工业建筑结构设计中需注意的问题解析

丁绍庆

摘要：现阶段，工业建筑技术取得了突飞猛进地发展，各项建筑施工工艺不断更新，由此也带来了工业建筑结构的复杂化及多样化。在此背景下，如何使工业建筑结构设计更加科学合理，就成为了工业建筑从业人员致力研究的新课题。本文结合江苏省冶金设计院有限公司项目实践，对工业建筑结构设计中应注意的相关问题加以分析探究。

关键词：工业建筑；结构设计；问题

工业建筑作为我国建筑设计体系的重要构成，其一方面带有传统建筑设计的特点，另一方面又具备了自身较为独特的设计及施工特性。工业建筑与一般建筑不同，其主要是为工业生产的实施提供物质基础，因此，其建筑结构需要突出较强的功能性和科技性。

一、 江苏省冶金设计院有限公司基本概况及其工业建筑结构设计实践

江苏省冶金设计院有限公司是江苏省甲级工程设计及研究单位，其以工业设计为主要业务，通过科技及技术创新，成为江苏省工程勘察设计的标杆单位，公司依托于神雾集团，在工业建筑设计及节能减排领域申请了多项设计专利，其业务遍及世界众多国家。在工业建筑结构设计实践上，江苏省冶金设计院有限公司开展了诸如苏州钢铁厂烧结车间、丰盛超导有限公司生产厂房建设工程（其中，钢结构厂房18000㎡，特殊气体厂房900㎡）、安德里茨日照镀锌线塔架钢构设计等众多设计项目，保障合作企业取得了良好的经济及社会效益。

二、 工业建筑结构设计中需注意的相关问题分析

工业建筑结构设计中，由于工业建筑的特殊性，在受力结构组合机结构构件上要求极为严格，其设计及施工要点众多，笔者结合江苏省冶金设计院有限公司工业建筑结构设计实践，对其设计施工要点加以探析。

（一） 地基设计

工业建筑涉及到较大面积的地基基础，受制于复杂的地质状况，在工业建筑地基设计中应注重综合运用多种设计形式。根据工业建筑所承受的荷载力大小，可以将其设计为弹性地基、条形基础、独立基础、桩基基础等，一般而言，在工业建筑结构地基设计上，较常采用桩下条形基础的设计形式。在地基混凝土选用上，以C25型混凝土为宜，适当将地基基础的配筋率调低，并严格按照工程图纸对条形基础部位的钢筋开展施工[1]。如工业建筑结构的墙体涉及到较大荷载，要将地基的宽度适度增大。

（二） 梁板设计

工业建筑结构考虑到其承载重量，一般要增加梁柱的截面积，在截面高度的设计上，钢筋的稠密情况能够对混凝土浇筑质量造成影响，进而影响梁柱稳定性。在开展工业建筑梁板设计时，应将其截面高度适度提高，并将配筋率加以调低，以避免出现钢筋堆积现象。配筋率一般以1.7%-2.5%为宜。

工业建筑挑梁不具备过大的自重荷载，可将其设计为截面形式，要视挑梁的悬挑、荷载及挠度情况确定其钢筋率大小，如挑梁需要贯穿工业建筑墙体，则要对其抗倾翻的相关数据加以计算，以确保其稳固安全。工业建筑过梁设计中，要结合施工图纸进行，明确其设计方法及型号。过梁需要承载较大荷载重量时，应对其荷载承受力加以计算。在过梁的浇筑上宜与圈梁浇筑同步，在其配筋率上，要顾及到过梁的抗震及支撑作用，适度将其配筋率提高。

为避免设计中出现人为失误，一般选用PMCAD等软件进行工业建筑现浇板配筋的计算工作，配筋计算中的要点如下：1.计算时要注重塑性变形重这一要素，对工业建筑板上筋及板下筋分别乘以折减及放大系数，取值范围分别为0.8-0.9，1.1-1.2。2.根据弹性力学对板钢筋应力进行计算时，取计算结果即可，不需再行修改。3.工业建筑砌体结构配筋计算时，要注意其外墙板负筋取值应合适，不能过于偏大，以免产生附加弯矩。

（三） 柱形件、楼梯及预埋件设计

在柱形件设计中，考虑到工程的经济性，通常选用型钢格构柱及钢管混凝土柱，纵向系杆在使用数量上可以适度增加，以减少工业建筑厂房柱的计算面积。在杆件结构上，主要选择单拉杆及挤压杆相结合的形式，在确定杆件结构时，要兼顾到杆件的具体长度及施工荷载力情况[2]。

工业建筑以板式結构为主，在梯梁间要设置预留高度，高度差以20cm为宜。保持梯段板钢筋与工业建筑休息平台的连接性和配合性，在首段梯板基础部位要进行梯梁设置，以提高楼梯的稳定度。工业建筑预埋件设计要紧跟施工图纸设计标准，做好预埋件的技术交底工作，以免出现遗漏。在预埋件设计及埋设时，为避免其出现位移，要对其滑膜程度加以检验。

（四） 钢结构设计

钢结构在工业建筑结构中采用较多，如江苏省冶金设计院有限公司设计的丰盛超导工业厂房即采用了钢结构设计方法，该工程在选用了轻型门钢结构，运用强度较高的螺栓对梁柱进行连接。在钢结构装配中，工程人员一方面对螺栓的布置进行了科学设计，并采用了防锈及防腐蚀施工工序；另一方面在底部螺栓位置预留出空间，以便于扳手进入，为后期维保提供便利。

钢结构设计中，杆件与节点之间的构造设计极为重要。在节点构造设计中要选用科学的工艺，达到钢结构受力、传力的明确性及均衡性。节点构造要设定出足够的安全系数及焊缝长度，一般安全系数范围为15%-20%，焊缝长度≥120mm[3]。为确保钢结构施工中的稳定及安全性，要保持杆件截面的稳定，不能随意将其加大。

结语：

工业建筑结构设计要本着实用、经济、安全等原则，在严格参照相关设计规范的基础上，对工艺流程及工艺质量制约要素加以全面统筹，从而使工业建筑结构融安全性、稳定性及技术性于一身，促进我国工业建筑结构设计水平的提升。

参考文献：

[1] 魏保敏.工业建筑结构设计体会[J].山西建筑，2011，（14）：33-34.

[2] 王文越.关于工业建筑结构设计的思考[J].新材料新装饰，2014，（13）：385.

[3] 李青宾.浅谈工业建筑结构设计中需注意的问题[J].建筑工程技术与设计，2015，（14）：421.