綜合論述工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性與安全性

【摘 要】 隨著社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及工業(yè)建筑規(guī)模逐漸擴(kuò)大，對工業(yè)建筑的要求也越來越高。本文筆者就工業(yè)建筑和民用建筑的不同，根據(jù)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)原則，著重從其復(fù)雜性和安全性來進(jìn)行探討和分析。

【關(guān)鍵詞】 工業(yè)建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 安全性 復(fù)雜性

【Abstract】 With the rapid economic development， and gradually expand the scale of industrial buildings， industrial buildings are increasingly high requirements. This paper the author on the different industrial buildings and civil， according to the characteristics and design principles of industrial design of building structures， focusing on its complexity and security to discuss and analyze.

【Key words】 Industrial buildings；Structural design；Security；Complexity

隨著國民經(jīng)濟(jì)的提高以及人們生活水平的提高，我國工業(yè)建筑的規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大，在我國工業(yè)建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兩種形式。本文筆者就工業(yè)建筑和民用建筑的不同，根據(jù)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，著重就工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和復(fù)雜性進(jìn)行探討和分析。

1 工業(yè)建筑的概述

（一）工業(yè)建筑的定義

工業(yè)建筑是指人民從事各類生產(chǎn)活動的構(gòu)筑物或者建筑物，比如煙囪、水塔和廠房等，其中工業(yè)廠房一般分為特殊工業(yè)廠房和通用工業(yè)廠房。

（二）工業(yè)建筑的特點(diǎn)

工業(yè)建筑的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：第一，必須要有足夠的空間和面積；第二，建筑技術(shù)的要求高；第三，應(yīng)該符合生產(chǎn)工藝的需求；第四，針對生產(chǎn)工作的不同內(nèi)容及其特點(diǎn)，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的形式也會有所不同，同時(shí)其構(gòu)造處理、屋面排水、通風(fēng)以及采光施工工藝比較復(fù)雜。

2 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和安全性分析

（一）工業(yè)建筑的選型

在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，其建筑應(yīng)該能夠靈活地應(yīng)對生產(chǎn)的容量和設(shè)備的變化而發(fā)生改變，同時(shí)其建筑物和設(shè)備的使用壽命必須要長，其設(shè)計(jì)要和工業(yè)建筑的投資預(yù)算要求相一致。在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，首先要做的一點(diǎn)就是合理選型，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)選型的原則主要有以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

1.在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其受力構(gòu)件一般選用Q345-B和Q235-B鋼，梯子、欄桿和平臺板應(yīng)該采用Q235-A鋼，吊車梁一般采用Q345-C和Q235-C鋼，確保其所采用的材料的力學(xué)性能和化學(xué)成分應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)規(guī)定，若采用一些特殊鋼材，應(yīng)該和工程業(yè)主、施工單位進(jìn)行協(xié)商，協(xié)調(diào)好后方能使用。此外，在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，如果工業(yè)廠房的跨度不超過15m，其柱距不超過4m，通常采用磚混結(jié)構(gòu)。

2.鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形控制要求： 鋼梁應(yīng)力必須要達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的90%左右，鋼柱應(yīng)力應(yīng)該達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的95%，鋼構(gòu)件的變形應(yīng)達(dá)到變形容許值的100%。鋼梁、鋼柱通常一般使用焊接H型鋼。墻皮檁條一般采用的是組合檁條加槽鋼， 其他檁條則采用的是卷邊槽形冷彎薄壁型鋼，在計(jì)算墻皮檁條時(shí)無需考慮陣風(fēng)系數(shù)，其中大荷載平臺鋼格板應(yīng)選用WB405/2PT類型的， 當(dāng)活荷載為5kN/m2時(shí)其最大跨度是2. 4m。樓梯踏步鋼格板和小荷載平臺應(yīng)選用WA255/1PT，其活荷載在2. 5kN/m2的時(shí)候，其最大跨度為1.8m。

3.目前我國最常用的結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工便利，其建筑材料比較容易獲取，不僅能進(jìn)行預(yù)制同時(shí)還能在施工現(xiàn)場中進(jìn)行澆筑，具有耐火耐腐蝕的特點(diǎn)，其建筑適應(yīng)面比較廣。而鋼結(jié)構(gòu)一般使用工業(yè)體的建筑，不僅能夠節(jié)約成本，同時(shí)還能有效地縮短工期，但是在使用的過程中，應(yīng)該注意防腐蝕和防火方面的設(shè)計(jì)，目前鋼結(jié)構(gòu)主要是用于大空間、振動較大或者大跨度生產(chǎn)車間的建造上。

（二）工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)

在進(jìn)行工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)以經(jīng)濟(jì)合理、安全、保證工程質(zhì)量為其原則，根據(jù)現(xiàn)行的國家相關(guān)規(guī)程和規(guī)范，嚴(yán)格按照此標(biāo)準(zhǔn)及工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)。工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)主要包括以下幾個(gè)：地面粗糙度；地震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)地震分組、地下水位、場地土類別、最高溫度和最低溫度、基本雪壓、基本風(fēng)壓等，尤其是在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保工業(yè)建筑的抗震性符合工程要求。

（三）符合工程生產(chǎn)工藝需求

工業(yè)建筑一般主要用于生產(chǎn)活動的運(yùn)作，因此在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)從生產(chǎn)出發(fā)，生產(chǎn)工藝的要求主要如下：

1.建筑結(jié)構(gòu)的類型應(yīng)該符合建筑生產(chǎn)方式和運(yùn)輸工具的要求，同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)進(jìn)行防腐蝕設(shè)計(jì)，以此保證建筑物具有防腐蝕功效。針對生產(chǎn)流程，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能對生產(chǎn)造成影響，注意生產(chǎn)工程和各工段次序之間的關(guān)系。

2.在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)注意建筑的排風(fēng)通道，尤其是一些生產(chǎn)有粉塵的車間以及散發(fā)熱量的熱加工廠房，解決其通風(fēng)問題。同時(shí)還應(yīng)設(shè)置隔聲間或者采取降噪措施，以此保證生活和生產(chǎn)之間互不影響。在空間結(jié)構(gòu)和建筑平面設(shè)計(jì)上，必須要考慮一些特殊工藝的車間，根據(jù)其是特點(diǎn)采取相應(yīng)的措施，確保其能夠正常、順利的使用。綜合考慮建筑未來生產(chǎn)工作的壓力，在保證其舒適度的同時(shí)，應(yīng)該注意綠化的點(diǎn)綴和色彩的運(yùn)用。

（四）基礎(chǔ)地基的處理

在處理一些重要建筑物和構(gòu)筑物地基的時(shí)候，可針對場地的實(shí)際情況選用合適的處理方案，比如鉆孔灌注樁、地基處理樁、人工挖孔樁以及預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等。在設(shè)計(jì)樁基時(shí)，應(yīng)將單樁承載力控制在單樁承載力的特征值80%范圍內(nèi)，當(dāng)新建筑物或者構(gòu)筑物和原有建筑物的距離比較近時(shí)，應(yīng)選擇適合的樁型，以此減少樁基施工過程中對原有建筑物的影響。

在處理一些次要建筑物或者構(gòu)筑物地基的時(shí)候，直爬梯基礎(chǔ)、電纜溝、室外水溝或者鋼梯等可以選用比較淺的土層來作為建筑基礎(chǔ)持力層，其原土必須要夯實(shí)，同時(shí)在超挖分層的時(shí)候應(yīng)換填相應(yīng)厚度的砂夾石，并將其壓實(shí)。

（五）合理布置空間

在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，首先要做好總平面布置。根據(jù)生產(chǎn)流程和生產(chǎn)工藝，明確建筑的選址、分區(qū)和布局，尤其是運(yùn)輸?shù)览砗凸艿乐g的分布等，并配置相應(yīng)的公用設(shè)施。在生產(chǎn)區(qū)應(yīng)該劃分好行政管理用房、生產(chǎn)輔助用房以及經(jīng)營管理用房等，將這些用房設(shè)置在生產(chǎn)區(qū)內(nèi)，便于工作的開展，但是對于一些比較特殊的生產(chǎn)行業(yè)，如果含有不利于人體接受的元素或者帶有一定腐蝕性的元素等用房，不應(yīng)將其劃分到生活區(qū)內(nèi)。

在總平面布置的還應(yīng)考慮環(huán)境污染問題和保護(hù)問題。在生活區(qū)內(nèi)的生活用房應(yīng)該包括保健用房、休息室、餐廳以及衛(wèi)生用房等，不管是生活區(qū)還是生產(chǎn)區(qū)，布置的關(guān)鍵為聯(lián)系和分隔，從發(fā)展的角度出發(fā)綜合考慮各方面的因素，通過多方案的比較，或者利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，以此來選取更為合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。

（六）防腐蝕設(shè)計(jì)

由于很多工業(yè)建筑在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會使用一些鹽酸鹽類型的侵蝕性溶劑，使生產(chǎn)環(huán)境中的水質(zhì)、空氣及土壤等都會含有一些侵蝕性物質(zhì)，造成建筑物的腐蝕，因此在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意防腐蝕的設(shè)計(jì)。

1.在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，集中設(shè)計(jì)帶有腐蝕性的生產(chǎn)房，將其垂直布置在水流的下游或者下風(fēng)側(cè)，設(shè)置排水明溝，并確保其具有足夠的排隊(duì)坡度。同時(shí)在廠區(qū)內(nèi)，一些氣體通道或者長期需要輸送侵蝕性液體的管道應(yīng)該集中埋置在下層，防止其影響其他的正常管道。此外，在廠區(qū)外，排污口應(yīng)該和建筑保持一定的距離，盡量遠(yuǎn)離人群聚居地。

2.在工業(yè)建筑空間布置、選用材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的防腐蝕措施，可將建筑設(shè)計(jì)成為敞開式或者半敞開式，使其具有良好的通風(fēng)，從源頭上減輕或者制止腐蝕的發(fā)生。除此之外，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，還應(yīng)該考慮到濕度和溫度，門窗的材質(zhì)可以選用玻璃鋼、塑料或者木質(zhì)，同時(shí)在其他金屬構(gòu)件表面涂上具有耐腐蝕的涂料。而在樓面或者地面，可以將其做成具有耐酸堿地坪，比如選取水玻璃混凝土、玻璃鋼、花崗巖、聚氯乙烯、陶瓷、瀝青混凝土等材料作為面層材料，其中隔離層的材料可以選用再生橡膠油氈或者石油瀝青油氈等，其他建筑部位也應(yīng)該使用抗腐蝕材料，并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，以此減少建筑的腐蝕性。

3.防腐蝕建筑通常是以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，在處于高濕環(huán)境中的板、梁、柱、屋架且具有強(qiáng)腐蝕性氣體的鋼筋混凝土測承重構(gòu)件中，除了要提高混凝土密實(shí)性和標(biāo)號以外，同時(shí)還要加大鋼筋保護(hù)層，并在其表面涂上耐腐蝕的涂料。如果建筑物采用的是鋁、鋼等金屬結(jié)構(gòu)，除了要加強(qiáng)表面防護(hù)和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造以外，還要適當(dāng)?shù)靥嵘浒踩浴４送猓诮ㄖA(chǔ)部分，為了避免生產(chǎn)過程中的侵蝕性液體滲入到地下造成腐蝕，必須要設(shè)置相應(yīng)的排水設(shè)施，選用適合的基礎(chǔ)材料，增強(qiáng)混凝土中的鋼筋保護(hù)層，做好基礎(chǔ)表面的防腐蝕措施。

結(jié)束語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對于工業(yè)建筑的要求也越來越高，在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須要從建筑的復(fù)雜性和安全性出發(fā)，按照工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，不斷優(yōu)化其設(shè)計(jì)概念，促使其符合生產(chǎn)使用的需求，推動工業(yè)建筑的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡中漢 .關(guān)于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性與安全性概述[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，（8）

[2] 馮超.對我國現(xiàn)代工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題的探討[J].黑龍江科技信息，2012，（3）：218-218

[3] 靳曉光，王玥.工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見錯(cuò)誤分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，（27）

[4] 何俊奎，郭義峰，張繼月等.淺談工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的一些問題[J].四川建材，2007，33（5）：219-220

[5] 翁海江，馮李慧，趙榮招等.大跨度門式剛架在工程中的應(yīng)用[C].//全國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集.2011：295-298