工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點問題研究

文/馮帆、陳璨、高揚、葛堯 中國五洲工程設(shè)計集團(tuán)有限公司 北京 100053

1、導(dǎo)言

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項較為繁雜的工作，那么需要考慮各個方面的因素，從選擇原材料到工程設(shè)計以及設(shè)計優(yōu)化等等各個部分，依據(jù)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的特征來來具體的進(jìn)行操作。逐漸的優(yōu)化設(shè)計方案，在最大限度之上設(shè)計出來經(jīng)濟合理的方案。

2、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計

所謂的概念設(shè)計是指在施工圖上體現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)的材料特性、力學(xué)、構(gòu)造等問題，這對于工業(yè)建筑設(shè)計方案的實現(xiàn)以及施工圖質(zhì)量的提升顯得非常關(guān)鍵。設(shè)計的思維重視全面性、系統(tǒng)化、相對性、創(chuàng)新性，在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用概念設(shè)計，能夠?qū)π纬傻牧芽p問題進(jìn)行有效地控制。概念設(shè)計是工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中一個新思維，可以結(jié)合整體的概念設(shè)計把握一系列基礎(chǔ)分體與總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)間的聯(lián)系性，以此提出一種經(jīng)濟化、安全性的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)整體化的設(shè)計方案。

3、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計

工業(yè)建筑的典型特點是建設(shè)資金投入大、地質(zhì)狀況復(fù)雜、占地面積大等。除此之外，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的根本所在是基礎(chǔ)設(shè)計，基礎(chǔ)設(shè)計也是確保結(jié)構(gòu)安全系數(shù)提升的關(guān)鍵。為此，在設(shè)計工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的過程中會應(yīng)用很多種類的基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)工業(yè)建筑工程的實際建設(shè)需要。跟其它建筑的地基相比較而言，工業(yè)建筑的地基要承受較大的載荷，通常的時候會選擇筏板基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)等。然而，工業(yè)建筑輸送皮帶應(yīng)用鉸接底部支架，如此一來，僅僅是向基礎(chǔ)傳送剪力、軸力。鑒于此，矩形是基礎(chǔ)通常的設(shè)計方式。并且，配筋的提升、基礎(chǔ)短柱的增加、柱下矩形獨立基礎(chǔ)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的提高，能夠在穩(wěn)固基礎(chǔ)的情況下減少一些工程費用。

在設(shè)計工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)上，應(yīng)用的基礎(chǔ)混凝土要結(jié)合具備耐久結(jié)構(gòu)的混凝土，通常應(yīng)用的混凝土的規(guī)格為C30。應(yīng)用的基礎(chǔ)配筋可以減小配筋率，確保選型的科學(xué)性。要標(biāo)準(zhǔn)化地設(shè)計接觸條形基礎(chǔ)鋼筋，務(wù)必具備系統(tǒng)化工程圖，只是可以獨立應(yīng)用交叉條基位置基底面積，不能實現(xiàn)重復(fù)應(yīng)用。并且，應(yīng)對基礎(chǔ)寬度進(jìn)行合理與科學(xué)地優(yōu)化。鑒于砌體構(gòu)造部分墻體統(tǒng)一載荷比較大，應(yīng)結(jié)合有關(guān)的要求與指標(biāo)實現(xiàn)打地基的指標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)載荷需要。另外，要十分關(guān)注柱下條形地基，倘若設(shè)計的基礎(chǔ)翼緣板為緩坡形板翼，那么務(wù)必確保放坡角度不可以太陡峭，否則，會導(dǎo)致工程施工效果的不理想，以及不便于工程的施工。

4、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的板件和梁柱設(shè)計

工業(yè)建筑要求承載比較大的壓力，為了保證其具備高強度，需要將大截面應(yīng)用于設(shè)計的板件與梁柱中。在設(shè)計工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的時候，倘若應(yīng)用分布密實、較大直徑的鋼筋，那么會提高工程的施工難度系數(shù)。設(shè)計工作者為了對截面高度進(jìn)行控制，一般應(yīng)用2.5%配筋率的手段，然而，在工程的實際施工過程中要想實現(xiàn)這個標(biāo)準(zhǔn)較為困難。如果鋼筋太過密實，那么澆筑在梁柱接點的混凝土太過稀松，會導(dǎo)致鋼筋的相應(yīng)移位，這會形成工業(yè)建筑質(zhì)量上的隱患。為此，在進(jìn)行設(shè)計的時候，設(shè)計工作者結(jié)合工作實際，首先，應(yīng)實現(xiàn)配筋率的減小與截面高度的增加。為了方便工程施工，需要盡可能地防止堆積鋼筋的情況發(fā)生在梁柱交接位置，這樣的做法不但便于工程施工，而且能夠使梁柱構(gòu)造的總體質(zhì)量提升。在總荷載比例中，挑梁比例較小，制作其為變截面，這樣并不會嚴(yán)重影響其自重減小，因此適宜應(yīng)用等截面設(shè)計方式。除此之外，對挑梁鋼筋率進(jìn)行確定時，應(yīng)選擇適宜的值，預(yù)留相應(yīng)的安全系數(shù)。針對設(shè)計挑梁底筋來講，需要適度增加撓度大、荷載大的底筋，要確保向墻體深入砌體構(gòu)造挑梁長度的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，并且研究與運算對抗傾覆臨界值。

應(yīng)認(rèn)真地根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖紙設(shè)計過梁，并且，在施工圖中標(biāo)注出選用視圖號與方式。如果門窗洞口比較大，或者是面臨過于集中用力的情況，能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖來設(shè)計過梁。此外，還應(yīng)檢驗過梁的受力強度和過梁、圈梁的整體穩(wěn)定情況。這樣不但操作便捷，而且能夠增強工業(yè)建筑的抗震能力。

5、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的樓梯設(shè)計

工業(yè)建筑中有一些辦公場所，還有一些工業(yè)建筑中有職工宿舍等。這樣一來，能夠設(shè)計為板式樓梯，從而在確保建筑具備美觀外形的情況下，又能夠便于工程的施工。除此之外，在設(shè)計工業(yè)建筑樓梯的情況下，還應(yīng)確保梯梁間和下面板間具備相應(yīng)的距離，如此能夠防止高度問題形成的碰頭。需要確保樓梯高度差（臺階）不到20厘米，以及確保均衡地銜接樓梯板與樓面板間以及樓梯段的均勻化，進(jìn)而能夠確保上下樓過程中的安全性。休息平臺之上的鋼筋需要跟平行方向梯段板之上的鋼筋相統(tǒng)一，還要開展配筋的工作，同時結(jié)合梯段板筋，在特殊的時候，要表述在施工圖紙上。留意首段梯板基礎(chǔ)沉降問題，在需要的時候采取增加梯梁的措施。除此之外，還要在控制撓度的條件下提高工業(yè)建筑的穩(wěn)定系數(shù)。

工業(yè)建筑的廠房會在樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用鋼梯，設(shè)計工作者首先應(yīng)對職工上下樓梯的安全性、舒適性進(jìn)行兼顧，然后，根據(jù)廠房的工作實際要求設(shè)計其樓梯構(gòu)造。除此之外，設(shè)計鋼梯還要留意一些樓梯梁地方凈空高度，結(jié)合已經(jīng)制定的樓梯平臺標(biāo)高、梯度高度、角度等要素進(jìn)行應(yīng)用。在設(shè)計工業(yè)建筑樓梯的過程中，設(shè)計工作者應(yīng)注重設(shè)計的全面性、系統(tǒng)化、綜合性特點，不但確保樓梯的舒適性和安全性，而且兼顧其美觀性，防止一些不必要的麻煩以及問題。

結(jié)論：

綜上所述，在設(shè)計工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的時候，不但要兼顧材料、力學(xué)等問題，而且應(yīng)實現(xiàn)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)整體的優(yōu)化，進(jìn)而使工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的技術(shù)性、經(jīng)濟性、安全性目標(biāo)得以實現(xiàn)。鑒于此，作為設(shè)計工作者來講，應(yīng)緊跟社會的發(fā)展腳步，積極地探究新型的設(shè)計思維和模式，從而持續(xù)促進(jìn)工業(yè)建筑的發(fā)展。