工业建筑结构设计范文

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关键词：

工业建筑；优化设计；钢筋；结构

现代工业建筑结构的设计风格多种多样，不同建筑的功能性也大不相同，依据设计角度的不同，工业建筑的结构优化设计需要依据具体情况来制定的。工业建筑的建设是十分复杂的，对于建筑的荷载也是比较大的，为了解决在工业运作上高分贝的噪音和污染物等情况需要对于工业建筑的建筑工艺结构进行更高层次的优化设计。

1工业建筑结构优化设计的探讨

1.1工业建筑优化设计的目的

在现代工业建筑的优化设计中，根据不同建筑优化需求的目标不同可以将其分为两种。第一种是传统概念上的建筑结构的设计和优化，其中包含了对于结构成本结构设计优化、设计质量的提升以及能够保障结构设计的科学性和合理性，完全满足现代社会低碳环保的要求。第二种是通过建筑结构的设计的优化目的来达到企业工业的生产目标的要求，实现对于建筑整体结构的布局和设备的放置以及施工流程数据的分析和处理，以提高工业生产的工作效率，增加企业的市场竞争力。

1.2工业建筑结构优化设计的队伍建设

受到建筑结构优化设计对设计优化人员的要求具备专业性和技术性的影响，工业建筑结构设计的优化需要企业建立科学合理的优化设计队伍为中心开展工业建筑结构的优化设计工作。工业建筑结构优化的团队应该包括专业的建筑工程师来对于建筑结构的主体结构进行分析和设计，还有要具备工艺技术人员来完成对于工艺布局和工艺流程的数据分析理解[1]，对于建筑结构的要求进行解读，分析所设计的建筑结构的优化方案的可行性和合理性。基础团队中还需要配备相应的工程机械设备工程，来完成对于设备的安置和使用和结构布局等进行分析处理，最终确保设备能够安全合理的运行。工业建筑的结构优化需要做到以基础团队为核心开展工作，才能确保在工业建筑的结构设计优化工作的科学发展。

1.3工业建筑结构优化设计中存在的问题

在现代工业建筑结构设计优化的经验研讨和共享中，多数设计团队和建筑工程师都对工业建筑结构的提出了不同的见解。首先建筑物内部钢结构的应用对空间美学的设计会造成产生巨大的影响。除此之外，在工业建筑结构设计优化的项目中，会因为部分设计人员因为经验不足缺乏对整体建筑结构布局的认知，从而导致对建筑工艺的使用和了解不足，造成建筑结构优化设计的成果不突出，进而会出现许多企业对工业建筑结构设计优化的工作不支持、不认可等问题。在上述工业建筑结构优化中，工业建筑物内部对钢结构的设计是所有建筑结构优化设计中最重要的方向。工业建筑施工建设的项目中占据总成本七成以上的是材料的费用，其中钢材料的价格就达到几千元一吨。在保障建筑物整体工程质量的基础上采用科学、合理的方式减少建筑物中钢材料的使用比例可以有效的降低工程造价。因此对工业建筑结构的优化中要合理优化和使用钢材料，实现降低成本的目标，确保企业的经济效益的增长。我国工业建筑结构的优化设计中，由于部分工业建筑在概念性的优化设计在整体设计方向上缺乏量化标准，所以建筑结构的设计优化中会存在较大的差异，严重影响了建筑物整体的设计和施工，针对这一特殊情况的产生，工业建筑结构在优化设计上应该更加灵活的应用和制定建筑结构设计优化的具体方案，以具体的建筑数据作为参考依据来对建筑结构的整体设计进行优化处理，以提高优化效果。工业建筑结构的优化设计中，由于工业结构的特殊性，所以会对建筑物内部的管理工作需求以及数字化办公产生一定的影响，在工业建筑使用之后仍然会有各岗位的人员不断出入来操纵内部各设备和软件，因此在工业建筑结构设计优化上需要充分考虑结构布局的影响。综合考虑各建筑内部的设备使用和工作管理的需求，对工业建筑的结构设计进行充分的分析和研究，提高企业的工作效率和工作质量，降低企业对成本的投入，提高企业的发展和进步。

2工业建筑结构优化的方法

2.1结构优化模型和设计方案

工业建筑优化设计可以在基础结构方案、围护结构设计方案和屋盖系统方案这三个方向上对建筑结构模型进行优化分析。可以在型号的选择、受力分析时和资金等方面投入等实施的过程中围绕结构优化的总体目标进行优化，以便最终能达到经济适用、安全可靠、高效环保、以人为本的要求。通过参数的选择和确定的方式来建筑工程的结构进行优化设计，在过程中可以通过设计多个变量和约束条件的来对非线性结构设计进行优化处理。在方案结束后，通过编制来进行运算就可以实现对于建筑结构优化的最终确立。[3]

2.2建筑结构优化的注意事项

现阶段的建筑结构优化过程中，我国大部分建筑师都不会参与到前期方案的制定和设计上，对于结构合理性和可行性的问题充分的认知，在后期的工程建设和方案的设计中增加了困难，这就需要加大对于工程的投入和使用。在工程结构设计前期就引入结构优化的设计理念，这样不仅能够从全局的角度来分析和理解工程优化设计的需求和作用，还能降低企业资金的投入，在工程的前期就进行有效的控制。根据不同的建筑工程所处的地理环境、周边位置以及选择合适的地基基础结构来制定工业建筑的设计优化方案。把握对于工业建筑内部的细部结构设计，例如在钢筋的选择上，要符合对于扭转力和抗拉力的要求。[4]工业建筑的结构优化能够通过对于优化活动的开展情况，来降低在管理过程中对人力、物力和移动距离的投入，提高企业的工作效率，降低企业对于工业的建筑结构的成本投入。现工业建筑内部的钢结构的应用日益增多。对于工业建筑的结构设计中，设计人员缺乏对于钢结构工艺的深入了解和探讨，十分容易造成优化设计的效果不突出，达不到预期的工业建筑结构优化设计的标准。

2.3建立完善的工业建筑结构优化体系

目前国内的工业建筑结构的优化设计中，由于对各工业建筑结构的优化设计缺乏一个统一的指导和管理，就会出现建筑内结构优化不合理的问题。因此在对工业建筑结构进行优化之前就必须建立一个完整的管理体系，通过管理体系和工业建筑结构优化中出现地问题进行相互验证，来及时掌握管理体系中存在的问题，及时发现及时解决，并对管理体系进行完善，相关岗位的工业人员也要针对管理体系的建立来采取更加合理的管理方式，不断完善工作内容，以此实现对工业建筑结构设计优化质量管理的目标，提高工业建筑结构的优化设计的质量和后期的使用效率。

3结束语

我国工业化的发展速度在不断的提高，工业领军企业的规模也在逐步的扩大，新的工业园区对于园区内的工业建筑的相关要求也更加的严格。针对工业建筑结构的复杂性和特殊性，相关企业应该重视对建筑结构优化设计的关注度。充分利用工业建筑结构的优化设计方案来优化技巧、降低对于工业建筑的整体投入，节约成本，降低工程总资本的投入。同时要满足工业建筑结构中设计优化过程中对工业职能的需求。随着市场竞争逐步朝向白热化的发展趋势，企业的经营管理成本已经成为影响企业在未来发展重要因素。

作者：吴琦 单位：大地工程开发（集团）有限公司南京分公司

参考文献

[1]李晓光.工业建筑结构优化设计的探讨[J].科技创新与应用，2014，10：194.

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Abstract: along with the modernization of industrial production technology and construction technology update, the structure system of industrial buildings also produced changes more complex, the general structure layout buildings show diverse state, the designers made more stringent requirements. Because the structure design of the construction industry related to the knowledge very much, in recent years gradually began to pay attention and to explore the related. Combining with the own many years of work experience, discusses some problems about the structure design of the construction industry needs to pay attention, hope to have reference value.

Keywords: industrial building; design; problem; future development

中图分类号：TU3 文献标识码：A文章编号：

引言

在工业建筑结构当中，结构设计起着十分重要性的作用，结构设计有着建筑的共性，但在设计及施工问题上具有自己的特殊性质。因工业建筑是以工业生产为核心的，其外形及内部构造与通常我们见到的类型存在很大的差异性，到处能够展现出功能主义的特质，表现了超强的经济适用性能、灵活性能及先进的科技化水平。为此，一个优秀的工业建筑结构设计作品，一定要满足运输、设备安置等方面的生产准求以外，还要能够供应舒适的劳动客观环境。

由于工业建筑受载状况比较复杂，这种因素的存在就造成对建筑结构构件材料及结构有了非常独特的要求。与此同时，工业建筑有着很多的预埋件，如果有遗漏的问题需要及时的对其加以修补，这样不仅仅会造成成本增加，而且影响了工程进展。接下来，针对现场施工中经常遇到的问题进行阐述，结合自身多年的工作经验，针对工业建筑结构设计中需关注的问题开展有关探究。

1.混凝土结构设计重点

1)地基

工业建筑是一项投资大、占地面积广、地质条件非常复杂的工程，所以在进行工业建筑结构设计的过程当中需要选用多种类型的地基。从工业结构设计的方面来看，混凝土标号需要与结构耐久性要求相吻合(一般采用C30)。地基配筋最好能够降低配筋率。条基接触位置的钢筋设置一定要有详细的工程图，对于条基交叉部位的基底面积只能够单独使用，坚决不能反复使用，同时一定要做到科学合理。砌体结构局部墙体具有强大的集中荷载，需要依据相关准求来满足大地基的标准，除此之外，需特别关注的问题是，柱下条形基础，假设基础的翼缘板选用的是缓坡形式，则一定要注意坡角不能太陡，不然则会降低工程施工工艺效果。

2)梁和板件的合理设计

工业建筑受载非常大，为确保其强度方面的准求，通常会将梁柱截面面积设计的会大一些，钢筋比较粗密，这会给工程施工造成较大的难度。一些设计者为能够掌控截面高度，通常会把配筋率提升2.5%，但是在现实的施工作业中非常难以做好这一方面的工作。假设钢筋分布太密集的话，那么会在梁柱节点的位置，混凝土不能够进行密实的浇筑，这将在一定程度上造成钢筋出现移位的现象，为工程施工留下巨大的安全问题。在设计过程中，一定先要想到提升截面高度，降低钢筋率。为了能够便于施工，争取不要让梁柱交接部位有大梁钢筋堆积的状况出现。为不存在特殊荷载的状况下，配筋率通常要低于1.7%，这样对梁结构塑型有着很好的效果，提升建筑结构的抗震功能。

因挑梁自重的总荷载通常很小，将其做成变截面对自重减轻不会有太大的影响，为此争取把挑梁做成等截面的样式。在对挑梁钢筋率进行计算的时候，需要预留适合的安全系数，砌体结构挑梁深入墙体的长度需满足结构设计方面的要求，同时要对抗倾翻临界条件进行有关计算。

对于过梁的设计需要严格的遵循有关标准图纸来选择使用，但是在施工图纸中一定要明确标出所选择使用的具体方法。假设门窗洞口比较大的话或者是作用力比较集中的情况下，过梁的设计可以按标准图选用，但要在施工图别标明选用方法和具体图号需要经过详细的计算来检验过量的受力程度。在进行结构设计的过程中，争取能够把过梁与圈梁进行综合浇筑，这样对工程施工抗震性的提升有很大的帮助效果。

目前现浇板配筋大多使用的是软件自动生成技术，这样能够有效的提升速度，避免错误问题的出现。在对配筋率进行有关计算的过程中，需要考虑一下塑性变形重的分布情况，把板筋上的筋应力乘以0.8—0.9的折减系数，将板下筋乘以1.1—1.2的放大系数。在对砌体结构板件进行配筋的过程中，一定要注重支撑外墙的板筋不要太大，不然肯定会对砖墙造成强大的附加弯矩。

3)柱形件的设计重点

在工业建筑结构设计过程当中，轴向受力构件的使用是非常广泛的。在选择使用的柱截面的时候，为了能够达到最佳的经济效果，可以选择使用钢管混凝土柱或者型钢格构柱。考虑到性价比问题，在施工工艺能够满足的前提下可以增加纵向系杆，这样能够有效的减少厂房柱平面以外的计算长度。

支撑杆件结构设计往往会是单拉杆，或是一拉一压杆件的组合方式。但是需要在现实的施工作业当中依据受力情况及杆件的长短度来对其进行挑选使用。单杆设计当下属于常常选用的一种当时，但需要在前后杆件之间不设置缀条，这种方式会很方便的进行中间穿行管道、楼梯和参观走廊的。

4)楼梯的设计

在工业建筑结构当中，生活区建筑物大都选用的是板式结构，这样既能够达到一定的外形美观的效果，又便于进行施工。但是需要在梯梁与梯板之间留有一定的高度，特别是在建筑的入口区域。梯段高度差小于等于20cm，预防绊倒。休息平台与梯段板平行方向的上部筋应拉通，并且要跟梯段板配筋要密切配合，如果有特殊情况存在，就要在施工图纸上明确的标出，以便于加大反拱力度。需要注意的是，在第一段梯板的基础需要考虑其沉降问题，需要的时候要设置梯梁以提升建筑结构的稳定性能。

5)预埋件的合理埋设

工业建筑结构是一个承载体，除了需要各种安装设备以外，还需许多的预埋件。在施工过程中一定要严格的按照施工图纸来进行，而一些单位在施工过程中有遗漏了对楼梯埋件，需要及时的进行现场补救，不仅浪费时间而且将增加施工成本。在进行技术交底的过程中，一定要对施工企业说明具体的埋件要求， 埋件一定要承受一定的负载。工业建筑结构在进行安装埋件的过程中，需要注意一下是不是有滑膜导致埋件产生了位移情况，避免给安装带来一定的难度。

2.钢结构设计重点

在工业建筑结构当中，钢结构是非常多见的一种结构形式，钢结构设计需要具备良好的工艺性能，这样有利于施工及今后检修工作的开展。比如在工程设计当中，选择使用轻型门钢结构设计，在施工现场装配的过程中，最下端的螺栓没有预留足够的扳手空间，避免力矩扳手没有办法安全运用。如果设计过程中对这一问题进行了科学考虑，留下了足够的空间或者选用其他的连接方式，那么就不会出现上述问题。

在钢结构设计当中节点构造设计是非常关键的，杆件设计与节点设计是钢结构设计的两方面重要性内容[2]。节点结构设计将直接影响着钢结构设计的安全性能。节点设计一定要达到构造简单、传力可靠、受力明确、工艺性良好的等方面的要求。节点连接设计争取设定10%—15%的安全系数。对于构件应力小的情况，连接焊缝长度一般要高于120mm。在工业厂房钢结构设计工作当中，上述因素是非常关键的。在工程施工过程当中不要随意的增加杆件截面，避免对节点结构安全性造成不良影响。

结束语

在开展的工业建筑结构设计工作当中，结构设计的安全性、耐久性及实用性是设计需要遵循的基本性准则，为此就要求设计工作者需严格的按照有关的设计规章制度来工作，详细的了解施工工艺顺序，全方位的对其影响因素进行考虑，对建筑结构进行科学优化，最终达到建筑技术经济性能的有效统一。与此同时，结构设计者要抓住社会发展的总趋势，不断的去探究新技术、新设计方法，来提升工业建筑结构设计质量，创造出新颖、高质量的工程。

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引言

随着经济的不断发展，人们的生活水平得到了极大的改善。国内的工业建筑规模正处在不断扩建的状态中。工业建筑结构中主要两种形式分别是钢筋混凝土和钢结构。本文主要针对工业建筑结构设计的特点进行分析，并浅要的分析工业建筑结构设计中的复杂性与安全性。

1分析工业建筑结构设计中对类型的选择

在工业建筑结构的设计中，当工业建筑内的生产容量与设备发生改变的时候会有相应的变化产生。因此要求工业建筑及其设备的使用时间一定要达到一定的标准，工程建设结构设计和原本的工程投资预算要相吻合。因此选好建筑结构的构建类型显得十分的重要。一般在工业建筑结构设计中都会选择符合标准施工材料，从而使其在力学功能以及化学成分上都可以达到国家规定的标准。我国广泛运用的工业建筑结构主要有钢筋混凝土结构和钢结构。其中的钢筋混凝体结构在施工中由于建筑材料很容易获得因此施工非常的便捷。同时由于其具有比较明显的耐火、耐腐蚀特性，使得预制和施工现场的浇筑工作也是十分便利，并在建筑中有着非常广泛的运用。在工业建筑中采用钢结构类型可以有效的降低工程的建设成本，同时还可以在很大程度上缩短建设的工期。但是在工业建筑设计中采用钢结构也有一个需要特别注意的方面，那就是防火防腐蚀工作。在实际的工业建筑设计中，在生产一些空间比较大、振动比较大或者是比较大跨度生产的时候，经常会采用钢结构设计。

2分析工业建筑结构设计中的相关数据

工业建筑结构在设计中要严格的遵循安全生产的准则，在最大程度上保障建筑的质量。在设计中始终严格的遵循相关的设计标准以及规章制度。通常工业建筑结构设计中的数据都会涉及到很多方面的内容，比如说最高温度和最低温度、地震分组的设计、地震设防烈度、场地土壤的类别、地下水位以及基本的血压等。同时需要特别注意的是，在工业建筑结构设计中一定要严格的按照相关的规章制度来，只有这样才能确保设计出的建筑抗震结构设计满足基本的要求。

3分析如何满足工业建筑结构生产工艺需求

在对工业建筑结构类型进行选择的时候，首先设计一定要满足基础的建筑生产方式以及对运输工具的实际要求，同时还要做好相关的防腐蚀设计工作，从而确保整体建筑具有较好的防腐蚀功效。由于施工工序和生产工程在一定程度上会相互作用，因此在生产工程的结构设计中要处理好这一点。设计中还涉及到一个很重要的方面那就是排风通道的设计。特别是在一些生产中会散发一定热量与有粉尘的车间。最后是要科学合理的设计好建筑的隔声带，从而确保企业的日常生产工作不会受到外来因素的作用。

4分析工业建筑结构设计中对于基础地基的处理

在处理一些比较重要的建筑物以及地基构建的时候，要综合建筑施工的实际情况来选择出最合适的基础地基处理措施。比如说预应力混凝土管桩、地基处理桩、钻孔灌注桩等。在对工业建筑结构的桩基进行设计的时候，需要科学有效的掌握好单桩承载性能，一般是将其特征数值控制在百分之八十以内。在遇到新建的建筑物和原有的建筑间距比较小的情况下，需要做好桩型的选择，力求新建筑的桩基施工作业不会对原有的建筑物带来不好的作用。在处理一些比较次要建筑物的地基的时候，可以挑选比较浅的土层来作为建筑基础的持力层，比如说室外水沟、钢梯或者是电缆沟等。同时对于建筑的原土要进行压实处理，遇到有超挖分层的状况还要更换合适的砂夹石，并进行相关的压实处理。

5分析工业建筑结构设计中如何科学合理的布置空间

工业建筑结构设计中首先要科学合理的布置好建筑的总平面，并依照相关的生产工艺与生产流程做好建筑物的选址与分区工作。特别是要做好运输管道和管道相互间的分布关系，并做好相应公用设备的布置工作。在工业建设结构设计中需要对生产空间内不同功能的用房进行合理的设计，比如说配置健全的公用设施、生产辅助用房以及行政管理用房等等。同时为了确保企业的各项工作可以顺利的进行下去还需要做好生产区域的划分工作以及做好相应公用设备的安排工作。由于工业建筑中有着生产行业自身的特殊性比如说，对人体的正常发育有害的腐蚀性因素建筑物。这些建筑物的选址一定不能在生活区，从而避免危害到人们的健康。

6工业建筑结构设计中相关的防腐蚀设计

当前，国内大部分的工业建筑结构设计中都会用到盐酸盐类别的侵蚀性溶液，这类溶液会对生产空间内的水资源、空气以及土壤带来侵蚀性的物质，会对整个建筑物造成一定程度的腐蚀。因此在工业建筑结构设计中要做好相关的防腐设计工作就显得十分重要。一般在设计中针对具有腐蚀性的厂房会将其以垂直的方向布置在水流下的下风向处，科学合理的设置好相应的排水明沟。同时还要运用敞开式或者是半敞开式的建筑结构设计，从而使得工业建筑具有很好的通风性能，从而从根本上杜绝腐蚀问题的发生。针对工业建筑的地基部分，为了避免在生产的过程中有侵蚀性的溶液渗透到地下造成一定程度的腐蚀，会事先科学合理的设置好相关的排水设施。并挑选好合适的基础性材料，强化混凝土的钢筋保护层，从而充分的做好地基的防腐工作。

7结束语

综上所述，新时期的工业建筑设计具有一定的复杂性与安全性。设计人员在设计的时候要严格的遵循基础的设计准则，并优化相关的设计，从而使得整个工业建筑结构设计能够满足实际的生产需求。进而推动我国工业建筑水平得到最大程度上的提高。

参考文献：

[1]胡中汉.关于工业建筑结构设计的复杂性与安全性概述[J].城市建设理论研究(电子版),2012(08).

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中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

引言

随着经济的发展和科学技术的进步，传统的工业建筑结构设计方法已经适应不了社会发展的需要和设计技术的进步，在这种竞争激烈的大气候下，工业建筑结构设计方法已经发展到了一个崭新的阶段，然而，它的发展并不是一帆风顺的，问题的不断出现已经引起了世人的广泛关注。笔者在为工业建筑设计取得新成就而欣喜时，又陷入了深深的思考。

工业建筑结构设计的大发展及具体表现

随着改革开放的不断深入，在上个世纪八十年代逐渐兴起中外合资企业,引进外资企业,随之而来的是新的设计理念，使工业建筑设计进入新的发展时期。一个个现代化的工矿企业带着独特的形象标志，在各个工业园区以及高新技术开发区逐步展现，这些建筑都有着悦目的色彩、生动的造型、优美的环境，成为园区内的独特风景。即使是大型国营企业的建设，传统低调的色彩一去不复返,取而代之的是新型的建筑设计理念。在企业形象和环境投入的设计方面做了很大的改进。各种民营企业自不必说,它们为配合展示自己的品牌、宣传企业的形象,对厂房的工业建筑设计中更是给予导读的关注。随着近十年我国国民今后经济的发展，我国工业建筑设计随之发生了质的变化,科学技术以及经济实力使得在工业建筑设计中采用钢结构形式有了保证。在这种大气候下，工业建筑设计的理念与方法发生了质的变化，钢结构在工业建筑中的大量引入，一改传统的砖石、钢砼结构,使工业建筑设计表现方式和结构形式丰富了起来。现代大型钢铁企业的建立、石油化工的繁荣、纺织业的发展到汽车生产流水线的建立，这些发展促进了工业建筑设计理念的不断更新。

二、工业建筑结构设计常见错误分析

1.由于相关人员缺乏沟通，带来的诸多问题

（1）给施工带来难度

在现代化工业生产、工艺不断更新的要求下，许多建筑结构设计人员与工艺设计人员缺乏协商沟通，过去在生产中单一功能的厂房已被多功能的综合工艺设备所代替，布置紧靠基础，导致设备基础与主体结构厂房所代替，工业建筑的结构体系日趋多样化，建筑结构基础相冲突。如果设备基础与主体结构基础越来越复杂，设计要求也越来越太近，将给施工带来难度。因此施工人员之间的沟通是必不可少的。

（2)主体结构被影响

工业建筑也因其结构复杂，影响主体结构的基础，所以对于那些比较重或者件数较多，预埋件预留孔也较动较大的设备应尽量避开基础，故许多设计人员在设计时容易产生一些错误，给房主体基础脱开，因相互影响而导致无法使用。给施工带来麻烦，给业主今后的使用带来不便，由于结构设计人员缺乏经验，在一定程度上，带来了安全隐患。

梁扭矩折减系数取值错误

在工业厂房的结构设计中，如果梁扭矩折减系数取值错误，在一定程度上影响着建筑物的使用，特别是室内排水出现问题的化工厂房，由于吊挂设备较多，楼面开洞较大较多，这一定要引起足够的重视。

预埋件的布置没有放置正确

一般而言，预埋件一半埋在结构梁上，一半洞的大小在一定的范围内进行调整，埋在楼板下。当布置预埋件时，应查看相关的结构，看是否符合相关标准。

2.在进行工业建筑结构设计时，人为造成失误

（1）活载组合值系数取值错误

适当调整预埋件位置，建筑结构设计人员也应该控制模块活载组合值系数。但是有较多的建筑如应仔细查看楼面结构相关图纸，如预埋有不妥之处，金工须与施工人员协商调整。

（2）防爆厂房没考虑泄压面积。

有爆炸危险的厂房，宜设计成敞开式或半敞开式。设计人员应根据工业厂房的类型及功能安排按实际情况对活载组合值系数进行调整。为封闭式时，应计算泄压面积够不够，应多开窗，特别是对于地下的建筑物，如地下锅炉房等，更应重视泄压面积是否满足。泄压设施宜采用易于脱落的轻质屋盖、门和窗，亦可采用易于脱落的轻质墙体（如石棉瓦、轻质墙板等）。泄压面积应均匀分布，要靠近爆炸危险源，并避开主要道路和人员集中部位。这样才能减少错误的发生，降低安全隐患。

（3）输入设备荷载时，动力系数考虑错误。

动力设备简化按静力计算时，可将动力设备的自重乘以动力系数，按静力计算。对带有传动装置的静止设备（如反应器、混合器等），则可将传动部件的重量（如搅拌器的轴、叶片减速装置等），乘以动力系数。有四个支脚的设备，错误地将总设备荷载四等分，每一等分作为每个支脚的荷载。由于施工的偏差，可能支脚的支撑面不在同一个标高，设备支脚可能不是四个支撑面，而是三个支撑面或两个支撑面，所以计算每个支脚的设备荷载时，应将总的设备荷载三等分或二等分，而不是四等分。

（4）较大孔洞边没加设钢筋，也没设梁。

当周边结构不合规格时，应沿周边加设附加钢筋；当孔洞边有较大荷载时，应在洞边设边梁部分孔洞尺寸大小是工艺、给排水等专业二次条件所提的内容，一次条件是提不出来的，所以往往造成建筑结构设计施工图对孔洞处理的遗忘和不易处理。

（4）电缆沟未作防水处理。

在变配电所里，不管是高压配电室、低压配电室、电容器室以及控制室内，都有众多的电缆沟。室内电缆沟，如果埋设不是太深，在地下水位较浅，地面沉降不是太大，可采用混凝土地沟，沟壁沟底进行防水处理。如果地面沉降量大，且会出现不均匀沉降，地下水位较高，则应采用钢筋混凝土地沟。

（5）水池板设计考虑不足，仅考虑板的弯矩要求。

水池裂缝宽度是水池设计最重要的因素，应控制在一定的范围之内。混凝土还要满足抗渗标号的要求，工业厂房经常要在梁上预埋吊环，许多设计不规范。设置吊环应采用未经冷加工的一级钢筋制作，严禁采用冷加工的钢筋。吊环应焊接或绑扎在受力钢筋上，绑扎时埋入深度不应小于半米，焊接时不受此限制。每个吊环可按两个截面计算，在构件的自重的标准值作用下，吊环拉应力要大。

三、结束语

总之，为了满足建筑的安全性、适用性和耐久性等可靠性要求，工程建筑结构设计要做到平面布局和结构选型合理，荷载取值准确且无遗漏，严格遵守有关设计与规范和国家标准，考虑要周详全面。一般说来，工业建筑相对民用建筑，其建筑结构设计有较大的难度，设计人员遇到的问题也较多，出现的错误也不少。遇到问题要寻求最佳的解决办法，不能草率地进行设计。希望以上的若干错误分析能对设计人员有所帮助，在今后的设计当中，让设计更加优化，能做到经济合理，经久耐用。一个模式，指标的权重要经过详细计算论证才能列求我们进行长期的努力，不断总结、更新、探索，以实出。要素指标应该比较具体，也比较容易理解，而且现营区的可持续发展目标。可能在不同项目中有一定增删，但均应符合前述指标的选取原则。

参考文献

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0.引言

工业建筑最早出现在英国，18世纪，英国率先开展了工业革命，随后扩展到美国及欧洲等其他国家，工业革命的出现催生出了一大批工厂的产生如棉纺织、采矿、冶炼等，工厂的出现也就导致了工业建筑的产生。到了19世纪末，随着第二次工业革命的开展，催生了一大批新型的产业，同时欧美等国家的经济开始出现垄断趋势，如在19世纪末美国的石油产业和钢铁产业分别被洛克菲勒和卡耐基垄断，他们建立了国际托拉斯组织，并企图垄断世界的石油和钢铁产业，工业托拉斯机构是有许多大型公司组建的集团型机构，所以其工厂员工比较多，工业建筑面积也比较大。从20世纪50年代开始，中国便开始大量建造各种类型的工业建筑。工业建筑一般包括人们从事各类生产活动的建筑物和构筑物。如厂房、工人住宿用房等，在工业建筑设计中，一般遵循“坚固适用、经济合理、技术先进”的原则，随着经济科技的发展，工业建筑的设计水平也不断的提高，未来我国的工业建筑设计必将得到更大的发展。

1.工业建筑结构的设计参数

工业建筑结构本着安全、经济合理，确保建筑质量的原则进行，一般来说，工业建筑结构的设计主要考虑以下参数数据：分别是极端高低温度，地下水位，抗震等级，风压和雪压，以及地面粗糙度等，特别是抗震度的设计，由于近年来我国地震频发，我国建筑的抗震设计要求一再的提高，特别是地震多发区四川、甘肃、青海等地，重要建筑物的抗震设防类别和抗震设防烈度均相应的提高进行设计。

2.基础地基的处理

对于重要建筑物地基的处理，可根据场地具体情况选用合适的处理方案，在对进行桩位设计时，如人工挖空桩、钻孔灌注桩、预应力混凝土管桩、地基处理桩等，单桩承载能力应控制在特征值的80%以内。当在建建筑与老建筑物距离较近时，需要打桩时会不会对旁边的建筑物造成影响，要选用合适的桩型。而次要建筑物如钢梯、直爬梯基础、室外水沟、电缆沟等，对这些建筑物的地基处理，可用较浅的土层作基础持力层，并要求把原土夯实，具体操作应在超挖分层，在超挖层换填一定厚度的砂夹石，并压实【1】。地基施工完毕后，及时分层回填压实。

3.工程建筑结构设计的基本要求

以具体工程为例，工业建筑结构的安全等级为二级，设计使用的年限是50年，抗震设计为标准设防。以下建筑具体构造的设计分析。

基础选型方面，车间及建筑伍德基础型式如以下：此工业建筑的负载量最大的是斜坡上架建筑物，一般是主厂房、配料室、燃料破碎室、筛粉室、主电除尘器、主烟囱、成品矿仓库、混合室等，拟采用桩基础；场地地质条件较好的挖方区，如整立除尘器及风机房拟采用独立基础、机尾除尘器及风机房拟采用独立基础；而负载量不大的建筑物，如皮带通廊、水泵站及水池、袋式除尘系统、变电所等拟采用的是柱下独立基础或墙下条形基础；

而湿式作业的车间，对防腐处理的平台要采用钢筋砼结构，而其他的操作平台则应尽可能的采用钢梁上铺设钢格栅板。管道桥架和电缆桥架宜采用钢结构；填方区的挡墙分两种，8m高度及以下，采用的是毛石砌体挡墙，8m以上，由于场地紧张等缘故，可根据需要采用钢筋砼扶壁式挡墙或排桩支护结构，或加筋土挡墙【2】。除了以上形式，还有一种比较适用的方式就是锚杆支挡结构。

地下室结构和防水等级，地下室结构防水等级为四级、泵房、水池、地下通廊的结构采用现浇防水混凝土结构，防水混凝土的设计抗渗等级不小于P6级。总体建筑结构如图1

4.设计的基本原则

4.1钢材的选用原则

钢材可分为型材、板材、棺材和金属制品等四大类，一把来说，工业建筑对这四大类都会有所涉及，受力构件一般采用Q235-B或Q345-B钢，Q表示的是钢材的屈服点，后面235或345表示屈服的点数，而后缀B表示的是质量等级和脱氧方法的符号，质量等级分为A、B、C、D、E五个等级，越往后表示材质越好。平台板、楼梯和栏杆一般采用A材质的钢，吊车梁则采用C材质的钢，Q235-B和Q345-B的钢力性能和化学成分都符合国家的标准规定。而对于如高炉炉壳等特殊的结构则应采用特殊材质的钢，高炉壳采用BB503钢，热风炉壳拱顶采用BB41-BF钢。

4.2焊接及螺栓

一般来说焊条的材质要优于母材，焊条中的焊芯合金元素的含量直接影响焊条的质量，碳元素的含量决定了焊条的性能，碳含量多时，钢的强度、硬度明显提高，塑性也相应的低了；锰是一种较好的合金剂，锰含量的多少，影响焊条的强度和韧性；而硅则会影响钢的屈服强度、弹性及抗酸性能；铬能提升钢的硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能；硫是一种有害的杂质，焊接重要结构是硫的含量不得大于0.03%【3】。焊条的性能必须符合国家规定的标准。手工焊接时，低于母材是Q235-A/B材质的钢，焊缝的质量等级一般要求是一级，需采用E4301或E4303型焊条，Q345-B需采用E5015或E5016型的焊条，Q345-B采用H08M nA焊丝，并配以相应的焊剂，施工单位必须提前施以焊接前进行焊接实验，取得合格的焊接工艺实验成果后，方可进行正式的焊接工作。

螺栓主要是根据其性能等级，一般螺栓的性能等级分为10个，3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9，数值越大，表示性能等级越高，永久螺栓的性能等级为4.8，而高强螺栓的性能等级为10.9，高强螺栓一般是低碳合金钢或中碳钢并经热火处理，一般8.8以上的性能等级就是高强螺栓，对高强螺栓连接处构件接触面采用喷砂处理，摩擦系数不得小于0.45.结构用地脚螺栓原则上采用Q235-B钢制作，C级制造，。螺母应符合GB196-81普通螺纹的基本尺寸。

5.结语

工业建筑结构虽然相对较为复杂，不但要考虑其经济性实用，还要考虑安全等级，如抗震强度，但是只要严格的按照设计原则、不断优化设计概念，一定能设计出安全、经济、实用的工业建筑。

参考文献

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如无缝钢管有着很好的空截面,在进行输送流体时可用作管道;钢管和卿钢等相比,强度相对较弱,但是其质量相对较低,稳定性相对较好。所以,设计者在设计过程中,首先要考虑设计的工艺需求。对于整体的结构设计,在方案选择中就要广泛的选择,同时多了解工艺的布置,明确工艺使用的具体条件,从而能够减少施工中出现的不必要的问题。

2影响结构计算的因素多

结构设计的结构计算是一项重要的步骤,大多数的设计者都会采用计算结果来进行分析和评价,从而对结构设计的合理性进行判断。而影响结构计算的因素相对较多,其结果也直接关系着施工工艺的荷载问题,对于整个结构设计来说有着非常重要的作用,因此就要全面的进行综合考虑,把影响结构计算的因素全面的考虑在内。

目前我国的厂房质量还有待提高,尤其表现在近年来因天气情况出现的暴雨暴雪而产生的厂房坍塌现象。所以,厂房结构的设计要更加注重其使用的安全性,尤其是要把这些外界的影响因素考虑在内,从而提高厂房的荷载值,这样才能够更好的提高厂房使用的安全性。另外,很多厂房的设计构件都能够达到使用的需求,但是很多问题都出现在节点上,在发生外界干扰时,这些节点很容易发生问题,不能够承担起高符合的作用,而厂房的梁柱中心线通常都是不重合的,这样对节点的压力也相对较大,从而使整体的性能受到影响,所以,对于这些额外的影响因素应当格外的注意。

3厂房的防火设计问题

钢结构的厂房在防火的能力方面相对较差,刚才在受热的过程中,其抗拉的强度会逐渐降低,从而出现变形的现象。而在温度过高时,刚才的强度就会随着温度的变化而逐渐的软化,从而失去了其应有的作用,导致厂房发生坍塌。所以,我们一方面要意识到钢结构厂房防火能力差的特点,同时还要明确钢结构的耐火要求。我国在钢结构厂房设计中也有了明确的规范,要求设计人员在进行设计的过程中严格按照防火保护的方案来对钢结构进行保护,这样才能更好的提高厂房的使用质量。当前,钢结构的厂房通常都会在钢结构材料中加入防火的涂料来作为防火的保护措施,在发生火灾时,这些涂料能够为钢结构提供一层隔热膜,从而加强钢结构的抗热能力,也能够更好的满足国家的相关规范要求。

篇7

前言

随着社会经济的不断发展，人们的生活水平也在不断的提高，而今的工业建筑随着需求，在规模上在进行不断的持续扩展现状。在工业建筑当中主要以钢结构以及钢筋混凝土两种作为结构形式。此次探讨以工业建筑结构设计的优势作为出发点，并对以往的经验进行了总结，以下对工业建筑结构设计的复杂性及安全性做了阐述。

1选择工业建筑结构类型

结构设计在工业建筑当中，一般情况下建筑物会产生相应的变化，是由于生产设备的改变的情况下及生产容量的变化下发生的，而且，要保证工业建筑设备及工业建筑物的使用时间，在工业建筑当中，还应该对其投资预算及建筑结构设计要准求吻合。对于建筑结构类型的有效选择，能够有效确保工业建筑结构设计的科学及合理性。（1）受力构件，Q345-B和Q235-B钢，一般在工业建筑结构设计过程当中广泛选择的，对于吊车梁的选择，一般为Q345-C和Q235-C钢，平板台及栏杆的选择为Q235-A钢，这样对于建筑材料的使用上，以国家规定为标准，其力学功能、化学成分上都能够达到。（2）对于变形掌控以及钢结构应力的准求。在强度设计数值上钢梁应力需要达到90%，强度设计数值在钢柱应力上需要达到95%，在变形容许值上要和钢构件变形需相吻合。在钢柱、钢梁当中一般会选择焊接H型钢，利用墙皮檩条的组合是在檩条加槽钢上使用的，卷边槽形冷弯薄壁型则是在其他的檩条进行使用的，对阵风系统这方面来说，在墙皮檩条的计算当中是不需要考虑的。（3）在我国，对于建筑结构方面广泛应用的是钢结构及钢筋混凝土。而且。其中最为方便的就属钢筋混凝土，很容易得到建筑材料的，能够很方便的在施工现场及预制进行浇筑，耐腐蚀及耐火性是其中最为显著的特点，而且在建筑范围上有着很广泛的适应性；工业体建筑当中一般为钢结构，能够有效的降低在建筑中的成本，对于施工工期可以大量的进行减短，但是，在耐火、耐腐蚀的设计方面，在钢结构当中是必须要重视的问题，对于钢结构设计的应用，一般会在大跨度以及大空间、振动大的生产建筑中可以广泛的看到它们的身影。

2分析工业建筑结构设计的数据

结构设计在工业建筑的应用的过程当中，其基本原则因以经济安全为准，对于建筑质量应该最大限度的确保。对国家具体的规章制度一般规格严格遵守并执行，对于相关的设计标准更是如此。分析数据，在工业建筑数据结构当中主要有以下几方面：基本的雪压、最好和最低的温度数据、所使用的场地土的类别、地下的水位数据、地震设防烈度数据以及设计地震的分组数据等等。就目前来看，在工业建筑结构设计当中应该严格遵循国家的规章制度，这是在工业建筑结构抗震设计中必须要注意的问题，这样才能满足工业建筑抗震结构设计过程中的相关要求。

3工业建筑工程生产工业的需求进行满足

只有满足运输工具和基本的建筑生产方式才是挑选建筑结构类型的实际要求，建筑的防腐性能设计在结构设计当中是必须要做好的工作，以确保防腐蚀功效能够在工业建筑结构设计工作当中发挥其很好的效果。由于在生产工程以及施工工序这两方面直接会受到一定的影响，这就需要在生产流程结构设计当中应该进行很好的处理。以排风通道的设计来讲，在工业建筑结构设计作业当中有着很重要的意义，尤其是对于能够散发一定热量的加工厂房及粉尘的车间的生产当中，对于通风的问题在要求上是非常高的，在隔声带的设计上应该特别注意其科学、合理性，这样才能保证企业的正常运行，不会因外来因素造成不必要的麻烦。

4处理基础地基

关于处理问题方面来说，关键是构筑物地基和工业建筑物的相关处理，在基础地基处理方案上的挑选，应该综合施工场地的相关状况。比如说：预应力混凝土管桩以及地基处理桩等。科学、合理掌握单桩承载性能是在桩基设计过程当中必须要注意的，对于数值的要求在单桩承载性能特征上为80%以内。对于桩型的挑选，想要最好的必须在固有的建筑间距离相近或新建的建筑物的状态中，由于固有建筑物会给其他方面带来一定的影响，所以在桩基施工作业中要做好防患。浅图层的建筑基础持力层更适合于室外的水沟以及钢梯等，这些均属于是构筑物地基处理或者是次要建筑物的方面，这需要进行有效的处理，要务实处理其原土方面，砂夹石的更换更适合于超挖分层的状况下，对其处理必须进行压实才更为合理。

5布置空间要科学合理性

科学性的布置好总平面的工作在工业建筑结构设计作业当中是很有必要的，而且有着重要的意义，明确对建筑物的选址和分区，这是根据生产工艺以及生产流程为实际标准的，对于运输管道以及管道相互联的关系不容忽视，必须进行科学、合理的分布，对于公用设施也必须进行有效的分布。公共设施在生产空间当中必须进行有效的划分和配备，比如说行政管理用房、生产辅助用房等。对于划分工作，需要将生产区域的生产区的保管进行合理的处理，对公用设备进行合理的安排，对于企业来说，能够更好的开展各项工作。但是，往往企业也会因为生产行业的特殊性受到极大的影响，例如，在工业建筑当中，有些腐蚀性因素对人体发育有着很大的伤害，像生活区是不能在这样的工业建筑当中的，这样会给人体的健康带来很大的伤害。

6结束语

综上所述，社会的飞速发展，以及新技术的不断的创新，人类对工业建筑的需求以及要求上不断的提升。因此，在工业建筑结构设计当中，从复杂性和安全性两方面作为出发点，对工业建筑结构设计必须严格要求其遵循准则，对设计进行合理的优化，让工业建筑结构设计在工业实际当中更吻合，从而有效提高我国工业建筑的水平。

参考文献：

[1]胡中汉.关于工业建筑结构设计的复杂性与安全性概述[J].城市建设理论研究(电子版),2015.

[2]冯超.对我国现代工业建筑结构设计中几个问题的探讨[J].黑龙江科技信息,2016.

篇8

工业建筑作为我国建筑设计体系的重要构成，其一方面带有传统建筑设计的特点，另一方面又具备了自身较为独特的设计及施工特性。工业建筑与一般建筑不同，其主要是为工业生产的实施提供物质基础，因此，其建筑结构需要突出较强的功能性和科技性。

一、 江苏省冶金设计院有限公司基本概况及其工业建筑结构设计实践

江苏省冶金设计院有限公司是江苏省甲级工程设计及研究单位，其以工业设计为主要业务，通过科技及技术创新，成为江苏省工程勘察设计的标杆单位，公司依托于神雾集团，在工业建筑设计及节能减排领域申请了多项设计专利，其业务遍及世界众多国家。在工业建筑结构设计实践上，江苏省冶金设计院有限公司开展了诸如苏州钢铁厂烧结车间、丰盛超导有限公司生产厂房建设工程（其中，钢结构厂房18000O，特殊气体厂房900O）、安德里茨日照镀锌线塔架钢构设计等众多设计项目，保障合作企业取得了良好的经济及社会效益。

二、 工业建筑结构设计中需注意的相关问题分析

工业建筑结构设计中，由于工业建筑的特殊性，在受力结构组合机结构构件上要求极为严格，其设计及施工要点众多，笔者结合江苏省冶金设计院有限公司工业建筑结构设计实践，对其设计施工要点加以探析。

（一） 地基设计

工业建筑涉及到较大面积的地基基础，受制于复杂的地质状况，在工业建筑地基设计中应注重综合运用多种设计形式。根据工业建筑所承受的荷载力大小，可以将其设计为弹性地基、条形基础、独立基础、桩基基础等，一般而言，在工业建筑结构地基设计上，较常采用桩下条形基础的设计形式。在地基混凝土选用上，以C25型混凝土为宜，适当将地基基础的配筋率调低，并严格按照工程图纸对条形基础部位的钢筋开展施工[1]。如工业建筑结构的墙体涉及到较大荷载，要将地基的宽度适度增大。

（二） 梁板设计

工业建筑结构考虑到其承载重量，一般要增加梁柱的截面积，在截面高度的设计上，钢筋的稠密情况能够对混凝土浇筑质量造成影响，进而影响梁柱稳定性。在开展工业建筑梁板设计时，应将其截面高度适度提高，并将配筋率加以调低，以避免出现钢筋堆积现象。配筋率一般以1.7%-2.5%为宜。

工业建筑挑梁不具备过大的自重荷载，可将其设计为截面形式，要视挑梁的悬挑、荷载及挠度情况确定其钢筋率大小，如挑梁需要贯穿工业建筑墙体，则要对其抗倾翻的相关数据加以计算，以确保其稳固安全。工业建筑过梁设计中，要结合施工图纸进行，明确其设计方法及型号。过梁需要承载较大荷载重量时，应对其荷载承受力加以计算。在过梁的浇筑上宜与圈梁浇筑同步，在其配筋率上，要顾及到过梁的抗震及支撑作用，适度将其配筋率提高。

为避免设计中出现人为失误，一般选用PMCAD等软件进行工业建筑现浇板配筋的计算工作，配筋计算中的要点如下：1.计算时要注重塑性变形重这一要素，对工业建筑板上筋及板下筋分别乘以折减及放大系数，取值范围分别为0.8-0.9，1.1-1.2。2.根据弹性力学对板钢筋应力进行计算时，取计算结果即可，不需再行修改。3.工业建筑砌体结构配筋计算时，要注意其外墙板负筋取值应合适，不能过于偏大，以免产生附加弯矩。

（三） 柱形件、楼梯及预埋件设计

在柱形件设计中，考虑到工程的经济性，通常选用型钢格构柱及钢管混凝土柱，纵向系杆在使用数量上可以适度增加，以减少工业建筑厂房柱的计算面积。在杆件结构上，主要选择单拉杆及挤压杆相结合的形式，在确定杆件结构时，要兼顾到杆件的具体长度及施工荷载力情况[2]。

工业建筑以板式结构为主，在梯梁间要设置预留高度，高度差以20cm为宜。保持梯段板钢筋与工业建筑休息平台的连接性和配合性，在首段梯板基础部位要进行梯梁设置，以提高楼梯的稳定度。工业建筑预埋件设计要紧跟施工图纸设计标准，做好预埋件的技术交底工作，以免出现遗漏。在预埋件设计及埋设时，为避免其出现位移，要对其滑膜程度加以检验。

（四） 钢结构设计

钢结构在工业建筑结构中采用较多，如江苏省冶金设计院有限公司设计的丰盛超导工业厂房即采用了钢结构设计方法，该工程在选用了轻型门钢结构，运用强度较高的螺栓对梁柱进行连接。在钢结构装配中，工程人员一方面对螺栓的布置进行了科学设计，并采用了防锈及防腐蚀施工工序；另一方面在底部螺栓位置预留出空间，以便于扳手进入，为后期维保提供便利。

钢结构设计中，杆件与节点之间的构造设计极为重要。在节点构造设计中要选用科学的工艺，达到钢结构受力、传力的明确性及均衡性。节点构造要设定出足够的安全系数及焊缝长度，一般安全系数范围为15%-20%，焊缝长度≥120mm[3]。为确保钢结构施工中的稳定及安全性，要保持杆件截面的稳定，不能随意将其加大。

结语：

工业建筑结构设计要本着实用、经济、安全等原则，在严格参照相关设计规范的基础上，对工艺流程及工艺质量制约要素加以全面统筹，从而使工业建筑结构融安全性、稳定性及技术性于一身，促进我国工业建筑结构设计水平的提升。

参考文献：

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中图分类号：[F287.2] 文献标识码：A 文章编号：

1 建筑环境对结构的影响

随着世界的发展，社会的进步，人们对工作环境也提出了更高的要求，对工业建筑的要求，已经不是仅仅满足生产需求，良好的建筑环境即厂房内部环境和外部环境也逐渐成为人们关注的问题。

1.1 内部环境

工业建筑室内环境比较复杂，有高温、低温、酸碱、潮湿等环境。例如大型的轧钢工厂，它对于厂房主体结构的要求必须是耐高温，地面耐磨、耐腐蚀，墙体材料必须是非易燃材料；其次还要考虑到通风，良好的空气流通能带走加工产生的余热、污浊气流和有害气体，降低了环境对结构的损害，同时也提高了厂房内环境质量，保证厂房内部温度稳定，改善了工人的工作环境。对使用和存放侵蚀性介质的房间均需按照建筑防腐蚀设计要求进行设计。对装有侵蚀性液体的槽罐尽可能采用局部抽风系统，以缩小腐蚀性气体的影响范围。对于受水汽腐蚀的钢构件需涂以耐蚀性高的防腐涂料。

1.2 外部环境

对于工业建筑而言，其外部环境也逐渐被人们所重视，尤其是现代化的厂房周边的附属设施的合理安排布置，以及厂房产生的废水、废气、噪声等等。随着建筑行业的不断发展，对于工业建筑外部环境的各种规定相继出台，如《GBJ073- 2001 洁净厂房设计规范》就严格规定了废气废水，噪声污染的治理等级。合理的建筑结构布局与设计，能够在不同程度上对厂房外部环境起到改善作用。如室外管廊的合理选材、选型，由灰色的混凝为海蓝的彩钢板，由砼框架改为钢桁架，这样就能成就了厂区一道亮丽的风景。如工厂的废水废气通常都必须经过处理，达标后才能排放出去，所以处理设备的安置，与主体厂房的关系都是至关重要的，这些在做结构设计是应该考虑的。对于产生噪声大的工业建筑，在设计时就应该考虑是否采取隔声、吸声效果好的材料，是否采取密闭的环境，或者是在厂房的周边增加隔声带等等。工业建筑的环境与工作人员们息息相关，优秀的结构设计者必须充分考虑到各类因素，通过合理的结构选型、布置来达到经济与适用的完美结合。

2 自然界对结构的影响

2.1 雨雪天气

近年来由于环境污染的加剧，大气中的硫化物增多，它们会在氧化后形成酸雨，酸雨使非金属建筑材料（混凝土、砂浆和灰砂砖） 表面硬化水泥溶解，出现空洞和裂缝，导致结构强度降低，如图1。由于酸雨的腐蚀建筑材料变脏，变黑，影响城市市容质量和城市景观，被人们称之为“黑壳”效应。我国雾都重庆“黑壳”效应相当明显。冰雪积水导致的钢结构厂房锈蚀的现象已经相当的普遍。

图1酸雨造成的钢筋腐蚀 图2地震造成的结构破坏

2.2 地震

地震作用的水平方向的力是建筑结构承载力的薄弱环节，因此地震作用带给建筑物的破坏也是比较严重的，如图2所示。结构设计中，不论是民用建筑还是工业建筑，抗震设计越来越受到设计师的重视。抗震规范规定，抗震设计要做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”。首先在设计时要根据所处地区基本烈度作为抗震设防依据，并做好“概念设计”，把握三原则：强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱杆件；其次在地基处理上尽量选取对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。在结构形式上尽量考虑抗震性能好的结构，如钢结构、型钢混凝土结构等。对于单层排架工业厂房，在厂房加设柱间支撑可以保证厂房纵向排架的刚度和稳定，将水平荷载传至基础，加强抗震性能。对轻钢门式钢架，支撑系统的设置对抗震尤为重要。总之，工业建筑的结构设计所要考虑的因素越来越多，形式也越来越复杂，作为建筑结构设计人员，应该更全面的去思考解决问题，使工业建筑设计跟上社会需求的步伐。

3 工业建筑结构设计必须要重点关注的相关数据和地基处理问题

3.1 主要设计数据的选择

结构设计应本着安全,经济合理,确保工程质量的原则进行, 并且需遵循现行的国家规范、规程,并严格遵守规范强制性条文。

结构设计应考虑以下主要设计数据:极端最高温度、极端最低温度、基本风压、地面粗糙度、基本雪压、地震设防烈度、基本地震加速度、设计地震分组、设计特征周期、场地土类别、地下水位等。特别在进行抗震设计时,重要建(构)筑物的抗震设防类别和抗震设防烈度均应相应提高进行设计。

3.2 基础地基处理是工业建筑质量的重要保证

对于重要建(构)筑物地基处理,可根据场地具体情况选用合适的处理方案,例如人工挖孔桩(嵌岩)、钻孔灌注桩(嵌岩)、预应力混凝土管桩、地基处理桩等。在进行桩基设计时,单桩承载力宜控制在单桩承载力特征值的80%以内。当新建(构)筑物距离老建(构)筑物较近时,需选用合适的桩型,以减小桩基施工时对老建(构)筑物的影响。

对于次要建(构)筑物地基处理,例如钢梯、直爬梯基础,室外水沟、电缆沟等可以用较浅的土层作基础持力层,要求原土夯实,并超挖分层换填一定厚度砂夹石,并压实。基础施工完毕后,应及时分层回填压实。

4 对工业建筑结构设计中梁、板结构及其配筋问题的探讨

工业建筑荷载较大,梁、柱截面较大,钢筋大且密,这会给施工造成一定的难度。所以在结构设计中,应加大梁截面,减低配筋率,在不能增加截面高度的时候,可加宽梁截面,尽量使梁柱交接处上部钢筋疏一些,以利于施工。

挑梁宜做成等截面(大挑梁除外),与悬挑板不同的是, 挑梁的自重占总荷载的比例很小, 做成变截面不能有效减轻自重,所以挑梁尽量做成等截面,不然给施工造成麻烦。挑梁钢筋宜比计算值适当的放大,至于挑梁的底筋,当挑梁悬挑大,荷载大,挠度大时应适当加大底筋。

板配筋应尽量采用大直径大间距,间距尽量用200,板上下钢筋间距宜相等,直径可不同,但钢筋直径类型不宜过多。小直径钢筋施工时往往因踩踏导致变形,这样板支座处钢筋计算板厚就会达不到设计要求。现浇挑板阳角加辐射状附加筋(包括内墙上的阳角),现浇挑板阴角的板下应加斜筋,设计中这两点容易忽略。

板厚一般可根据构造需要设计, 但工业建筑楼面一般须考虑检修荷载,另楼面上会有设备基础,建议板厚相对取厚一点。特别是有设备基础的楼面,虽然设计人员考虑了该设备荷载,在该设备基础下设置次梁来承重。但从现场情况看,如果光设次梁未加大此楼面板厚,设备运转时震动非常大,给操作人员不适感。所以设计楼面时,有设备基础的楼面须加大板厚,增加该楼面的刚度,这样做可以很好的减轻板面的震动。板上开洞须在洞口处附加钢筋,附加钢筋不必一定锚入板支座,从洞边锚入即可。板上开洞的附加筋,如果洞口处板仅有正弯距,可只在板下加筋,否则应在板上下均加附加筋。留筋后浇的板宜用虚线表示其范围, 并注明用提高一级的膨胀混凝土浇注。未浇注前应采取有效支承措施。

5 对工业建筑结构设计中钢结构相关问题的分析

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中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：

1 建筑环境对结构的影响

随着世界的发展，社会的进步，人们对工作环境也提出了更高的要求，对工业建筑的要求，已经不是仅仅满足生产需求，良好的建筑环境即厂房内部环境和外部环境也逐渐成为人们关注的问题。

1.1 内部环境

工业建筑室内环境比较复杂，有高温、低温、酸碱、潮湿等环境。例如大型的轧钢工厂，它对于厂房主体结构的要求必须是耐高温，地面耐磨、耐腐蚀，墙体材料必须是非易燃材料；其次还要考虑到通风，良好的空气流通能带走加工产生的余热、污浊气流和有害气体，降低了环境对结构的损害，同时也提高了厂房内环境质量，保证厂房内部温度稳定，改善了工人的工作环境。对使用和存放侵蚀性介质的房间均需按照建筑防腐蚀设计要求进行设计。对装有侵蚀性液体的槽罐尽可能采用局部抽风系统，以缩小腐蚀性气体的影响范围。对于受水汽腐蚀的钢构件需涂以耐蚀性高的防腐涂料。

1.2 外部环境

对于工业建筑而言，其外部环境也逐渐被人们所重视，尤其是现代化的厂房周边的附属设施的合理安排布置，以及厂房产生的废水、废气、噪声等等。随着建筑行业的不断发展，对于工业建筑外部环境的各种规定相继出台，如《GBJ073- 2001 洁净厂房设计规范》就严格规定了废气废水，噪声污染的治理等级。合理的建筑结构布局与设计，能够在不同程度上对厂房外部环境起到改善作用。如室外管廊的合理选材、选型，由灰色的混凝为海蓝的彩钢板，由砼框架改为钢桁架，这样就能成就了厂区一道亮丽的风景。如工厂的废水废气通常都必须经过处理，达标后才能排放出去，所以处理设备的安置，与主体厂房的关系都是至关重要的，这些在做结构设计是应该考虑的。对于产生噪声大的工业建筑，在设计时就应该考虑是否采取隔声、吸声效果好的材料，是否采取密闭的环境，或者是在厂房的周边增加隔声带等等。工业建筑的环境与工作人员们息息相关，优秀的结构设计者必须充分考虑到各类因素，通过合理的结构选型、布置来达到经济与适用的完美结合。

2 自然界对结构的影响

2.1 雨雪天气

近年来由于环境污染的加剧，大气中的硫化物增多，它们会在氧化后形成酸雨，酸雨使非金属建筑材料（混凝土、砂浆和灰砂砖） 表面硬化水泥溶解，出现空洞和裂缝，导致结构强度降低，如图1。由于酸雨的腐蚀建筑材料变脏，变黑，影响城市市容质量和城市景观，被人们称之为“黑壳”效应。我国雾都重庆“黑壳”效应相当明显。冰雪积水导致的钢结构厂房锈蚀的现象已经相当的普遍。

图1酸雨造成的钢筋腐蚀 图2地震造成的结构破坏

2.2 地震

地震作用的水平方向的力是建筑结构承载力的薄弱环节，因此地震作用带给建筑物的破坏也是比较严重的，如图2所示。结构设计中，不论是民用建筑还是工业建筑，抗震设计越来越受到设计师的重视。抗震规范规定，抗震设计要做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”。首先在设计时要根据所处地区基本烈度作为抗震设防依据，并做好“概念设计”，把握三原则：强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱杆件；其次在地基处理上尽量选取对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。在结构形式上尽量考虑抗震性能好的结构，如钢结构、型钢混凝土结构等。对于单层排架工业厂房，在厂房加设柱间支撑可以保证厂房纵向排架的刚度和稳定，将水平荷载传至基础，加强抗震性能。对轻钢门式钢架，支撑系统的设置对抗震尤为重要。总之，工业建筑的结构设计所要考虑的因素越来越多，形式也越来越复杂，作为建筑结构设计人员，应该更全面的去思考解决问题，使工业建筑设计跟上社会需求的步伐。

3 工业建筑结构设计必须要重点关注的相关数据和地基处理问题

3.1 主要设计数据的选择

结构设计应本着安全,经济合理,确保工程质量的原则进行, 并且需遵循现行的国家规范、规程,并严格遵守规范强制性条文。

结构设计应考虑以下主要设计数据:极端最高温度、极端最低温度、基本风压、地面粗糙度、基本雪压、地震设防烈度、基本地震加速度、设计地震分组、设计特征周期、场地土类别、地下水位等。特别在进行抗震设计时,重要建(构)筑物的抗震设防类别和抗震设防烈度均应相应提高进行设计。

3.2 基础地基处理是工业建筑质量的重要保证

对于重要建(构)筑物地基处理,可根据场地具体情况选用合适的处理方案,例如人工挖孔桩(嵌岩)、钻孔灌注桩(嵌岩)、预应力混凝土管桩、地基处理桩等。在进行桩基设计时,单桩承载力宜控制在单桩承载力特征值的80%以内。当新建(构)筑物距离老建(构)筑物较近时,需选用合适的桩型,以减小桩基施工时对老建(构)筑物的影响。

对于次要建(构)筑物地基处理,例如钢梯、直爬梯基础,室外水沟、电缆沟等可以用较浅的土层作基础持力层,要求原土夯实,并超挖分层换填一定厚度砂夹石,并压实。基础施工完毕后,应及时分层回填压实。

4 对工业建筑结构设计中梁、板结构及其配筋问题的探讨

工业建筑荷载较大,梁、柱截面较大,钢筋大且密,这会给施工造成一定的难度。所以在结构设计中,应加大梁截面,减低配筋率,在不能增加截面高度的时候,可加宽梁截面,尽量使梁柱交接处上部钢筋疏一些,以利于施工。

挑梁宜做成等截面(大挑梁除外),与悬挑板不同的是, 挑梁的自重占总荷载的比例很小, 做成变截面不能有效减轻自重,所以挑梁尽量做成等截面,不然给施工造成麻烦。挑梁钢筋宜比计算值适当的放大,至于挑梁的底筋,当挑梁悬挑大,荷载大,挠度大时应适当加大底筋。

板配筋应尽量采用大直径大间距,间距尽量用200,板上下钢筋间距宜相等,直径可不同,但钢筋直径类型不宜过多。小直径钢筋施工时往往因踩踏导致变形,这样板支座处钢筋计算板厚就会达不到设计要求。现浇挑板阳角加辐射状附加筋(包括内墙上的阳角),现浇挑板阴角的板下应加斜筋,设计中这两点容易忽略。

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随着我国经济的快速发展，建筑业也随着这股发展的大潮获得了迅速的发展，其中发展最快的要数工业建筑。工业建筑不仅要满足企业进行日常生产活动的需要，还要满足企业进行安全生产的需要，同时也要兼顾建筑外表的美观性。建筑结构设计直接影响着整个建筑的造价，还影响着建筑的内部空间布局和外观，因此，在建筑施工前一定要做好建筑的结构设计。但是实际的设计工作是一项十分复杂、专业性非常强、涉及到的因素非常多的系统工作，因此，要做好设计工作并不容易。下面本文就对工业建筑结构设计的复杂性与安全性进行分析研究，并提出有针对性的措施。

1工业建筑结构类型的选择

在生产过程中，由于生产设备和生产材料的影响，建筑物一般会发生一定程度的变化。在进行建筑结构设计时，不仅要考虑建筑物的使用功能，还要对建筑投资进行一定思考，这就对建筑结构设计提出了较高的要求。针对不同的要求，选择合理的结构类型，不仅能保证建筑物的科学合理性，还能节省大量的投资，提高经济效益。

2建筑结构设计数据分析

在进行工业建筑结构设计时，要兼顾成本与安全，在保证建筑质量的前提下，最大限度的减少建筑成本。对建筑结构的设计数据进行全面的分析比较，确保其符合国家相关标准和行业规章的要求。分析的设计数据主要包括：雪载荷基准压力、环境的最高和最低温度、地下水深度、地震相关数据等。通过分析比较，对于不符合的数据采取有效的措施进行整改，确保建筑结构设计符合国家的规章制度要求。

3满足工业生产需要

建筑的结构要满足工厂进行生产时所需运输工具的需要和进行基本生产的需求，为生产制造提供优质的服务。同时还要做好整个建筑的防腐设计，在某些较恶劣的生产环境下，会对建筑造成腐蚀，如果防腐设计不合理，没有对建筑的结构进行保护，在腐蚀环境的长期影响下，整个建筑结构的完整性会遭到破坏，进而严重威胁到生产工人和机械设备的安全。因此，在进行工业建筑结构设计时，要针对不同情况做好有针对性的防腐施工，确保建筑在恶劣的生产条件下具有较高的耐腐蚀性能。工业建筑的通风设计也是非常重要的，特别是对于有粉尘的车间、生产过程中所使用的有毒有害物质具有挥发性的车间、生产空间较小的车间，对于这些类型的车间尤其要做好通风设计。

4建筑地基处理

某些对地基有特殊要求的工业建筑，在进行设计时，要对周围的环境进行详细的勘察，并对收集数据进行详细的分析研究，制定出适宜的地基处理方案，以保障工业建筑的安全。地基处理的方式，要根据实际情况进行选取，主要的处理方式有：钻孔灌注桩、预应力混凝土桩、钻孔沉桩等。在施工地点与周围建筑距离较近的情况下，要对周围的情况进行分析，并请来专家讨，选出最佳的处理方案，然后按照处理方案的要求进行地基处理。对于要求不高的建构筑物的地基处理，可以采用填土压实作为地基即可，压实度要现场测量并符合设计的要求。在进行地基处理时，要具备有效的监督机制，现场安排监督检查人员，确保整个地基处理完全按照设计的要求进行，确保地基处理的施工效果。

5科学进行空间设计

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前 言

结构裂缝是我国工业建筑施工中普遍存在的问题，结构超大化、复杂化都增加了裂缝出现的几率。混凝土结构裂缝一直是工业建筑施工的关键控制点，它不仅影响了项目工程的整体质量，还给人们的生命安全带来了隐患。

在结构选型和施工过程中要采取有效措施减少裂缝数量和宽度，避免有害裂缝的产生，保证整个建筑工程质量。工业建筑中，结构裂缝的种类多，关乎到设计、材料、温度、施工等，而且特点和形成规律各不相同。首先要选择一个合理的结构形式，降低结构约束程度。

1 工业建筑结构设计选型

工业建筑结构设计选型包括结构体系的选择，柱网的布置，梁的布置，剪力墙的分布，基础的选型等。设计人员根据建筑物的性质、高度、重要程度、当地的抗震设防列度、风力情况等条件来选择合适的结构体系。是采用砖混结构、框架结构、框剪结构、框支结构、筒体，还是巨型框架、脊骨体系……选定结构体系后，就要具体决定柱、梁、墙（剪力墙）的分布和尺寸等。工业建筑高度、规模、投资都在日益增大，加上影响结构选型的各种综合因素增多，都需要更加先进、更优化的结构系统相匹配。在结构设计选型中选择预应力钢筋混凝土结构，轻钢结构和各种轻型空间结构等轻型结构能够在一定程度上增加建筑的抗载能力。

结构设计选型的过程中要考虑到对裂缝的控制。首先要从早起就对裂缝进行预防控制，工程单位在设计方案阶段和施工图阶段都要树立较强的裂缝意识。对于荷载裂缝，要将其控制在规范规定的限制范围以内，要采用“抗放”结合的原则，“抗”可以对结构构件某些部位从构造合理上加强配筋、提高混凝土弹性极限拉伸，约束混凝土变形。当“抗”原则控制裂缝代价过高或者没有作用时，可以采用“放”的原则，合理设置伸缩缝、沉降缝、滑动层。

1.1 结构概念设计

概念设计，是指在施工图阶段，对工程结构计算所需的材料性能、力学知识和结构分析方面，必须有一个正确的概念，这对实现总体设计方案，确保施工图设计质量是至关重要的。其思维方式习惯于重视横向思维、重视实践、重视综合考虑、重视改革创新、重视相对性。在结构设计选型中采用概念设计能够在一定程度上控制裂缝形成。概念设计是结构设计的中的一种新思路，能够用整体概念考虑结构总体系统和各个基本分体之间的力学关系，创造一个良好、安全和经济的结构总体方案。

计算机技术和信息技术的发展使得现在结构分析常常借助于计算机运算，即结构电算。结构电算中的程序选择和应用分析都和概念设计密切相关。结构计算的过程中要简化计算模型，简化计算程序。模型要尽量符合真实受力情况，包括结构构件的空间布置、荷载的分布、结构构件的刚度、形式、约束、连接、位移变形特征等，实际结构的简化模型应与软件假定的力学模型相符。

1.2 极限状态设计

工业建筑结构要满足承载力极限和正常使用极限。混凝土结构最大裂缝宽度控制标准是根据环境和使用情况调制定的，普通钢筋混凝土构件内力接近30%极限荷载容易出现裂缝，这种裂缝宽度在0.05～0.1mm之间，很容易影响结构安全。很多工程的梁式结构、框架结构在自重作用下出现受拉区开裂或者剪力区主拉应力裂缝。

2 现浇钢筋混凝土结构是现代工业建筑中常用的结构形式

钢筋混凝土结构裂缝主要包括：外荷载直接应力产生裂缝；外荷载作用产生结构次应力引起的裂缝；结构变形差产生的裂缝。

加强建筑物刚度和强度。①采取结构加固控制。钢筋混凝土结构加固能够有利于结构强度加固、稳定性加固、刚度加固、抗裂性能加固。结构加固可以分为不改变结构受力图形和改变受力图形两种加固方法。②设置封闭圈梁和构造柱。圈梁设置在基础顶面，顶层门窗上方。圈梁的宽度等于墙厚，高度不小于120mm。所采用的混凝土强度等级不低于C15。纵向连续浇注，一次完成以形成整体结构。构造柱应设置在外墙四角和内外墙交接处，其钢筋与圈梁连接成整体。

3 混凝土材料控制

3.1 材料选择

选择水热化较低的水泥，检查安定性不合格的水泥。选择有利于抗拉性能的混凝土配级，减小水灰、减少坍落度、降低砂率，降低砂率增加骨料粒径，降低含泥量和杂质含量。对水平构件梁、板、墙等可以采用中低强度级混凝土，加强构造配筋。选择水热化和收缩性比较小的外加剂和掺合料。

3.2 配筋设计

砂浆配合比要结合施工要求和现场材质进行准确确定，并且根据材质的变化进行及时调整。适当提高构件配筋率能够控制构件裂缝宽度。在《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）中对受拉钢筋的最小配筋率做出了明确规定：0.2和45ft/fy中较大值。对梁、板不同构件，其配筋率和钢筋间距都有明确规定，对板的受力钢筋配置，选择直径较小间距较密为原则，减少构件裂缝。

3.3 加强力学裂缝控制

采取表面处理法和填充法。表面涂抹法是当裂缝细小而浅，浆材难以灌入到其中，可以采用这种方式控制裂缝。涂抹法主要应用于裂缝深度还没有达到钢筋深处，且不漏水、不伸缩的裂缝；填充法是使用使用材料进行填充的，适用于宽度较大、面积较大的裂缝。

3.4 选择合适的混凝土浇筑方法

混凝土经常采用分层浇筑，这种浇筑方法能避免证混凝土裂缝的产生。还可以采用分段分层法，从混凝土底层浇筑，在浇筑2～3层里面的时候再返回去浇筑第二层，这样逐层浇筑。斜面分层法也是混凝土浇筑的一种方法，比较适合结构长度超过厚度3倍以上的情况。当整个混凝土斜面坡度小于30%时，进行连续浇筑，在下一次混凝土初凝之前将上层混凝土浇筑完毕。

3.5 混凝土养护

混凝土产生开裂的一重要原因是养护部到位。混凝土等到放热高峰期过后，要进行洒水养护，养护期间要注意温度变化，保证混凝土温差控制在适当的范围之内。混凝土表面覆盖薄膜、草袋，减少混凝土表面的热扩散，为混凝土提供潮湿环境。在夏季等高温天气，很容易发生干缩裂缝，要尤其注意防干保湿。

4 总 结

工业建筑结构要满足生产需要根据使用功能、自身条件、环境因素等多方面进行设计和选择。尽量达到合理性和经济性。在设计的过程中还要考虑对裂缝的影响，在设计之初就做好裂缝预防措施，能够在很大程度上避免结构裂缝，保障建筑的质量。

参考文献