工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題的分析

1、<p>　　工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題的分析</p><p>　　摘要：對于現(xiàn)代工業(yè)建筑而言,其工藝在不斷的更新改進,而且以前很多的單一使用功能廠房也被多功能的綜合廠房所代替,因此,工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)也越來越多樣化,其對外觀與內(nèi)部布置的設(shè)計要求也更高,工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計就顯得十分重要。本文主要對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題進行了分析探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；

2、常見問題；設(shè)計要點 </p><p>　　中圖分類號：TU2文獻標識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　工業(yè)建筑在建筑設(shè)計領(lǐng)域占有舉足輕重的地位，它具有一般建筑的共性，但在設(shè)計和施工方面又具有自身的特點。由于工業(yè)建筑是以工業(yè)生產(chǎn)為導向，它的外形、內(nèi)部構(gòu)造與我們熟知的常規(guī)形式和固有類型差別很大，處處彰顯出功

3、能主義的氣息，表現(xiàn)出很強的經(jīng)濟適用性、靈活性和高科技特征?？梢哉f，一個優(yōu)秀的工業(yè)建筑設(shè)計作品，既要滿足庫存、運輸、設(shè)備安置等生產(chǎn)要求，還要能提供適宜的勞動環(huán)境。 </p><p>　　一、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則 </p><p>　　1、設(shè)計材料選用原則 </p><p>　　針對不同建筑強度要求選擇不同型號的鋼板，如受力構(gòu)件選擇Q235-B、平臺板選擇Q235-

4、A、吊車梁選擇Q345-C等。選擇的鋼材要通過國家相關(guān)的質(zhì)量檢測體系認證，確保質(zhì)量可靠。在一些特殊要求的工程中要選用特種鋼材，如高爐爐殼選擇BB503、轉(zhuǎn)爐平臺選擇鑄鐵板等。在鋼板型號確定后，按照鋼板的型號配置對應的焊條。如受力構(gòu)件Q235-B選用E4315焊條，受力構(gòu)件對焊接要求等級為一級，必須有足夠的焊接牢固度才能承擔起結(jié)構(gòu)受力主體的重任，沒有特殊要求的結(jié)構(gòu)可以選擇E4301型焊條。依據(jù)相同原則，助焊劑和焊錫絲也應該視具體情況分別對

5、應選用。螺栓和螺母也有性能等級之分，同樣要求符合相關(guān)規(guī)定。混凝土的墊層與基層應分別采用C15和C25型混凝土，結(jié)構(gòu)受力較大的則應選用C30至C50。此外，還有高溫耐熱性和防水性混凝土可供不同條件要求選用。除了上述材料的選用外，還應該注意鋼結(jié)構(gòu)的防銹涂裝。避免結(jié)構(gòu)生銹，影響建筑的剛度和強度。 </p><p><b>　　2、設(shè)計基本要求 </b></p><p>　　

6、在對鋼結(jié)構(gòu)應力和變形的控制中，有一些要求：鋼梁應力≥強度設(shè)計值乘以90%；鋼柱應力≥強度設(shè)計值乘以95%；鋼構(gòu)件變形=變形容許值乘以100%。在鋼筋混凝土中，結(jié)構(gòu)配筋要求為：框架梁配筋率在1.2%～1.7%之間；框架柱配筋率在0.7%～1.1%之間；獨立基礎(chǔ)配筋率大于等于0.15%；單樁單柱承臺0.1%。結(jié)構(gòu)設(shè)計要圍繞安全性強、經(jīng)濟合理度高、工程質(zhì)量高這三方面，并要依照國家規(guī)程，遵守國家規(guī)定來執(zhí)行。 </p><p&

7、gt;　　二、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題 </p><p>　　1、結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計與其他專業(yè)設(shè)計溝通協(xié)調(diào)不夠 </p><p>　　有的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計的過程中由于和工藝設(shè)計人員沒有保持良好的溝通,從而導致工藝設(shè)備的布置和基礎(chǔ)靠得很近,導致設(shè)備基礎(chǔ)與主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)發(fā)生沖突,不僅如此,設(shè)備基礎(chǔ)與主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)靠得太近還會使施工加大難度,設(shè)備基礎(chǔ)在運行的過程中也會影響主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。因此,為了防

8、止出現(xiàn)這些問題,在設(shè)計的過程中應該盡量將較重或者振動較大的設(shè)備避開基礎(chǔ)。避免兩者相互影響而造成無法使用的狀況。而要避免出現(xiàn)這些問題最基本的方法還是需要結(jié)構(gòu)設(shè)計人員和工藝設(shè)計人員之間保持良好的溝通,使兩者對建筑結(jié)構(gòu)和工藝的布置都有一定的了解,避免出現(xiàn)上述情況。 </p><p>　　2、忽視工業(yè)廠房防火防爆的特殊要求 </p><p>　　對于一些有爆炸危險的廠房而言,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計的時

9、候一般都應該將其設(shè)計為敞開式或是半敞開式。但是有的廠房使用功能卻有特殊的要求,必須將其設(shè)計為全封閉式的廠房時,常出現(xiàn)的問題就是沒有考慮到防爆廠房的泄壓面積。如果泄壓面積不符合規(guī)范要求,將會給后期安全監(jiān)管部門的安全設(shè)施驗收、消防驗收方面帶來很大的麻煩,而且很難處理。要是設(shè)計全封閉式的廠房時,應該考慮泄壓面積是否足夠,而且還應該多開一些窗戶。像地下建筑等這類特別的防爆廠房,比如地下鍋爐房等,應該更加的重視泄壓面積夠不夠。防爆廠房的泄壓設(shè)施一

10、般都是采用易于脫落的輕質(zhì)屋蓋、窗和門,還有的墻也是采用易于脫落的輕質(zhì)材料。泄壓設(shè)施應該靠近爆炸源布置,避開主要的通道和人員集中的地方,而且泄壓設(shè)施的泄壓面積應該分布均勻。防爆廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計應該做到不犯錯,因為一旦犯錯就可能造成不可避免的錯誤。所以防爆廠房的泄壓面積的設(shè)計一定要考慮到,而且面積還必須足夠大。 </p><p>　　3、除銹及涂裝設(shè)計不合理 </p><p>　　部分結(jié)構(gòu)設(shè)計人

11、員沒有考慮設(shè)計項目的實際特點,簡單套用其他項目的防銹及涂裝設(shè)計,造成滿足不了擬建項目的實際需要。鋼結(jié)構(gòu)應根據(jù)材料供貨狀況,采取必要的除銹處理,并進行防銹涂裝。重要鋼結(jié)構(gòu)如轉(zhuǎn)爐高層框架及平臺、高爐爐殼、熱風爐爐殼、爐身框架(柱、柱間支撐、框架梁)、爐頂剛架(柱、柱間支撐、框架粱)、熱風爐主框架平臺(柱、柱間支撐、框架梁)、重力除塵器殼體、熱風主管、粗煤氣管道、出鐵場廠房剛架及吊車梁、出鐵場平臺梁、上料主皮帶通廊等均采用噴砂除銹,除銹等級達

12、到Sa2.5；其他普通鋼結(jié)構(gòu)采用手工除銹,除銹等級達到St3。具體涂裝要求由業(yè)主、工藝專業(yè)確定。 </p><p>　　三、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點 </p><p><b>　　1、地基 </b></p><p>　　工業(yè)建筑的投資大、占地面積廣、地質(zhì)情況復雜多變，故在設(shè)計時需采用多種地基形式。載荷較大的地方采用樁基、獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、彈性地基

13、梁等。工業(yè)建筑的輸送皮帶支架一般采用底部鉸接形式，傳給地基的只有剪力和軸力，所以一般把地基設(shè)計為樁下條形基礎(chǔ)。從設(shè)計角度而言，混凝土標號應符合結(jié)構(gòu)耐久性要求（一般采用C25）。地基的配筋應盡量降低配筋率。條基交接部位的鋼筋設(shè)置要有詳細的工程圖。條基交叉處的基底面積只能單獨使用，不可重復使用，并要合理調(diào)整基寬。砌體結(jié)構(gòu)局部墻體作用有較大的集中載荷，應根據(jù)具體要求適當加大地基寬度。另外需特別注意的是柱下條形基礎(chǔ)，如果基礎(chǔ)的翼緣板采用緩坡形式

14、，應注意坡角不可過于陡峭，否則施工工藝性較差。 </p><p>　　2、柱形件的設(shè)計要點 </p><p>　　工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，軸向受力構(gòu)件的應用極為廣泛。柱截面選用時，為了經(jīng)濟，宜優(yōu)先選用鋼管混凝土柱或型鋼格構(gòu)柱。如角鋼、槽鋼、工字鋼和鋼管，也可用型鋼或鋼板制成組合截面柱。組合截面柱的腹桿體系有綴條式和綴板式兩種?？紤]到性價比，在工藝允許的情況下可增加縱向系桿，以減小廠房柱的平面外

15、計算長度。支撐桿件的結(jié)構(gòu)通常設(shè)計為單拉桿，或者是一鐮一壓桿件的組合形式。實際中根據(jù)受力大小和桿件長度靈活選用。單桿設(shè)計目前處于主流地位，也即在前后片桿件之間不設(shè)置綴條，這樣便于架設(shè)中間穿行管道、樓梯和參觀走廊。 </p><p>　　3、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要點 </p><p>　　工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)較為常見，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計也應具有良好的工藝性，方便施工和檢修。例如某工程設(shè)計，采用輕型門剛結(jié)構(gòu)設(shè)計堆棚

16、，在斜梁與柱的交匯處采用高強度螺栓連接。在現(xiàn)場裝配時，最下部的螺栓未留夠足夠的扳手空間，導致力矩扳手無法完全使用。假若設(shè)計時充分考慮施工方便，留下扳手空間或采用其他柔性連接方法，問題就能得到解決。水泥廠的窯尾大量采用鋼結(jié)構(gòu)，高強度螺栓廣泛應用于梁與柱、梁與梁的連接，施工時要特別注意螺栓的位置排布。另外在結(jié)施圖中要特別注意鋼結(jié)構(gòu)防銹處理、制作安裝工序。節(jié)點構(gòu)造設(shè)計在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中很重要，桿件設(shè)計（桿件內(nèi)力分析）與節(jié)點設(shè)計（節(jié)點構(gòu)造分析）是鋼

17、結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容。鋼結(jié)構(gòu)的安全性在很大程度上取決于節(jié)點的構(gòu)造設(shè)計。節(jié)點設(shè)計要力求構(gòu)造簡單、傳力可靠、受力明確、工藝性良好。節(jié)點連接設(shè)計最好設(shè)定10%-15%的安全系數(shù)。應力較小的構(gòu)件，其連接焊縫長度通常大于120mm。在工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，這些都是至關(guān)重要的。施工時不能隨意加大桿件截面，以免破壞節(jié)點構(gòu)造的安全性。 </p><p>　　4、預埋件的合理埋設(shè) </p><p>　　工業(yè)建

18、筑是一個載體，其中安裝有各種設(shè)備，這就需要很多預埋件。在施工圖中，設(shè)計人員要在結(jié)施圖中明確標明預埋件的大小規(guī)格和定位尺寸。某些單位在結(jié)施圖中漏掉樓梯埋件，需在現(xiàn)場補埋，費時費力。技術(shù)交底時，要特別向施工單位闡明埋件要求。埋件要可以承受一定的附加載荷。工業(yè)建筑筒體結(jié)構(gòu)庫壁的埋件安裝要特別注意，否則出現(xiàn)滑膜時會使埋件移位，造成安裝困難。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p

19、><p>　　總之，工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計所要考慮的因素越來越多，形式也越來越復雜，這里所談到的只是淺顯的一部分。作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員，面對這種挑戰(zhàn)，應該更全面的去思考解決問題，把握以人為本的原則，善于反思和總結(jié)以往設(shè)計中的經(jīng)驗和教訓，使工業(yè)建筑設(shè)計跟上社會需求的步伐。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]姚大園