工业建筑设计中需注意的问题分析

发表时间:2021/1/27   来源:《城镇建设》2020年10月第30期   作者:孙驭墨
[导读] 工业建筑设计相比于常规的建筑设计有其复杂性和特殊性,是建筑设计体系中的重要分支。

        孙驭墨
        浙江省机电设计研究院有限公司 浙江杭州 310051

        摘要:工业建筑设计相比于常规的建筑设计有其复杂性和特殊性,是建筑设计体系中的重要分支。本文首先从图纸规范、梁柱设计等角度分析工业建筑设计常见的问题,此后说明工业建筑设计的要点。
        关键词:工业建筑设计;问题;分析
        
        引言:工业建筑设计本身具有复杂性、专业性强的特征,需要设计人员考虑多方面因素。工业建筑设计中需要注意多方面的问题,因此在实际设计工作中需要注意各项问题和要点,保证工业建筑设计的质量。
        
        一、设计问题分析
        1.图纸规范。工业建筑设计对图纸标准要求较高,在工业建筑施工前需要设计规范的图纸,在设计图中需要精确清晰体现建筑的布局以及实际结构,发挥其在工业建筑施工中的指导作用。
        2.地基设计。工业建筑通常具有结构复杂且施工范围广的特征,对结构设计工作提出更高要求。地基设计在工业建筑设计中处于核心地位,在地基设计前需要落实工程现场的实践情况,结合地基设计的相关理论确定地基设计的基本理念和具体形式。例如在地基设计中需要确定荷载因素,在地上建筑荷载量偏大的情况下可以选择独立地基方式,也可以选择桩基、条形基等地基设计类型。地基设计中还需要考虑混凝土材质,保证选择混凝土具备持久工作性。
        3.梁柱设计。工业建筑需要保证一定强度,因此对工业建筑的梁、柱性能提出较高要求。通常情况下选择扩大梁柱结构横截面的方式提升工业建筑强度,同时意味着对配筋的大量使用。该方式切实提升工业建筑的承载性能,但是同样提升工业建筑的施工难度;在工业建筑设计中,部分设计人员未建立对工业建筑配筋的正确认识,经常选择相对较高的工业建筑配筋率,导致工业建筑施工难度提升;现场施工环节中很难落实工业建筑设计的配筋率要求,最终影响工业建筑的承载力。此次工业建筑设计中未能合理控制钢筋的密度,导致实际施工中混凝土浇筑难度偏大,进而导致探杆深入困难、钢筋偏移等现象,降低工业建筑的使用安全系数。
        4.柱形件设计。轴向受力构件是工业建筑设计中的关键要点之一,设计中通常秉承经济实用的原则,选择钢管混凝土柱作为柱形件;同时在设计中也经常选择工字钢、钢管、角钢等材料,建立完善的型钢格构柱。根据柱形件设计的具体情况,截面柱的设计通常选择缀条式和缀板式腹杆。在设计中需要合理控制工艺因素,在保证施工工艺不超出现场要求的情况下酌情添加纵向系杆,在提升柱形件设计合理度的同时减少厂房柱长度。
        5.楼梯设计。工业建筑体系是非常复杂的,不仅要考虑到生产厂房的结构,还需要考虑服务器机房、职工生活区、管理部门办公区等结构。上述区域通常采用常规的板式结构,因此需要考虑楼梯设计因素。首先明确板式结构的选择能够兼顾建筑的基本特征以及现场施工的实际需求,在具体设计中则需要考虑人员密度等因素,在人员相对密集的区域则需要合理控制楼梯各梯段之间的距离。在部分楼梯设计方案中存在梯段间距过大的现象,容易引发人员绊倒现象;通常情况该距离应≤20cm,从而保证人员要素的绝对安全。楼梯设计中还应考虑楼梯简板结构的跨度参数,若该参数>5m则判定其不满足现场施工的条件,在楼梯设计中应强调说明。
        6.框剪结构设计。抗震设计是工业建筑设计的重要因素,在传统抗震设计中多应用梁端塑性铰,但是框架结构底端是无法避免塑性铰现象的。

当前施行的工业建筑抗震设计规范涉及到对塑性铰现象的控制,具体为获取底部柱界面的弯矩,并将其与放大系数作乘积处理。但是该处理方式与工业建筑框架结构设计的吻合度不确定性较高,不能直接套用在工业建筑的框剪结构设计环节。框剪结构是框架结构与剪力墙的集合体,剪力墙在工业建筑的防震体系中承担第一道防线的职责,当工业建筑所在地发生地震时,剪力墙是最先受到破坏的。因此在工业建筑抗震设计中可以巧妙利用框架与剪力墙间的相互作用关系,将剪力墙四周布局梁柱并发挥框架的约束作用;当剪力墙因为地震被破坏后仍能够承受一定荷载,从而保证工业建筑结构的稳定性。由此可见框剪结构的设计有效应用框架与剪力墙的相互约束关系,提升工业建筑结构稳定性并提升其抗震性能。
        
        二、设计要点阐述
        1.钢结构。钢结构在工业建筑设计中占据主导地位,优质的钢结构设计则直接决定工业建筑设计质量。钢结构设计的要点在于杆件和节点连接,基于提升工业建筑钢结构稳定性的目的,需要妥善设计钢结构中的节点连接部位。在设计钢结构的阶段时需要保证设计的工艺,在保证结构稳定的同时凸显简化结构的理念;节点的设计还应当明确受力因素,保证钢结构的稳定性。
        2.后浇带。后浇带的设计需要考虑宽度、位置等多种要素,通常情况下后浇带宽度以90cm±10cm为宜,且后浇带应当布局在工业建筑结构的各个层次,布局时注意每个层次的后浇带应在相同的位置。后浇带的设计主要起到控制温度因素的作用,通过对环境温度的调节保证工业建筑结构周围温度的稳定性,避免工业建筑因为温度的剧烈变化发生膨胀或收缩现象,进而实现混凝土结构稳定度提升的效果。后浇带设计中还应当注意后浇带的断面,结合工业建筑所在位置的水位因素酌情设置防水板。
        3.结构概念。结构设计是工业建筑设计的关键点,也是决定工业建筑结构材料性能的重要因素。在工业建筑设计前需要建立正确的概念,从根本上保证设计方案以及设计图纸的方向准确性。工业建筑设计也是对设计者综合设计素养的全面考验,设计人员在构建工业建筑设计方案时需要秉承综合性、全面性思维,保证工业建筑方案具有较强的实用性和实践性,并从把根本上避免设计方案出现质量问题。概念设计着重强调各部件与整体结构之间的关系,充分体现工业建筑设计的综合性思想,也是工业建筑设计未来的发展趋势。
        
        结束语:工业建筑设计是决定工业建筑质量的根本因素,设计部门应当注意工业建筑设计中常见的地基设计、楼梯设计等问题,注意钢结构设计、后浇带设计等多项要点,力求提供更优质的工业建筑设计成品。
        
        参考文献:
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