工業建筑結構設計中需注意的問題解析

丁紹慶

摘要：現階段，工業建筑技術取得了突飛猛進地發展，各項建筑施工工藝不斷更新，由此也帶來了工業建筑結構的復雜化及多樣化。在此背景下，如何使工業建筑結構設計更加科學合理，就成為了工業建筑從業人員致力研究的新課題。本文結合江蘇省冶金設計院有限公司項目實踐，對工業建筑結構設計中應注意的相關問題加以分析探究。

關鍵詞：工業建筑；結構設計；問題

工業建筑作為我國建筑設計體系的重要構成，其一方面帶有傳統建筑設計的特點，另一方面又具備了自身較為獨特的設計及施工特性。工業建筑與一般建筑不同，其主要是為工業生產的實施提供物質基礎，因此，其建筑結構需要突出較強的功能性和科技性。

一、 江蘇省冶金設計院有限公司基本概況及其工業建筑結構設計實踐

江蘇省冶金設計院有限公司是江蘇省甲級工程設計及研究單位，其以工業設計為主要業務，通過科技及技術創新，成為江蘇省工程勘察設計的標桿單位，公司依托于神霧集團，在工業建筑設計及節能減排領域申請了多項設計專利，其業務遍及世界眾多國家。在工業建筑結構設計實踐上，江蘇省冶金設計院有限公司開展了諸如蘇州鋼鐵廠燒結車間、豐盛超導有限公司生產廠房建設工程（其中，鋼結構廠房18000㎡，特殊氣體廠房900㎡）、安德里茨日照鍍鋅線塔架鋼構設計等眾多設計項目，保障合作企業取得了良好的經濟及社會效益。

二、 工業建筑結構設計中需注意的相關問題分析

工業建筑結構設計中，由于工業建筑的特殊性，在受力結構組合機結構構件上要求極為嚴格，其設計及施工要點眾多，筆者結合江蘇省冶金設計院有限公司工業建筑結構設計實踐，對其設計施工要點加以探析。

（一） 地基設計

工業建筑涉及到較大面積的地基基礎，受制于復雜的地質狀況，在工業建筑地基設計中應注重綜合運用多種設計形式。根據工業建筑所承受的荷載力大小，可以將其設計為彈性地基、條形基礎、獨立基礎、樁基基礎等，一般而言，在工業建筑結構地基設計上，較常采用樁下條形基礎的設計形式。在地基混凝土選用上，以C25型混凝土為宜，適當將地基基礎的配筋率調低，并嚴格按照工程圖紙對條形基礎部位的鋼筋開展施工[1]。如工業建筑結構的墻體涉及到較大荷載，要將地基的寬度適度增大。

（二） 梁板設計

工業建筑結構考慮到其承載重量，一般要增加梁柱的截面積，在截面高度的設計上，鋼筋的稠密情況能夠對混凝土澆筑質量造成影響，進而影響梁柱穩定性。在開展工業建筑梁板設計時，應將其截面高度適度提高，并將配筋率加以調低，以避免出現鋼筋堆積現象。配筋率一般以1.7%-2.5%為宜。

工業建筑挑梁不具備過大的自重荷載，可將其設計為截面形式，要視挑梁的懸挑、荷載及撓度情況確定其鋼筋率大小，如挑梁需要貫穿工業建筑墻體，則要對其抗傾翻的相關數據加以計算，以確保其穩固安全。工業建筑過梁設計中，要結合施工圖紙進行，明確其設計方法及型號。過梁需要承載較大荷載重量時，應對其荷載承受力加以計算。在過梁的澆筑上宜與圈梁澆筑同步，在其配筋率上，要顧及到過梁的抗震及支撐作用，適度將其配筋率提高。

為避免設計中出現人為失誤，一般選用PMCAD等軟件進行工業建筑現澆板配筋的計算工作，配筋計算中的要點如下：1.計算時要注重塑性變形重這一要素，對工業建筑板上筋及板下筋分別乘以折減及放大系數，取值范圍分別為0.8-0.9，1.1-1.2。2.根據彈性力學對板鋼筋應力進行計算時，取計算結果即可，不需再行修改。3.工業建筑砌體結構配筋計算時，要注意其外墻板負筋取值應合適，不能過于偏大，以免產生附加彎矩。

（三） 柱形件、樓梯及預埋件設計

在柱形件設計中，考慮到工程的經濟性，通常選用型鋼格構柱及鋼管混凝土柱，縱向系桿在使用數量上可以適度增加，以減少工業建筑廠房柱的計算面積。在桿件結構上，主要選擇單拉桿及擠壓桿相結合的形式，在確定桿件結構時，要兼顧到桿件的具體長度及施工荷載力情況[2]。

工業建筑以板式結構為主，在梯梁間要設置預留高度，高度差以20cm為宜。保持梯段板鋼筋與工業建筑休息平臺的連接性和配合性，在首段梯板基礎部位要進行梯梁設置，以提高樓梯的穩定度。工業建筑預埋件設計要緊跟施工圖紙設計標準，做好預埋件的技術交底工作，以免出現遺漏。在預埋件設計及埋設時，為避免其出現位移，要對其滑膜程度加以檢驗。

（四） 鋼結構設計

鋼結構在工業建筑結構中采用較多，如江蘇省冶金設計院有限公司設計的豐盛超導工業廠房即采用了鋼結構設計方法，該工程在選用了輕型門鋼結構，運用強度較高的螺栓對梁柱進行連接。在鋼結構裝配中，工程人員一方面對螺栓的布置進行了科學設計，并采用了防銹及防腐蝕施工工序；另一方面在底部螺栓位置預留出空間，以便于扳手進入，為后期維保提供便利。

鋼結構設計中，桿件與節點之間的構造設計極為重要。在節點構造設計中要選用科學的工藝，達到鋼結構受力、傳力的明確性及均衡性。節點構造要設定出足夠的安全系數及焊縫長度，一般安全系數范圍為15%-20%，焊縫長度≥120mm[3]。為確保鋼結構施工中的穩定及安全性，要保持桿件截面的穩定，不能隨意將其加大。

結語：

工業建筑結構設計要本著實用、經濟、安全等原則，在嚴格參照相關設計規范的基礎上，對工藝流程及工藝質量制約要素加以全面統籌，從而使工業建筑結構融安全性、穩定性及技術性于一身，促進我國工業建筑結構設計水平的提升。

參考文獻：

[1] 魏保敏.工業建筑結構設計體會[J].山西建筑，2011，（14）：33-34.

[2] 王文越.關于工業建筑結構設計的思考[J].新材料新裝飾，2014，（13）：385.

[3] 李青賓.淺談工業建筑結構設計中需注意的問題[J].建筑工程技術與設計，2015，（14）：421.