浅谈工业建筑结构设计相关问题

浅谈工业建筑结构设计相关问题
摘要：随着我国工业化进程的不断推进，为工业服务的工业建筑日渐增多，类
型也越来越丰富。

工业建筑除了影响工业生产之外，对周边环境影响也不可忽视，所以把握当代工业建筑设计发展新趋势，保证利用最新最佳的技术进行工业建筑
的设计有着非常重要的现实意义。

关键词：工业建筑；结构；设计
1结构设计概念
设计概念就是要对工程结构计算所需要的结构分析、力学分析、材料性能分
析等方面在施工图上要有一个正确的概念，这对实现工业建筑设计方案和保证施
工图质量是至关重要的。

其思维方式是注重综合改革创新、重视想对性、重视综
合考虑，采用概念设计在结构设计选型中可以在一定程度上控制裂缝的形成。

结
构设计的中的一种新思路就是概念设计，能够用整体概念对结构总体系统和各个
基本分体之间的力学关系进行考虑，从而创造一个良好、安全和经济的工业建筑
结构总体方案。

2.工业建筑设计遵循的原则
工业建筑的设计工作开展，要能遵循科学化的选择，从而保障设计的质量。

设计工作中要把以人为本的理念融入到设计工作当中去，要在满足生产使用基础上，还要满足安全舒适以及经济的相关要求，而实现此目标就要将以人为本的理
念融入到工作当中，对工业建筑室内外环境因素充分考虑，在不影响生态环境的
基础上进行设计，为使用者提供良好的生产环境。

工业建筑的设计要充分注重可持续发展原则。

我国的建筑行业发展在近些年
取得了阶段性成果，并成为经济发展的重要支柱产业。

但是建筑行业的蓬勃发展
在给人带来方便的同时，对环境的破坏以及能源资源的消耗也比较严重。

面对新
的发展时期，就要充分注重可持续发展。

而在工业建筑的设计工作中，设计人员
要把可持续的理念贯彻到具体工作当中去，不仅要对经济效益和社会效益充分重视，也要对生态效益充分重视，设计中尽量采用可再生资源，提高设计的整体效益。

工业建筑的设计工作实施，要能以满足工业生产特点为原则。

工业建筑主要
是针对工业专门实施的建筑工程，和其它的建筑工程最为不同的就是要能满足工
业生产的需求。

只有满足这一要求，才能发挥工业建筑的价值。

所以在设计工作
进行中，就要以此为基础，同时也要注重建筑的美观，将功能和形式有效统一。

3.工业建筑结构设计选型
3.1基于结构概念的设计选型
概念设计是指制定施工图时，要对工程开展所需的材料与结构等方面展开计算，以此来保障施工图的合理性。

它的思维理念较倾向于实践、创新等。

在结构
设计选型时利用概念设计在某种程度上是可控制混凝土裂缝的。

概念设计属于结
构设计中的一种新兴理念，它可利用整体概念来考虑分体同总体系统间的关联，
从而构造出安全且经济的方案。

3.2基于极限状态的设计选型
工业建筑结构不但要满足承载力极限需求，还要满足正常应用极限。

混凝土
裂缝控制的标准是依据环境与实际情况展开调制的，常规的钢筋内力达到30%时，就会达到极限，从而产生缝隙，此种裂缝的宽度是在0.05～0.1cm，极容易影响
整体结构的安全性。

4.工业建筑结构设计分析
4.1平面布置
确定工业建筑选址后，以生产工艺流程为依据进行建筑总平面设计，合理确
定各分区、竖向设计、公用设施等。

进行工业建筑总平面布置时，除了以生产工
艺流程为依据外，还要考虑职工生活用户、生产经营管理用房、福利设施用房，
以及污染问题，按照全局角度考虑平面布置。

为了确保总平面布置的合理性，设
计者可以采用计算机软件辅助设计，如建筑信息模型，基于同一模型设计多种设
计方案，优选出最佳平面布置方案。

4.2工业建筑结构设计数据的精细化分析
在对工业建筑设计时，需要坚持以安全与经济为基础原则，最大程度的保障
工业建筑质量，需严格依据国家相关机制与有关设计标准。

通常情况下，对于工
业建筑结构的设计包含以下几点：地下水位、基本雪压、设计地震分组、最低温度、场地土类别、地震设防烈度等。

最需指出的问题便是抗震设计，对工业建筑
结构进行设计时，需严格遵循相关规章机制，这样才会确保抗震设计满足工业建
筑工程需求。

4.3 工业建筑结构设计中抗震优化设计
工业建筑结构设计在抗震设计中，可设置多道抗震防线，并由延性较好的结
构构件连接协同工作。

主要构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和
耗散大量的地震能量，用以提高结构抗震性能。

对于多层建筑钢结构工业厂房而言，如果钢结构房屋设计不当，在地震作用下，仍可能发生构件的失稳、材料的脆性破坏以及连接破坏，使其材料性能得不
到充分发挥，结构未必就具有较高的承载力和延性。

震害调查表明，钢结构较少
出现倒塌破坏情况，主要震害表现为构件破坏、节点破坏、基础连接破坏等，所
以在结构设计中，要求做到强节点，弱构件的设计概念。

4.4强化基础地基处理
在对工业建筑物中的关键构件进行设计时，首先需处理好地基，结合施工场
地的实际状况来选择适合的施工场地，制定好地基处理方案。

比如：预应力管桩、地基处理桩等。

在对桩基进行设计时，需对其单个桩体的承载力进行科学掌控，
正常情况下，单桩的承载力是会高出特定数值的80%。

在固定的建筑间距较小的
或是新构建的建筑物的状况下，是需要选择比较合适的桩形，以此来规避在对桩
基施工可能会遇到的不利因素，导致建筑物的安全性受影响。

对于工业建筑与构
筑物地基处理时，需选用室外水沟、电缆沟等一些较浅的土层来当作是工业建筑
的基力层，原本的土壤一定要做好夯实处理，若是超挖分层的状况下，可以通过
更换合适的砂夹石。

此外，还需要对其做好压实处理。

4.5梁柱的设计
4.5.1框架梁宽厚比、高厚比限值
梁的受压翼缘宽厚比或腹板的高厚比较大，则在受力过程中它们就会出现局
部失稳。

板件的局部失稳，降低了构件的承载力。

防止板件失稳的有效方法是限
制宽厚比。

例如轧制型钢梁，由于轧制条件限制，梁的翼缘和腹板的厚度都较大，因而没有局部稳定性问题，而板梁由于钢材强度高、构件截面小、厚度薄，必须
限制其宽厚比，防止构件局部失稳。

4.5.2 框架柱的轴压比限值
限制轴压比主要是为了控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求。

通过限值轴压比的做法，能有很好的保障柱具有一定的变形协调能力，能够使钢
筋凝土结构在地震时伴随大位移变化时，能够做到“小震不坏、中震可修、大震不
倒”。

4.5.3 框架梁、柱配筋率限值
柱主要是受压构件，经济配筋率为1.0~1.2%，还需注意柱的大偏心、小偏心
情况。

板的经济配筋率0.4％~0.8％，矩形梁为0.6％~1.5％，T形梁为0.9％
~1.8％，如取其平均值，则板为0.6％，矩形梁为1.05％，T形梁为1.35％。

一般
情况下，梁板的配筋率应尽可能用其经济配筋率的平均值，但由于各种原因，不
能如此，故建议：板取0.5％~0.7％，矩形梁取0.85％~1.25％，T形梁取1.1％
~1.6％。

结语
在工业建筑结构设计中，要充分考虑到力学、材料等各个方面的问题，不断
优化工业建筑结构，整体提高工业建筑结构设计，从而实现工业建筑结构的经济
性和技术性，设计人员要不断跟上时代的步伐，努力挖掘新的设计思路，不断推
动工业建筑的发展。

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