探討工業建筑結構設計的復雜性及安全性

田相凱

摘 要：工業建筑是建筑的一種類型，其結構設計具有較高的復雜性和安全性。本文基于大量文獻和實踐經驗，首先簡要分析了工業建筑的概念及特點，然后基于工業建筑結構設計的復復雜性與安全性，對工業建筑結構設計內容進行了探討，具體包括工業建筑結構選型、平面布置、生產工藝要求、防腐蝕設計、防震設計等相關內容，凸顯出工業建筑結構設計的復雜性和安全性要求。

關鍵詞：工業建筑；結構設計；復雜性；安全性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.101

對于工業建筑而言，其結構設計合理與否，不僅決定著工業建筑建設質量，也影響著工業建筑建設資金投入。只有科學的設計，工業建筑結構才會合理，與生產活動和工藝要求等相適應。工業建筑與民用住宅建筑不同，其結構設計更復雜，安全性要求更高，要適應生產活動和工藝要求。介于此，進行工業建筑結構設計的復雜性與安全性分析是必要的，利于加深對工業建筑結構的認識。

1 工業建筑簡述

1.1 概念

工業建筑，指的是提供人民從事各類生產活動的建筑物或構筑物[1]。其中，構筑無有煙囪、水塔等，建筑物有化工廠房、紡織廠房、醫藥廠房等各類型廠房。

1.2 特點

工業建筑主要特點：（1）要有足夠的面積和空間；（2）符合生產工藝要求，安全性要求很高；（3）具體的生產活動不同，工業建筑結構形式也不同，要根據生產活動及其特點進行結構設計；（4）屋面排水、通風、采光及構造處理等方面復雜性較高。

2 工業建筑結構設計的復雜性與安全性

2.1 結構選型

由于工業廠房建成后的使用用途不同，不同的工業廠房，其生產工藝等方面要求是不同的[2]。所以，進行工業廠房結構選型時，要充分考慮工業廠房的使用用途、施工條件等因素，不僅要使用材質好、壽命長的材料，還要確保建成后的工業廠房結構能夠靈活的適應的生產容量等方面變化。下面對工業建筑常用的結構形式進行了分析：

第一，鋼筋混凝土結構。鋼筋混凝土結構，具有建材采購方便、施工便利、耐火耐蝕、現場建筑、成本低等優勢。而且，按照這種結構建造出來的建筑，有著很廣的適用性，很多廠房都采用鋼筋混凝土結構。

第二，鋼結構。鋼結構一般采用工業化體系建設，工期短、成本低、施工方便，且適用于大跨度、大空間的工業廠房。但是受材質限制，這種結構防火、防腐蝕性能較差，如果工業建筑采用這種結構類型，必須注重防火、防腐蝕方面設計。

從以上內容可以看出，一般情況下，工業建筑結構建議采用鋼筋混凝土結構，因為這種建筑結構優勢明顯，不需要特別注意防火、防腐蝕方面的設計，安全性較高。但是如果是大跨度、大空間、振動較大的工業建筑，適宜采用鋼結構。

2.2 平面布置

確定工業建筑選址后，以生產工藝流程為依據進行建筑總平面設計，合理確定各分區、豎向設計、公用設施等[3]。進行工業建筑總平面布置時，除了以生產工藝流程為依據外，還要考慮職工生活用戶、生產經營管理用房、福利設施用房，以及污染問題，按照全局角度考慮平面布置。為了確保總平面布置的合理性，設計者可以采用計算機軟件輔助設計，如建筑信息模型，基于同一模型設計多種設計方案，優選出最佳平面布置方案。

2.3 生產工藝要求

建造后的工業建筑是用于生產活動的，為了生產活動的正常運作，工業建筑結構設計必要以生產工藝為依據，將生產工藝和生產活動做出結構設計的出發點，這樣才能保證工業建筑結構設計合理。

對于工業建筑而言，其生產工藝要求主要體現在三個方面：（1）生產流程。生產流程影響著各部門、各工段平面的次序和相關關系；（2）運輸方式及工具。運輸方式及工具影響著工業建筑結構類型選用、平面布置等設計工作；（3）生產特點。生產活動具有污染、易燃易爆等特點，做好生產環境、防腐蝕等方面的設計工作。

2.4 防腐蝕設計

工業建筑建成投入使用后，受生產工藝和生產活動影響，生產過程中經常使用或產生酸堿鹽類物質，容易腐蝕建筑物。所以，進行工業建筑結構設計時，要特別注重防腐蝕設計。

第一，選用防腐性能好的材料，或對建材采用防腐措施。如，門窗使用木質、塑料、玻璃鋼等防腐性能好的材料；金屬掛件涂抹耐腐蝕的涂料，在金屬表面形成防腐層；地面采用瀝青混凝土、花崗巖等材料。

第二，結構構件采用鋼筋混凝土材質，同時是混凝土表面涂抹耐腐蝕的涂料。如果結構構件使用鋼材，務必要做好防腐蝕措施，必須在鋼表面涂抹環氧樹脂漆等材質的防腐蝕涂料。

第三，帶有腐蝕性的生產活動要集中布置在下風側或水流的下游，限制酸堿鹽類物質腐蝕工業建筑結構。

2.5 防震設計

防震設計是關鍵的，它在工業建筑結構設計上占據首要位置，因為它直接決定著工業建筑后結構的安全性。根據我國相關規定，工業建筑方防震設計要求比較高，如果不能達到安全性要求，一旦遭受意外的沖擊振動，所造成的后果是嚴重的，特別是生產活動具有易燃易爆特點的，危及工業建筑區內及周圍范圍內的人員生命安全。因此，進行工業建筑結構設計時，必須合理進行防震設計，符合抗震要求。

當工業建筑結構規則、對稱，整體性比較好時，按照工業建筑結構及其抗側力結構進行抗震設計；當工業建筑結構整體性比較差使，要按照工業建筑結構抗震設計要求采用相應的加強措施，增強工業建筑結構的抗震性；當工業建筑廠房的結構高差比較大時，必須將生產用房與生活用房、管理用房等分開來布置，并分開相鄰的抗震縫，便于提高結構的抗震性。此外，抗震縫兩側要布置墻等構件，并按照設計要求合理控制抗震縫寬度。

3 結論

綜上所述，工業建筑不同于民用住宅建筑，其結構設計具有較高的復雜性與安全性。為滿足工業建筑結構設計的復雜性與安全性要求，要認真的進行工業建筑結構選型、總平面布置、防腐蝕設計、防震設計等工作，使工業建筑結構設計符合生產工藝要求，滿足建造后的使用用途，達到相關設計標準。

參考文獻：

[1]潘紹潔.工業建筑結構設計的復雜性及安全性[J].科技展望，2016（07）：33.

[2]曾超.工業建筑結構設計的復雜性與安全性[J].山東工業技術，2017（04）：122.

[3]崔磊濤.在工業建筑結構設計中如何提高建筑的安全性[J].黑龍江科技信息，2015（12）：234.