工業建筑結構設計中常見問題的應對策略探討

丁軍偉

安徽威達環保科技股份有限公司合肥分公司 安徽 合肥 230000

工業建筑的結構設計包含諸多關鍵環節，任一環節均與建筑結構質量息息相關。因此，在進行工業建筑的結構設計時，相應設計人員務須要加強對各環節設計質量的高度重視，對設計過程中遇到的諸類問題應予以針對性分析，并采取切實妥當合理的結構設計與優化措施，進而為工業建筑質量提供切實保障。

1 工業建筑結構設計中的常見問題

（1）設計深度問題。工業建筑結構設計不規范、標準不合理，導致設計圖紙不合理，或是一味追求適用性而忽略了工業建筑的美觀性，或是結構設計缺少詳細的說明，框架式設計僅對施工有指導作用而達不到直接按圖施工的效果。

（2）基礎設計問題。工業建筑占地廣且結構復雜，如若設計前未對施工現場予以詳細勘察，極有可能導致在選擇基礎形式時依據不足，從而使得在選擇基礎形式時，是否選擇彈性地基梁，采用條形基礎還是獨立基礎沒有切合實際情況，采用旋挖灌注樁還是預制砼樁也沒有明確的地質依據，從而使得基礎設計存在諸多不足。

（3）概念設計問題。由于設計人員對建筑結構的“固化”思維，注重安全和使用性能，缺乏改革創新性、相對性和綜合性，在設計階段沒有把力學理論、材料性能和結構要求統籌考慮，對結構整體體系和基本構件之間沒有形成邏輯統一關系，導致未能形成安全、質量和經濟相互協調的結構設計方案。

（4）結構設計問題。在進行工業建筑梁、板的設計時，部分設計人員為提升工業建筑結構強度，而一味增大配筋率和截面面積，但實際施工中很難實現，甚至由于鋼筋分布太過密集而致使砼澆筑困難，鋼筋移位，又或者一味地采用大直徑鋼筋，導致鋼筋加工困難，給工程留下質量隱患。此外，在框架結構設計中，很難規避底部柱的塑性鉸問題，因而通常將截面彎矩值系數放大，但對框架剪力墻結構難于適用，特別是在發生地震等自然災害時，剪力墻可能會首先發生破壞退出工作。

（5）設計選材問題。工業建筑結構設計中，因鋼結構施工快、強度高而逐漸成為工業建筑中常用的主材。但與砼結構構件相比，鋼結構不僅成本高，且易出現局部疲勞而造成安全與質量隱患；同時，鋼結構雖具有一定的耐熱性，但耐火性較差，在防火設計不達標的情況下，持續高溫會使鋼結構抗壓、抗拉強度降低，甚至出現結構變形損壞而導致工業建筑倒塌；另外，與砼結構相比，鋼材耐腐蝕性相對較差，因此設計材料的選擇上，還須結合工業生產實際以及結構的抗疲勞和穩定性進行材料的合理選擇。

2 工業建筑結構設計中常見問題的應對策略

2.1 綜合環境與建筑功能，優化建筑結構設計

在結構設計階段，須全面考慮結構的經濟性與施工的可行性，對此，設計人員須首先調研工業建筑工程施工范圍內的地質、氣溫氣候、經濟狀況等環境，對有特殊要求的工業建筑，需要從細節上充分考慮工業建筑的功能性設計，以滿足相關標準要求，并在人性化和安全性上，對工業建筑結構設計予以不斷優化；其次，對于框架結構可以考慮在工藝許可下增加縱向支撐桿，縮小立柱截面，同時也可增強工業建筑的結構性能；另外，對框架剪力墻的設計，可在四周設計成暗梁、暗柱，通過框架約束剪力墻變形，即使剪力墻遭受破壞，梁柱仍可承受豎向荷載，防止倒塌風險的發生。

2.2 合理利用相應軟件，重視建筑概念設計

工業建筑涉及基礎、承重主體、圍護和屋頂等幾個方面的構筑物，在設計階段，可以借助CAD、BIM、PKPM等計算機軟件，通過建模分析等方法，對工業建筑的結構設計予以優化。主要包括以下幾方面內容：首先，重視整體概念設計和結構選型；其次，分析結構受力將結構設計、技術與經濟相結合做成本分析；再是，根據工業建筑結構的設計規范，構建結構模型并反復修改，以此滿足工業建筑結構的強度、剛度需求，并憑借成熟的工業建筑結構設計經驗，確保結構設計在滿足建筑結構可靠性的前提下，注重美學設計的營造。

2.3 妥善處理建筑地基，構建結構設計模型

工業建筑的基礎設計，須嚴格依照工程所在區域詳細的地質報告做分析，并結合上部建筑的結構類型、荷載分布，以及鄰近構筑物的影響等多方因素綜合分析予以確定，以有效滿足承載力的相關要求；其次，選擇可行性高、經濟合理的基礎設計方案，以盡量規避結構設計中不必要的變更，并從可能的變量因素著手予以綜合考量，確定一個關鍵重點變量，借助計算機系統進行建模，通過結構函數模型以確定工業建筑基礎結構的優化方向，并依據工業建筑的功能性要求和美觀設計的約束性條件實現既定目標。

2.4 綜合選定結構材料，重視功能與質量設計

首先，充分考慮主材的性能，合理選用適配功能的材料，如鋼結構強度高、質量輕且具有高塑性，但防火能力弱，因此，在工業建筑鋼結構的設計時應針對建筑的防火性能要求進行優化，可通過對鋼結構噴刷防火涂料和絕熱保溫涂料來增強工業建筑的防火性能；其次，部分工業建筑原材選擇不當，砼配比欠妥或是堿骨料反應、徐變、收縮等材料因素，都有可能會在一定程度上造成工業建筑的結構耐久性降低。此外，對于工業生產中會產生酸、堿、鹽等腐蝕性氣體的，結構材料應嚴格依照建筑防腐蝕要求，選擇正確的耐腐蝕材料。

3 結束語

追求工業建筑結構的完美設計是當前設計人員的共同目標，但由于建筑工程所處環境不同，建筑投資所限以及設計人員理念差異等，均將會致使設計中各式各樣問題的出現。對此，相應設計人員務須要根據工業建筑工程的實際需要，在滿足工業建筑功能性的前提下，按照規范要求，遵循設計原則，優化設計概念，強化設計方法，達到技術與經濟的高度融合，以促進工業建筑的高質量快速發展。