馮雪花

(中昊（大連）化工研究設計院有限公司 116023)

淺談工業(yè)建筑結構設計中需注意的問題

馮雪花

(中昊（大連）化工研究設計院有限公司 116023)

伴隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術、工藝不斷發(fā)展更新，工業(yè)建筑的結構體系也愈發(fā)復雜化，建筑整體布局呈現(xiàn)多樣化形態(tài)，這對設計者提出了更高的要求。鑒于工業(yè)建筑結構涉及多方面知識，它成為近年來需要加以重視和探究的一線課題。筆者基于多年的工作實踐，分析了工業(yè)建筑設計需注意的要點。

工業(yè)建筑 結構設計 發(fā)展趨勢

引言

工業(yè)建筑在建筑設計領域占有舉足輕重的地位，它具有一般建筑的共性，但在設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)建筑設計作品，既要滿足庫存、運輸、設備安置等生產(chǎn)要求，還要能提供適宜的勞動環(huán)境。

1.工業(yè)建筑設計中需注意的問題

工業(yè)建筑的受載情況復雜，這對諸多構件的材料和結構組合提出特殊要求。同時工業(yè)建筑具有大量的預埋件，一有遺漏就需要立即在現(xiàn)場進行修補，不僅增加了成本，而且放慢了施工速度。以下對現(xiàn)場施工中遇到的問題，結合筆者設計經(jīng)驗，簡要論述結構設計應注意的一些問題。

1）地基

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、條形基礎、彈性地基梁等。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，所以一般把地基設計為樁下條形基礎[1]。從設計角度而言，混凝土標號應符合結構耐久性要求（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。砌體結構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，如果基礎的翼緣板采用緩坡形式，應注意坡角不可過于陡峭，否則施工工藝性較差。

2）梁和板件的合理設計

工業(yè)建筑受載較大，為保證強度要求，常把梁和柱的截面積設計得較大，鋼筋粗而密，給施工造成不同程度的困難。某些設計人員為了控制截面高度，將配筋率提高到2.5%，實際中很難做到這一點。如果鋼筋分布過于稠密，在梁柱結點區(qū)，混凝土很難澆注密實，無法插入探棒，造成鋼筋嚴重移位，留下安全隱患。在設計時，應首先考慮增加截面高度，降低配筋率，在特殊場合可適當增加截面寬度。為了方便施工，盡量避免在梁柱交接處出現(xiàn)大量鋼琴堆積的情況。在沒有特殊載荷的情況下，配筋率應小于1.7%，利于梁結構塑性鉸的形成，提高抗震性能。

挑梁的自重相對總載荷比較小，做成變截面對減輕自重貢獻不大，所以應盡量將挑梁做成等截面形式。在計算挑梁鋼筋率時，應預留合適的安全系數(shù)。當挑梁載荷大、懸挑大、撓度大時需適當加大底筋。砌體結構挑梁深入墻體的托梁長度應滿足構造要求，并計算抗傾翻臨界條件。

過梁的設計可以按標準圖選用，但要在施工圖中特別標明選用方法和具體圖號。如果門窗洞口較大或過梁作用有集中力時，應通過具體計算驗證過梁的受力強度。在設計時，盡量將過梁與圈梁整體澆注，既便于施工也利于抗震。過梁的鋼筋不可配置過小，以充分考慮地震時過梁墻體出現(xiàn)裂縫而無法形成支撐的作用。

現(xiàn)澆板配筋多借助軟件自動生成，例如常用的PMCAD。這樣可以加快速度，減少筆誤。在計算配筋時，應考慮塑性變形重分布，將板上筋應力乘以0.8—0.9的折減系數(shù)，將板下筋乘以1.1—1.2的放大系數(shù)。如果按彈性力學理論計算雙向板鋼筋應力，結果偏于保守，不必再人為放大。在給砌體結構的板件進行配筋時，要注意支撐在外墻的板負筋不宜過大，否則會對磚墻產(chǎn)生過大的附加彎矩。

板配筋盡量采取大直徑大間距形式，間距值不小于200毫米，板上板下鋼筋宜均勻分布，直徑類型不宜過多。在設計時，要注意將現(xiàn)澆挑板陽角配置輻射狀附加筋，同時要對現(xiàn)澆挑板陽角的板下配置斜筋。

3）柱形件的設計要點

工業(yè)建筑結構設計中，軸向受力構件的應用極為廣泛。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計算長度。

支撐桿件的結構通常設計為單拉桿，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。單桿設計目前處于主流地位，也即在前后片桿件之間不設置綴條，這樣便于架設中間穿行管道、樓梯和參觀走廊。

4）樓梯的設計

工業(yè)建筑中的機房、宿舍和辦公場所等生活區(qū)建筑樓梯多采用板式結構，既美觀大方也方便施工。但要給梯梁和梯板之間留下足夠的高度，尤其是建筑入口處。梯段高度差不大于20cm，避免絆倒。休息平臺與梯段板平行方向的上部筋應拉通，且與梯段板的配筋相配合。特殊條件下，例如板式樓梯跨度大于五米，不容易滿足撓度，則要施工圖中特別注明加大反拱。第一段梯板的基礎要考慮沉降，必要時需設置梯梁增強穩(wěn)定性。

5）預埋件的合理埋設

工業(yè)建筑是一個載體，其中安裝有各種設備，這就需要很多預埋件。在施工圖中，設計人員要在結施圖中明確標明預埋件的大小規(guī)格和定位尺寸。某些單位在結施圖中漏掉樓梯埋件，需在現(xiàn)場補埋，費時費力。技術交底時，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)建筑筒體結構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。

2.鋼結構設計要點

工業(yè)建筑中鋼結構較為常見，鋼結構的設計也應具有良好的工藝性，方便施工和檢修。例如某工程設計，采用輕型門剛結構設計堆棚，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構，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。另外在結施圖中要特別注意鋼結構防銹處理、制作安裝工序。

節(jié)點構造設計在鋼結構設計中很重要，桿件設計（桿件內(nèi)力分析）與節(jié)點設計（節(jié)點構造分析）是鋼結構設計的主要內(nèi)容[2]。鋼結構的安全性在很大程度上取決于節(jié)點的構造設計。節(jié)點設計要力求構造簡單、傳力可靠、受力明確、工藝性良好。節(jié)點連接設計最好設定10%—15%的安全系數(shù)。應力較小的構件，其連接焊縫長度通常大于120mm。在工業(yè)廠房鋼結構設計中，這些都是至關重要的。施工時不能隨意加大桿件截面，以免破壞節(jié)點構造的安全性。

結語

在進行工業(yè)建筑設計時，安全性、耐久性和實用性是設計基本原則，這要求設計人員一定要嚴格遵守相關國標和設計規(guī)范，深入理解各個工藝流程，全面細致的考慮各方面影響因素，不斷優(yōu)化建筑構造，實現(xiàn)工業(yè)建筑經(jīng)濟性和技術性的統(tǒng)一。同時，設計人員要響應發(fā)展潮流，努力發(fā)掘先進技術和新的設計思路，不斷提高工業(yè)建筑的質(zhì)量。

[1]何俊奎，郭義峰等. 淺談工業(yè)建筑結構設計中應注意的一些問題[J]．四川建材，2007，5：219—220．

[2]蘭文清. 鋼結構工業(yè)廠房設計中應注意的問題[J]. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟, 2008，（8）：199-201.

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1007-6344（2015）04-0157-01