综合论述工业建筑结构设计的复杂性与安全性

【摘 要】 随着社会经济快速发展以及工业建筑规模逐渐扩大，对工业建筑的要求也越来越高。本文笔者就工业建筑和民用建筑的不同，根据工业建筑结构设计的特点以及设计原则，着重从其复杂性和安全性来进行探讨和分析。

【关键词】 工业建筑 结构设计 安全性 复杂性

【Abstract】 With the rapid economic development， and gradually expand the scale of industrial buildings， industrial buildings are increasingly high requirements. This paper the author on the different industrial buildings and civil， according to the characteristics and design principles of industrial design of building structures， focusing on its complexity and security to discuss and analyze.

【Key words】 Industrial buildings；Structural design；Security；Complexity

随着国民经济的提高以及人们生活水平的提高，我国工业建筑的规模也在逐渐扩大，在我国工业建筑中常用的结构形式有钢结构和钢筋混凝土结构两种形式。本文笔者就工业建筑和民用建筑的不同，根据工业建筑结构设计的特点，结合自身的实践经验，着重就工业建筑结构设计的安全性和复杂性进行探讨和分析。

1 工业建筑的概述

（一）工业建筑的定义

工业建筑是指人民从事各类生产活动的构筑物或者建筑物，比如烟囱、水塔和厂房等，其中工业厂房一般分为特殊工业厂房和通用工业厂房。

（二）工业建筑的特点

工业建筑的特点主要有以下几点：第一，必须要有足够的空间和面积；第二，建筑技术的要求高；第三，应该符合生产工艺的需求；第四，针对生产工作的不同内容及其特点，工业建筑结构的形式也会有所不同，同时其构造处理、屋面排水、通风以及采光施工工艺比较复杂。

2 工业建筑结构设计的复杂性和安全性分析

（一）工业建筑的选型

在工业建筑结构设计过程中，其建筑应该能够灵活地应对生产的容量和设备的变化而发生改变，同时其建筑物和设备的使用寿命必须要长，其设计要和工业建筑的投资预算要求相一致。在工业建筑结构设计中，首先要做的一点就是合理选型，工业建筑结构选型的原则主要有以下几点内容：

1.在工业建筑结构设计中，其受力构件一般选用Q345-B和Q235-B钢，梯子、栏杆和平台板应该采用Q235-A钢，吊车梁一般采用Q345-C和Q235-C钢，确保其所采用的材料的力学性能和化学成分应满足国家标准的相应规定，若采用一些特殊钢材，应该和工程业主、施工单位进行协商，协调好后方能使用。此外，在工业建筑结构设计过程中，如果工业厂房的跨度不超过15m，其柱距不超过4m，通常采用砖混结构。

2.钢结构的应力和变形控制要求： 钢梁应力必须要达到强度设计值的90%左右，钢柱应力应该达到强度设计值的95%，钢构件的变形应达到变形容许值的100%。钢梁、钢柱通常一般使用焊接H型钢。墙皮檩条一般采用的是组合檩条加槽钢， 其他檩条则采用的是卷边槽形冷弯薄壁型钢，在计算墙皮檩条时无需考虑阵风系数，其中大荷载平台钢格板应选用WB405/2PT类型的， 当活荷载为5kN/m2时其最大跨度是2. 4m。楼梯踏步钢格板和小荷载平台应选用WA255/1PT，其活荷载在2. 5kN/m2的时候，其最大跨度为1.8m。

3.目前我国最常用的结构形式为钢筋混凝土结构和钢结构。钢筋混凝土结构的施工便利，其建筑材料比较容易获取，不仅能进行预制同时还能在施工现场中进行浇筑，具有耐火耐腐蚀的特点，其建筑适应面比较广。而钢结构一般使用工业体的建筑，不仅能够节约成本，同时还能有效地缩短工期，但是在使用的过程中，应该注意防腐蚀和防火方面的设计，目前钢结构主要是用于大空间、振动较大或者大跨度生产车间的建造上。

（二）工业建筑结构设计的相关数据

在进行工业建筑结构设计的时候，应以经济合理、安全、保证工程质量为其原则，根据现行的国家相关规程和规范，严格按照此标准及工业建筑结构设计的要求来进行设计。工业建筑结构设计的相关数据主要包括以下几个：地面粗糙度；地震设防烈度、设计地震分组、地下水位、场地土类别、最高温度和最低温度、基本雪压、基本风压等，尤其是在进行抗震设计的时候，必须要严格按照工程设计的相关规范要求来进行设计，确保工业建筑的抗震性符合工程要求。

（三）符合工程生产工艺需求

工业建筑一般主要用于生产活动的运作，因此在工业建筑结构设计中应从生产出发，生产工艺的要求主要如下：

1.建筑结构的类型应该符合建筑生产方式和运输工具的要求，同时在设计过程中，还应进行防腐蚀设计，以此保证建筑物具有防腐蚀功效。针对生产流程，其结构设计不能对生产造成影响，注意生产工程和各工段次序之间的关系。

2.在工业建筑结构设计过程中，应注意建筑的排风通道，尤其是一些生产有粉尘的车间以及散发热量的热加工厂房，解决其通风问题。同时还应设置隔声间或者采取降噪措施，以此保证生活和生产之间互不影响。在空间结构和建筑平面设计上，必须要考虑一些特殊工艺的车间，根据其是特点采取相应的措施，确保其能够正常、顺利的使用。综合考虑建筑未来生产工作的压力，在保证其舒适度的同时，应该注意绿化的点缀和色彩的运用。

（四）基础地基的处理

在处理一些重要建筑物和构筑物地基的时候，可针对场地的实际情况选用合适的处理方案，比如钻孔灌注桩、地基处理桩、人工挖孔桩以及预应力混凝土管桩等。在设计桩基时，应将单桩承载力控制在单桩承载力的特征值80%范围内，当新建筑物或者构筑物和原有建筑物的距离比较近时，应选择适合的桩型，以此减少桩基施工过程中对原有建筑物的影响。

在处理一些次要建筑物或者构筑物地基的时候，直爬梯基础、电缆沟、室外水沟或者钢梯等可以选用比较浅的土层来作为建筑基础持力层，其原土必须要夯实，同时在超挖分层的时候应换填相应厚度的砂夹石，并将其压实。

（五）合理布置空间

在工业建筑结构设计的过程中，首先要做好总平面布置。根据生产流程和生产工艺，明确建筑的选址、分区和布局，尤其是运输道理和管道之间的分布等，并配置相应的公用设施。在生产区应该划分好行政管理用房、生产辅助用房以及经营管理用房等，将这些用房设置在生产区内，便于工作的开展，但是对于一些比较特殊的生产行业，如果含有不利于人体接受的元素或者带有一定腐蚀性的元素等用房，不应将其划分到生活区内。

在总平面布置的还应考虑环境污染问题和保护问题。在生活区内的生活用房应该包括保健用房、休息室、餐厅以及卫生用房等，不管是生活区还是生产区，布置的关键为联系和分隔，从发展的角度出发综合考虑各方面的因素，通过多方案的比较，或者利用计算机来进行辅助设计，以此来选取更为合理、科学的设计方案。

（六）防腐蚀设计

由于很多工业建筑在生产过程中经常会使用一些盐酸盐类型的侵蚀性溶剂，使生产环境中的水质、空气及土壤等都会含有一些侵蚀性物质，造成建筑物的腐蚀，因此在工业建筑结构设计时要特别注意防腐蚀的设计。

1.在工业建筑结构设计中，集中设计带有腐蚀性的生产房，将其垂直布置在水流的下游或者下风侧，设置排水明沟，并确保其具有足够的排队坡度。同时在厂区内，一些气体通道或者长期需要输送侵蚀性液体的管道应该集中埋置在下层，防止其影响其他的正常管道。此外，在厂区外，排污口应该和建筑保持一定的距离，尽量远离人群聚居地。

2.在工业建筑空间布置、选用材料和结构设计时，应采取相应的防腐蚀措施，可将建筑设计成为敞开式或者半敞开式，使其具有良好的通风，从源头上减轻或者制止腐蚀的发生。除此之外，在围护结构设计的时候，还应该考虑到湿度和温度，门窗的材质可以选用玻璃钢、塑料或者木质，同时在其他金属构件表面涂上具有耐腐蚀的涂料。而在楼面或者地面，可以将其做成具有耐酸碱地坪，比如选取水玻璃混凝土、玻璃钢、花岗岩、聚氯乙烯、陶瓷、沥青混凝土等材料作为面层材料，其中隔离层的材料可以选用再生橡胶油毡或者石油沥青油毡等，其他建筑部位也应该使用抗腐蚀材料，并采取相应的构造措施，以此减少建筑的腐蚀性。

3.防腐蚀建筑通常是以钢筋混凝土结构为主，在处于高湿环境中的板、梁、柱、屋架且具有强腐蚀性气体的钢筋混凝土测承重构件中，除了要提高混凝土密实性和标号以外，同时还要加大钢筋保护层，并在其表面涂上耐腐蚀的涂料。如果建筑物采用的是铝、钢等金属结构，除了要加强表面防护和节点构造以外，还要适当地提升其安全性。此外，在建筑基础部分，为了避免生产过程中的侵蚀性液体渗入到地下造成腐蚀，必须要设置相应的排水设施，选用适合的基础材料，增强混凝土中的钢筋保护层，做好基础表面的防腐蚀措施。

结束语

综上所述，随着社会经济的快速发展以及信息技术的不断进步，人们对于工业建筑的要求也越来越高，在工业建筑结构设计中，必须要从建筑的复杂性和安全性出发，按照工业建筑结构设计原则，不断优化其设计概念，促使其符合生产使用的需求，推动工业建筑的发展。

参考文献

[1] 胡中汉 .关于工业建筑结构设计的复杂性与安全性概述[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（8）

[2] 冯超.对我国现代工业建筑结构设计中几个问题的探讨[J].黑龙江科技信息，2012，（3）：218-218

[3] 靳晓光，王.工业建筑结构设计常见错误分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（27）

[4] 何俊奎，郭义峰，张继月等.浅谈工业建筑结构设计中应注意的一些问题[J].四川建材，2007，33（5）：219-220

[5] 翁海江，冯李慧，赵荣招等.大跨度门式刚架在工程中的应用[C].//全国钢结构设计与施工技术学术交流会论文集.2011：295-298