計理念的優(yōu)化［J］．中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013，24:11－12.
［4］李哲，馬忠輝．多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展［J］．航天返回與遙感，2004，03:65－70．
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)建筑；設(shè)計環(huán)節(jié)
中圖分類號：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑的應(yīng)用優(yōu)勢
在現(xiàn)實生活中，鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑的運(yùn)用優(yōu)勢，得到了社會各行各業(yè)的重視，鋼結(jié)構(gòu)的施工速度是比較快的，通過對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的有效應(yīng)用，促進(jìn)其大批量生產(chǎn)，滿足其在實際工作中的需要，有利于其在施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化，促進(jìn)其安裝的便捷性，促進(jìn)其施工周期的有效縮短，滿足實際工作的需要。由于鋼結(jié)構(gòu)相對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，本身的重量比較低的，這有利于促進(jìn)建筑物結(jié)構(gòu)質(zhì)量的優(yōu)化，以更有利于實際工作的有效展開。其建設(shè)適應(yīng)性是非常強(qiáng)的，比較適合一系列的較低的地基承載力環(huán)節(jié)及其地震烈度較高的區(qū)域，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，有利于促進(jìn)企業(yè)綜合效益的提升，其與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，也具備更加環(huán)保性，促進(jìn)其鋼結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)部環(huán)節(jié)的不斷深化，滿足環(huán)保型綠色建設(shè)發(fā)展的需要。
二、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中的性能要求
1、抗震性能
我們在設(shè)計的過程中也要對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能設(shè)計的優(yōu)化，促進(jìn)其鋼結(jié)構(gòu)抗震性能的提升，以滿足實際工作的需要。因此，在設(shè)計的過程中，應(yīng)根據(jù)地理環(huán)境的不同，考慮結(jié)構(gòu)的抗震等級及要求，合理考慮結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，特別的梁柱布置的合理性和整體穩(wěn)定性，應(yīng)考慮在地震作用下或者想風(fēng)荷載的作用下要滿足規(guī)范的要求，確保鋼結(jié)構(gòu)的受力性能的提升，保證其變形能得到有效控制。由于受到水平地震力或風(fēng)力的影響，鋼柱底的剪力往往比較大，因此，在設(shè)計的過程中，應(yīng)考慮柱底設(shè)抗剪鍵，設(shè)抗剪鍵來抵抗水平力對基礎(chǔ)的影響，保證工程的整體穩(wěn)定，滿足抗震的要求。
2、防火性能
我們在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的時候，還應(yīng)考慮鋼結(jié)構(gòu)的防火要求，因為鋼結(jié)構(gòu)的耐火能力是很差的，當(dāng)鋼材受熱在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強(qiáng)度降低，塑性增大；溫度在250℃左右時，鋼材抗拉強(qiáng)度略有提高，而塑性卻降低，出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象；當(dāng)溫度超過250℃時鋼材出現(xiàn)徐變現(xiàn)象；當(dāng)溫度達(dá) 500℃時，鋼材強(qiáng)度降至很低，以致鋼結(jié)構(gòu)塌落。因此，在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑時，必須做隔熱及防火設(shè)計。選用良好的耐火材料，保證防火層的厚度及質(zhì)量，從而滿足防火要求。
三、鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計與節(jié)點設(shè)計
構(gòu)件設(shè)計首先是材料的選擇。比較常用的設(shè)計是 Q235(類似A3) 和 Q345(類似 16Mn)。通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理。從經(jīng)濟(jì)上考慮,也可以選擇不同強(qiáng)度鋼材的組合截面。當(dāng)強(qiáng)度起控制作用時,可選擇 Q345；穩(wěn)定控制時, 宜使用 Q235。構(gòu)件設(shè)計中, 現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來驗算截面。這與結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算的彈性方法并不匹配。當(dāng)前的結(jié)構(gòu)軟件,都提供截面驗算的后處理功能。由于程序技術(shù)的進(jìn)步,一些軟件可以將驗算時不通過的構(gòu)件,從給定的截面庫里選擇加大一級, 并自動重新分析驗算, 直至通過———這就是常說的截面優(yōu)化設(shè)計功能之一,它大大減少了結(jié)構(gòu)師的工作量。
節(jié)點設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容之一。在結(jié)構(gòu)分析前, 就應(yīng)該對節(jié)點的形式有充分的思考與確定。設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)最終設(shè)計的節(jié)點形式與結(jié)構(gòu)分析模型中使用的形式不完全一致, 這種情況在施工中必須避免。節(jié)點按傳力特性可分為剛接、鉸接、半剛接, 初學(xué)者宜選擇前兩者進(jìn)行簡單定量分析。節(jié)點連接兩種常用的方法是等強(qiáng)設(shè)計和實際受力設(shè)計, 設(shè)計手冊中通常有焊縫及螺栓連接表格供設(shè)計者方便查用。規(guī)范中對焊接焊縫的尺寸及形式有強(qiáng)制規(guī)定, 應(yīng)嚴(yán)格遵守。焊條的選用應(yīng)與被連接金屬材質(zhì)相適應(yīng), 例如 E43 對應(yīng)Q235,E50 對應(yīng) Q345。Q235 與 Q345 連接時, 應(yīng)該選擇低強(qiáng)度的 E43, 而不是 E50。焊接設(shè)計中不得任意加大焊縫。焊縫的重心應(yīng)盡量與被連接構(gòu)件重心接近( 詳細(xì)內(nèi)容可查閱規(guī)范關(guān)于焊縫構(gòu)造方面的規(guī)定)。高強(qiáng)螺栓的使用領(lǐng)域日益廣泛。螺栓通常使用 8.8s 和 10.9s 兩個強(qiáng)度等級, 根據(jù)受力特點分承壓型和摩擦型。兩者計算方法不同,高強(qiáng)螺栓最小規(guī)格M12,常用 M16~M30, 超大規(guī)格的螺栓性能不穩(wěn)定, 設(shè)計中應(yīng)慎重使用。普通螺栓抗剪性能差, 可在次要結(jié)構(gòu)部位使用。連接板選取厚度為梁腹板厚度加4mm。然后驗算凈截面抗剪。節(jié)點設(shè)計必須考慮安裝螺栓、現(xiàn)場焊接等的施工空間及構(gòu)件吊裝順序。構(gòu)件到運(yùn)現(xiàn)場無法安裝是初學(xué)者常遇到的問題。節(jié)點設(shè)計還應(yīng)考慮制造廠的工藝水平: 比如鋼管連接節(jié)點的相貫線的切口需要數(shù)控機(jī)床等設(shè)備才能完成。
四、鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化
1、鋼結(jié)構(gòu)的施工開展之前，應(yīng)該查看工程現(xiàn)場，對設(shè)計圖紙進(jìn)行分析。在接到施工任務(wù)后應(yīng)對施工現(xiàn)場進(jìn)行仔細(xì)的勘察，主要查看現(xiàn)場吊裝設(shè)備站位地點、現(xiàn)場拼裝場地位置、拼裝設(shè)備站位地點、現(xiàn)場有無障礙物、現(xiàn)場臨時道路是否具備運(yùn)輸及安裝條件等。仔細(xì)核對圖紙并與土建及結(jié)構(gòu)支架的跨距、標(biāo)高進(jìn)行復(fù)合。保證在沒有錯誤的前提下進(jìn)行制作。對圖紙上的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解計算重量。主要計算幾個安裝、制作參數(shù)。單片桁架重量、整個鋼結(jié)構(gòu)重量、上、下弦支撐的重量及平臺重量。桁架上下弦起拱度計算，一般按設(shè)計圖紙要求進(jìn)行制作起拱。一般桁架的起拱按大于24米按L/500，小于24米可不考慮。幾個參數(shù)的計算務(wù)必準(zhǔn)確無誤。
2、為了提高鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的穩(wěn)定性，我們首先要進(jìn)行地腳螺栓環(huán)節(jié)的堅固性的提升，促進(jìn)其地腳螺栓環(huán)節(jié)的精度有效控制，確保其鋼結(jié)構(gòu)的有效應(yīng)用。在地腳螺栓的埋設(shè)過程中，我們要促進(jìn)其精度的提升，促進(jìn)其下序環(huán)節(jié)穩(wěn)定運(yùn)行。我們要做好鋼柱的地腳螺栓安裝的準(zhǔn)備工作，促進(jìn)其平面控制網(wǎng)系統(tǒng)的內(nèi)部各個環(huán)節(jié)的有效協(xié)調(diào)，促進(jìn)其螺栓的安裝精度的提升，以滿足實際工作的需要。把柱腳的底板的十字線彈出，地腳螺栓的中心線彈出，柱腳剪力孔清理干凈，待鋼柱就位后，調(diào)整標(biāo)高，把螺母緊固。
3、在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的施工環(huán)節(jié)中，我們要進(jìn)行梁柱安裝環(huán)節(jié)及其柱間支撐環(huán)節(jié)精度的有效控制，促進(jìn)其空間剛度單元的穩(wěn)定性，以保證其安裝環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)。我們要進(jìn)行墊板環(huán)節(jié)的有效應(yīng)用，促進(jìn)其定位線的精確性，促進(jìn)其整體運(yùn)作系統(tǒng)的有效優(yōu)化。采用高強(qiáng)螺栓連接或者焊縫連接時，均勻滿足設(shè)計規(guī)范的要求。保證其結(jié)構(gòu)在豎向和橫向的整體穩(wěn)定性滿足設(shè)計的要求。
4、為了促進(jìn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的有效安裝，我們要進(jìn)行構(gòu)件的儲存工作的健全，促進(jìn)其構(gòu)件設(shè)備的有效應(yīng)用，滿足實際工作環(huán)節(jié)的需要。我們要按照相關(guān)的堆放規(guī)范，進(jìn)行構(gòu)件管理，確保該環(huán)節(jié)的有效運(yùn)作。存放場地應(yīng)設(shè)專人進(jìn)行管理，并按供貨要求和供貨清單進(jìn)行清點，資料存檔.構(gòu)件堆放時H型構(gòu)件應(yīng)立放，不得平放.每個構(gòu)件的支點不得少于兩個，支點的位置宜在構(gòu)件端部七分之一跨處，疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平，支點應(yīng)上下對齊。
五、結(jié)束語
總的來說，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑在設(shè)計及施工環(huán)節(jié)，要采取合理的措施進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)工程開展的過程中，根據(jù)實際需要進(jìn)行改進(jìn)調(diào)整，盡可能的使工業(yè)建筑工程更加經(jīng)濟(jì)合理，以創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)利益及社會效益。
參考文獻(xiàn)：
[1]黃春華. 當(dāng)代工業(yè)建筑設(shè)計新趨勢探討[D].天津大學(xué),2006.
