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工业建筑结构设计中的常见问题与解决措施探究

发表时间：2021/4/20 来源：《基层建设》2020年第32期作者：阮柯宇

[导读] 摘要：在现代化社会的发展中，很多工业企业建设规模在不断扩大，并对工业设施提出了更加严格的要求，修建的工业厂房空间越来越大，严重影响着钢结构工业厂房设计工作的有效进行。

        中国空分工程有限公司浙江省杭州市 310051
        摘要：在现代化社会的发展中，很多工业企业建设规模在不断扩大，并对工业设施提出了更加严格的要求，修建的工业厂房空间越来越大，严重影响着钢结构工业厂房设计工作的有效进行。为了有效地解决这一问题，设计部门需要深入分析工业厂房设计问题，针对设计思路、设计技术进行优化设计，促进工业厂房建造技术的快速发展。
        关键词：工业建筑结构设计；常见问题；解决措施
        1工业建筑结构设计的内容
        结构设计是工业建筑设计的重要环节，工业建筑的结构设计应满足环保、美观、经济与功能等方面的要求。工业建筑中的结构设计共包括4个环节，分别是方案设计、构件设计、结构分析和施工图绘制等。在设计过程中，应重视每一个环节，使结构设计与施工质量得到保障。
        2建筑结构设计需要满足的要求
        建筑结构就是工业建筑的骨架，通过一定的连接方式构成整体，安全可靠地承受并传递各种载荷和间接作用。因此，建筑结构设计最基本的目的是确保建筑物的安全使用，即在有限的使用期限内最大限度地满足人们对建筑物的各种功能需求。通常情况下，建筑结构设计必须要满足的要求包括：
        1）确保建筑物在施工过程中以及使用过程中的整体稳定性，即建筑结构要有较高的承载力和安全性。安全性是建筑工程建设发展的灵魂，尤其对于工业建筑，若存在安全隐患，会直接影响工业生产，甚至威胁使用者的人身安全。2）随着时间的推移，建筑可能会出现一些病害，要确保在正常的维护条件下能够保持较长的使用年限。3）保证建筑物的质量，使建筑物在有限的使用期限内正常发挥各项功能，满足人们的生产和生活需求。
        3工业厂房建筑结构设计存在的问题———以钢结构厂房为例
        3.1不注重整体布局
        在工业厂房实际设计过程中，设计人员需要注重整体布局，全面考虑各项设计方案。钢结构厂房是现代生产的重要场所，也是生产企业布局的关键，设计人员需要充分考虑厂房的实际要求和特点，如面积、气候等，确保厂房和企业其他建筑的协调存在。但是，很多设计人员无法全面考虑工业厂房设计，导致工业厂房和其他建筑位置出现一定的矛盾，如工业厂房和居住区域距离比较近，厂房会产生很多噪声、有害气体，直接影响着周边居民的身体健康和工作效率。
        3.2精确度不够
        在钢结构设计中，荷载取值的准确性直接关系着钢结构计算结果的准确性。但很多设计人员的工作态度不够严谨，无法确保荷载取值的准确性，引发支撑物安装位置不合理、墙体厚度不满足要求等问题，很难确保钢结构整体的稳定性。
        3.3结构不合理
        在工业厂房设计中，设计人员不注重成本控制问题，直接影响企业的综合效益。例如，钢结构工业厂房设计缺乏一定的合理性，未按照设计要求安装承重结构部位，极易造成资源浪费，会影响工业厂房的整体质量和安全性，严重的还需要拆除重建，增加返工次数及项目成本。
        3.4设计勘察存在问题
        工业建筑设计前，要全面做好现场勘测，根据勘测的数据，为工业建筑设计提供充足条件。建筑行业的飞速发展推动了经济建设，当前，建筑工程规模越来越大，工业建筑的功能也越来越齐全，在满足基本生活需要的前提下，更多综合功能的工业建筑出现在人们的生活中。为了保证设计的合理性，则需要工业建筑建筑设计工作人员科学开展调研。在实际勘测工作中，还存在一些问题，影响到了工业建筑的设计质量，建筑工程设计过程中，设计和实际场地存在偏差的现象时常存在。导致这种情况的成因是建筑结构设计人员没有现场做好勘测，设计期间并未深入到施工现场。一些设计依据开发人员提供和介绍的资料进行，很多重要的数据并不准确，存在数据不精准的情况，那么，最后的设计方案就是不合理，更不符合现场需要，影响了建设质量。

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        4工业厂房建筑结构设计优化要点分析
        4.1屋盖支撑体系设计
        屋盖支撑体系设计涉及生产车间的高度、跨度、屋盖架构方式、吊车设立、吨位等。一般屋盖架构都需要设置纵向支撑，在厂房屋架距离20m或内部设立大吨位吊车、大规模振动装置，这时需要设立垂直方向支撑，合理地设置屋面坡度。
        4.2立面设计
        在工业厂房立面设计过程中，设计人员需要从颜色分布、形状设计、规模等方面，优化厂房的外观环境，还需要注重颜色搭配。例如，在入口位置选择跳跃性颜色，确保入口的立体性和清晰性，这样工作人员才能够进入工作状态。同时，设计人员可利用采光板装饰厂房，还可以代替窗户，避免破坏工业厂房的线条、整体性，突出现代化气息。
        4.3防火设计
        现阶段，工业厂房普遍选择钢结构。钢结构耐火性能相对薄弱，设计人员必须做好防火设计，可以在钢结构表面刷涂防火涂料，提高钢结构的耐火性能，避免钢结构受高温影响出现结构变形问题。另外，设计人员需要优化平面布局，合理地进行分区，设置消防通道、隔离区以及疏散通道等。
        4.4抗震设计
        在钢结构工业厂房施工过程中，会出现很多问题，如钢结构稳定性无法满足施工要求，影响工业厂房结构的稳定性，在出现地震的情况下会出现厂房倒塌问题，威胁工业厂房的安全性。因此，设计人员需要深入分析地震带来的影响，既要合理连接钢构件，又要确保工业厂房的抗拉强度，做好节点设计工作，提高钢结构厂房的抗震能力。
        4.5做好工业建筑现场勘查设计工作
        为了全面提高工业建筑结构质量，则需要充分做好现场调研，以实际情况出发，做好整体结构设计。对现场的把握与控制是关键，那么，设计工业建筑结构前，相关设计人员要进入到施工的现场，对工业建筑工程施工现场做好数据提取，根据工程量情况，对工程施工现场做实地的勘测勘查，这样，设计的工业建筑结构才能与现场相符，提高建筑整体结构稳定性、科学性。合理选择使用设备仪器，通过先进的设备，做好建筑工程现场数据测量，提高勘测作业水平，根据仪器所得到的数据，为最终的设计提供保障。要对现场所得到的数据进行科学分析，做好相应研究，把握好周边环境与当地气候，依据工程现场建筑和周边环境的实际布局，合理开展结构设计，确保建筑结构设计合理和科学。
        5工业厂房建筑结构设计实例分析
        某家纺公司钢结构生产车间，其属于单层门式钢架结构，建筑总高度7m，净高度6m，建筑总面积1116m2，跨柱20m，柱距6m，屋面形式是双向坡屋面，建筑设计基本风压为0.3kN/m2，基本雪压为0.35kN/m2，地面粗糙度类别为B类，基础形式为独立基础，钢架采用Q345钢。在厂房实际使用时使用功能没有发生变更，未出现火灾、使用荷载过大、结构大修等问题。
        在钢结构生产车间实际设计中，设计人员需要深入分析建筑设计的相关规定，并考虑各项影响因素，根据建筑设计要求进行设计优化，设计出多元化的结构方案。设计人员以及委托企业进行共同探讨，然后选取最为合适的厂房建筑结构方案。在这个过程中需要考虑厂房的功能性和经济效益[3]。除此之外，在结构设计过程中，还要利用现代化的计算软件，保证厂房建筑结构设计的准确性，从细节上控制厂房建筑结构设计的合理性。
        结束语
        工业厂房建筑结构设计包含多个学科的理论内容，设计内容、设计环节具有一定的复杂性，设计人员需要总结更多的建筑结构设计经验，引进现代化设计理念，针对传统的工业厂房结构设计方式予以优化、创新，严格按照设计原则进行，确保建筑材料选择、结构布局的合理性，还需要注重各项设计优化工作，尤其要注重钢结构设计，从抗震设计、防火设计等方面确保工业厂房建筑结构的安全性和稳定性，提升工业厂房的整体质量。
        参考文献：
        [1]朱君涛.工业与民用建筑中建筑结构的屋面防水[J].居舍，2019（36）：74.
        [2]周昌富.工业建筑结构优化设计分析[J].工程与建设，2019，33（06）：902-903.
        [3]万仁华.浅谈工业建筑结构设计选型发展趋势[J].江西建材，2019（10）：44+46.