探討工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計的復雜性及安全性

田相凱

摘 要：工業(yè)建筑是建筑的一種類型，其結(jié)構(gòu)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(jīng)驗，首先簡要分析了工業(yè)建筑的概念及特點，然后基于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計的復復雜性與安全性，對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計內(nèi)容進行了探討，具體包括工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)選型、平面布置、生產(chǎn)工藝要求、防腐蝕設計、防震設計等相關(guān)內(nèi)容，凸顯出工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計的復雜性和安全性要求。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)設計；復雜性；安全性

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

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

1 工業(yè)建筑簡述

1.1 概念

工業(yè)建筑，指的是提供人民從事各類生產(chǎn)活動的建筑物或構(gòu)筑物[1]。其中，構(gòu)筑無有煙囪、水塔等，建筑物有化工廠房、紡織廠房、醫(yī)藥廠房等各類型廠房。

1.2 特點

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

2 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計的復雜性與安全性

2.1 結(jié)構(gòu)選型

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

第一，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有建材采購方便、施工便利、耐火耐蝕、現(xiàn)場建筑、成本低等優(yōu)勢。而且，按照這種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。

第二，鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)一般采用工業(yè)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(yè)廠房。但是受材質(zhì)限制，這種結(jié)構(gòu)防火、防腐蝕性能較差，如果工業(yè)建筑采用這種結(jié)構(gòu)類型，必須注重防火、防腐蝕方面設計。

從以上內(nèi)容可以看出，一般情況下，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)建議采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因為這種建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)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(yè)建筑，適宜采用鋼結(jié)構(gòu)。

2.2 平面布置

確定工業(yè)建筑選址后，以生產(chǎn)工藝流程為依據(jù)進行建筑總平面設計，合理確定各分區(qū)、豎向設計、公用設施等[3]。進行工業(yè)建筑總平面布置時，除了以生產(chǎn)工藝流程為依據(jù)外，還要考慮職工生活用戶、生產(chǎn)經(jīng)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(yōu)選出最佳平面布置方案。

2.3 生產(chǎn)工藝要求

建造后的工業(yè)建筑是用于生產(chǎn)活動的，為了生產(chǎn)活動的正常運作，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計必要以生產(chǎn)工藝為依據(jù)，將生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)活動做出結(jié)構(gòu)設計的出發(fā)點，這樣才能保證工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計合理。

對于工業(yè)建筑而言，其生產(chǎn)工藝要求主要體現(xiàn)在三個方面：（1）生產(chǎn)流程。生產(chǎn)流程影響著各部門、各工段平面的次序和相關(guān)關(guān)系；（2）運輸方式及工具。運輸方式及工具影響著工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)類型選用、平面布置等設計工作；（3）生產(chǎn)特點。生產(chǎn)活動具有污染、易燃易爆等特點，做好生產(chǎn)環(huán)境、防腐蝕等方面的設計工作。

2.4 防腐蝕設計

工業(yè)建筑建成投入使用后，受生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)活動影響，生產(chǎn)過程中經(jīng)常使用或產(chǎn)生酸堿鹽類物質(zhì)，容易腐蝕建筑物。所以，進行工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)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?qū)ú牟捎梅栏胧Ｈ纾T窗使用木質(zhì)、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(jié)構(gòu)構(gòu)件采用鋼筋混凝土材質(zhì)，同時是混凝土表面涂抹耐腐蝕的涂料。如果結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用鋼材，務必要做好防腐蝕措施，必須在鋼表面涂抹環(huán)氧樹脂漆等材質(zhì)的防腐蝕涂料。

第三，帶有腐蝕性的生產(chǎn)活動要集中布置在下風側(cè)或水流的下游，限制酸堿鹽類物質(zhì)腐蝕工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)。

2.5 防震設計

防震設計是關(guān)鍵的，它在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計上占據(jù)首要位置，因為它直接決定著工業(yè)建筑后結(jié)構(gòu)的安全性。根據(jù)我國相關(guān)規(guī)定，工業(yè)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(chǎn)活動具有易燃易爆特點的，危及工業(yè)建筑區(qū)內(nèi)及周圍范圍內(nèi)的人員生命安全。因此，進行工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計時，必須合理進行防震設計，符合抗震要求。

當工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則、對稱，整體性比較好時，按照工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)進行抗震設計；當工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)整體性比較差使，要按照工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)抗震設計要求采用相應的加強措施，增強工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性；當工業(yè)建筑廠房的結(jié)構(gòu)高差比較大時，必須將生產(chǎn)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(jié)構(gòu)的抗震性。此外，抗震縫兩側(cè)要布置墻等構(gòu)件，并按照設計要求合理控制抗震縫寬度。

3 結(jié)論

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

參考文獻：

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

[2]曾超.工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計的復雜性與安全性[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（04）：122.

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