工业建筑结构设计需注意问题分析

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【摘要】工业建筑与民用建筑相比较为复杂。近几年，众多新技术和新规定层出不穷，设计人员应对其进行深入研究，提高工业建筑设计的合理性。论文介绍了工业建筑设计的内容，探究了工业建筑设计过程中应注意的问题以及设计要点，以供有关工程参考。

【关键词】工业建筑；结构设计；设计问题

1引言

结构设计是工业建筑建设过程中必不可少的一部分，在优化工业建筑结构设计的基础上，设计结果将更加经济，并减少浪费问题的出现。具体而言，工业建筑设计人员在设计工作中，应重视地基设计、楼梯设计、梁和板件设计、柱形件设计等，与此同时，还应采用科学的方法解决设计过程中的问题，具体讨论如下。

2工业建筑结构设计的内容

结构设计是工业建筑设计的重要环节，工业建筑的结构设计应满足环保、美观、经济与功能等方面的要求。工业建筑中的结构设计共包括4个环节，分别是方案设计、构件设计、结构分析和施工图绘制等。在设计过程中，应重视每一个环节，使结构设计与施工质量得到保障。

3工业建筑施工中结构设计应重视的问题

3.1设计图的深度

要保证施工的顺利进行，必须有科学合理的建筑结构设计图纸。详细的建筑图应体现建筑的所有结构并进行详细的说明。

3.2地基设计

因为工业建筑具有占地面积广、结构复杂等特点，所以，结构设计难度较大。对地基进行设计时，应先勘察施工现场的实际情况，再选择与其相适应的地基形式，若上层建筑的荷载非常大，可以选用弹性地基梁、桩基、条形基础或者独立基础等地基形式[1]。实际设计时，应注意选择的混凝土要具有较强的耐久性。

3.3梁与板件的设计

为了保证建筑物的结构强度，梁、柱结构的横截面面积都较大，并且配筋率较大。这虽然解决了工业建筑的承载问题，但给实际施工带来了较多的问题。在设计中，一些设计人员将配筋率提高到2.5%，但由于实际操作的限制，操作人员很难达到这样的标准[2]。另外，由于钢筋分布过密，会使梁柱结合处混凝土浇筑困难，探杆无法深入，造成钢筋严重位移，给工业建筑后的安全问题留下隐患。

3.4柱形件的设计

工业建筑结构设计中，轴向受力构件的应用极为广泛。选用柱结构时，为了满足经济性，宜优先选用钢管混凝土柱或型钢格构柱。如角钢、槽钢、工字钢和钢管，也可用型钢或钢板制成组合截面柱。组合截面柱的腹杆体系有缀条式和缀板式2种[3]。考虑到性价比，在工艺允许的情况下可增加纵向系杆，以减小厂房柱的平面外计算长度。

3.5楼梯的设计

在工业建筑中，计算机房、宿舍、办公室等生活区的楼梯多为板式结构，这种结构的设计有利于施工。在建筑物的楼梯设计中，特别是在建筑物的人口密集区，楼梯的梯段差不应大于20cm，以避免工作人员碰撞和绊倒。在施工过程中，如果楼梯间板结构跨度大于5m，不能满足相关施工条件时，应在施工图中进行特殊说明。3.6框剪结构设计在框架结构的抗震设计中，梁端塑性铰应先于柱端出现。然而，根据研究和分析，框架结构底部柱的塑性铰很难避免。因此，在相关规范中，将柱底截面的弯矩值乘以放大系数，以延缓塑性铰的出现。但该规定是否适用于框架剪力墙结构，值得商榷。框架-剪力墙中的剪力墙是第一道防线，发生地震时，剪力墙首先被破坏。因此，如果将剪力墙设计成一个四周有梁柱（或暗梁暗柱）的框架剪力墙，框架会约束剪力墙，并且在剪力墙被破坏后仍能承受竖向荷载，防止结构倒塌。在工业建筑中，常采用框剪结构，以满足抗震要求[4]。

4工业建筑施工中结构设计的要点

4.1钢结构的设计要点

在对工业结构进行设计时，钢结构是一种常见的结构类型。进行钢结构设计时，要重视杆件设计以及节点连接设计，其中，节点连接设计极其重要，它决定着钢结构的安装是否安全稳定。在对节点连接进行设计时，必须对工艺性良好、传力可靠、构造简单以及受力明确等要求进行充分考虑[5]。

4.2后浇带的设计要点

通常情况下，后浇带的带宽设置在80～100cm较为适合。与此同时，从基础到房屋顶板设计，需要在每层的相同位置设置后浇带。在对工业结构进行设计时，通过后浇带的设计能够有效解决混凝土施工过程中因为温度变化导致的收缩问题，进而使混凝土结构应力得以提升。设计工业建筑结构时，应明确标注处后浇带的断面形式，地下水位较高时，应在基础后浇带下方设置防水板。

4.3结构概念设计

概念设计是指工程结构计算所需的材料性能、力学知识和结构要求。在设计阶段，必须有一个正确的概念，这对总体设计方案的实现和施工图设计的质量至关重要，并且要求设计者的思维方式注重横向思维、实践性、综合性、改革创新性、相对性。概念设计在结构设计与选型中的应用可以在一定程度上避免质量问题。概念设计是结构设计中的一个新思想，它可以利用整体概念考虑整个结构体系与各基本构件之间的力学关系，从而形成良好、安全、经济的整体结构方案。

5结语

总而言之，工业建筑设计极其复杂，需要坚持使用性、安全性以及耐久性等设计原则，所以，在对工业建筑结构进行设计时，设计人员必须明确国家针对工业建筑设计制定的规范以及要求，并在掌握影响工业建筑因素以及所有施工流程的基础上，强化建筑结构设计，进而使工业建筑能够达到技术性与经济性的统一，这样国家工业建筑将会具有较强的结构设计能力，在此基础上，我国的工业建筑业将会飞速发展。

【参考文献】

【1】李冰成.工业建筑结构设计的复杂性和安全性问题分析[J].建筑工程技术与设计,2020(6):4281.

【2】孙珊珊.探讨工业建筑结构设计的复杂性及安全性[J].建筑工程技术与设计,2020(5):2708.

【3】李亮,何亚朋.关于工业与民用建筑混凝土结构设计的研究[J].建筑工程技术与设计,2020(5):3957.

【4】孙淑玲.工业建筑结构设计选型发展趋势[J].建筑工程技术与设计,2019(35):3245.

【5】赵伯海.基于绿色工业建筑之钢结构单层工业厂房结构设计探讨[J].建筑•建材•装饰,2019(21):218-219.

作者：王成 单位：龙佰四川钛业有限公司