摘要：无论是在应用功能上，还是自身条件上，工业建筑都要满足社会公众的需求，进行多层次的选择和设计，尽量满足安全和经济的要求。钢混和混凝土组合结构、模块化箱式建筑、新型节能住宅和泡沫混凝土都将是未来工业项目中结构设计和选择的发展方向。对不同类型的工业建筑，根据单体工程的特点，进行合理的结构选型，既能使工业建筑“绿色化”，又能大大缩短工程工期，减少劳动投入，推动国际工程向本土化实施迈进。
关键语：工业建筑结构；设计选型；发展趋势
引言
目前,工业企业不断朝着智能、低碳、绿色的方向发展,也有越来越多的企业开展拓展海外市场,并在海外落户,逐渐开始参与国际工业工程项目的市场竞争。通过建筑行业和工业项目结构设计现状相结合,从绿色建造的理念入手,通过海外工业工程项目的落实和实施,使国内一系列劳动力问题得以缓解,并通过结构设计选型,使项目属地化实施得以实现。
1工业建筑结构设计概述及现状
工业建筑类的建筑物或构筑物主要用于工业生产和为工业生产服务,其设计主要根据相关的机械设备和生产工艺流程进行,根据功能可以将此类建筑物或构筑物分为：仓储建筑、辅助车间、生产车间、动力车间以及其他建筑几大类。
1.1生产车间设计
工业项目及工业建筑的核心便是生产车间,主要从事生产加工、产品备料、生产装配等生产流程的重要场所,同时也是各机械设备放置的设备基础建筑。在生产车间的常规设计中,主要采用多层或单层、混合层的现浇框架结构、剪力墙结构、简仓结构、钢结构等设计。
1.2其他车间设计
其它厂房主要包括建筑物或车间，但不包括生产车间。辅助车间是用于生产车间的服务车间，如工具室、修理室等，一般采用砌体维护结构和现浇框架结构；动力车间是用于整个工厂厂房的能源供应，包括变电所、维修厂及锅炉房等，以及廊道和水池等；仓库车间是用于成品、半成品和原材料的储藏场所，主要采用砌体维护结构和框架结构；其他建筑物，如污水处理、水泵房等，一般采用剪力墙结构。由于主机设备特点及施工工艺等的限制，工业建筑的结构形式通用性差，多样性强，复杂度高。多层、单层或混合层的框架现浇结构在实际结构设计中应用最广泛，以砌体结构为主，剪力墙、筒仓、池体等结构也有使用。
2工业建筑结构设计选型
工厂化建筑的结构选型主要包括结构体系的选择、地基的选择和梁柱的布置。设计者可以根据建筑物的特点、高度、抗震设防烈度等，选择适当的结构体系，如框架结构、矩形结构、砖混结构等，然后确定墙、梁、柱的尺寸和分布等。轻钢结构、预应力钢筋混凝土结构等一系列轻质空间结构被选用来提高建筑物的抗力。在工业建筑的结构设计选型中，必须有效控制裂缝问题。为防治裂缝，设计和施工图阶段应贯穿控制裂缝的思想。对于荷载开裂，应采用“抗”与“放”相结合的策略，“抗”能限制混凝土变形，实现混凝土弹性极限拉拔的提升，强化配筋，在“抗”策略失效或控制开裂费用过高时，可采用“抗”与“放”相结合的策略，科学地设置滑动层、沉降缝、伸缩缝。
2.1重视结构构思
概念性设计是指在施工图阶段，具有工程结构所需的力学知识、材料特性等准确概念，从而有利于整体设计方案的实施，保证施工图设计质量。渗透概念设计可有效地避免工业建筑结构选型时产生的裂缝。产业建筑结构概念化设计是一种新的设计思维，它能有效地将结构总体系统与一系列分支之间的力学联系有机地结合起来，从而设计出经济、安全的结构总体方案。
2.2重视极限状态设计
工业建筑结构必须满足使用极限和承载极限。一般钢筋混凝土构件的内力大于30%时，易产生裂缝，裂缝宽度可保持在0.05~0.1 mm，对工业建筑的结构安全有一定的危害。但在受自重影响的许多工程中，框架结构和梁式结构会出现主拉力裂缝或主拉力裂缝。因此，极限状态设计问题值得重视。
3结构设计选型趋势分析
随着节能环保政策的不断加强,基于节地、节水、节材、节能以及环保几方面绿色建造越来越受到重视,也成为了结构设计选型考虑的重点。另外选型设计还需对海外项目属地化实施率提高进行充分考虑,使劳动消耗率和施工难度得到降低和简化。
3.1建筑新型技术
目前所采用的新型建筑技术为型钢混凝土结构。其主要应用优势为：与混凝土结构相比,结构设计不会受到含筋率的影响和限制,延性好，承载能力大，刚度表现良好，与同规格的钢筋混凝土构件相比，其承载能力提高了一倍以上，抗震性能也有了很大提高；承载能力提高后，型钢混凝土结构截面减小，结构跨度增加，生产作业空间要求得到较大满足；与普通钢结构相比,由于采用型钢与钢结构相结合的方式,使用钢量节约一半；采用型钢混凝土结构,对混凝土强度达到一定标准的等待时间减少,上层施工工期提前，有效缩短了施工周期，有利于提前进行安装工作；施工简便，有利于实现本地化作业，减少人工投入，节省成本。
泡沫混凝土技术目前广泛应用于砌体结构,与传统的气体结构相比较,其具有阻热系统高的特点,其应用优势主要体现在：节能保温效果明显；使建筑的永久荷载降低；腻子找平作业前无需抹灰,使施工成本降低；劳动力资源的扁平化配置得以实现；模板等定型材料的周转次数增加。组装技术的预制型、组配型结构需要结合本地设备的实际情况和工业工程的特点综合考虑，从模块化、集成化等方面进行设计研究，逐步取代新型节能住宅、模块化建筑。传统建筑。其主要的应用优势体现在：单体项目建设周期大幅度缩短；建筑物设计中的规范性限制解除,使设计实现根本性的优化；项目整体劳动生产率得到有效提升。
3.2设计选型趋势
多层或混合层次的生产车间结构在工业建筑中广泛采用,并朝着混凝土与钢结构相结合的方向发展,对传统的现浇钢筋混凝土结构予以取代。对于大型的设备厂房设计,由于受到机械设备特点的制约和限制,结构设计变动较小,另外通过不断加强泡沫混凝土技术的应用,使其逐步取代传统砌体结构。
在其他建筑物和构筑物设计方面,结构选型主要有以下几方面：针对大跨度的单层厂房结构,通常采用的是砌体结构与现浇混凝土结构相结合的方式,目前可通过对传统砌体结构的改进,将其更换为泡沫混凝土砌体结构；针对面积和跨度都较小,并且荷载较轻的结构,比如：控制室、配电室等,结构设计选型可采用新型节能房屋或模块化装箱式建筑,对传统结构类型进行更新和替换。
结束语
工业结构设计应对现有资源进行充分运用,对结构的可靠性、经济性、适应性和安全性得以保障的前提下,加强结构设计选型,使工程建设周期缩短、劳动力投入减少,工业建设绿色化得以实现。目前工业项目结构设计选型正在超前新型节能房屋、型钢混凝土组织结构、泡沫混凝土砌体结构以及模块化装箱式建筑等方面发展,通过加强对结构设计选型的研究和推广,使国际工程的属地化实施得以实现。
参考文献
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