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经济的不断发展,现代化工业生产的施工工艺和技术也在不断更新,原本单一功能的厂房现在逐渐成为了多功能厂房,工业建筑结构也在朝着多样化的方向发展。另外,结构设计的要求也越来越高,越来越复杂,这样的情况导致设计人员在设计时难免会出现一些错误,所以要求设计人员需要不断地检查和审视。本文主要通过工业建筑结构选型的原则、工业建筑结构设计中常犯的错误以及对错误的分析进行了详细的探讨。
关键词:
工业建筑;结构设计;分析;错误
1引言
在工业生产中,为了顺应工业生产以及建筑工艺更新的速度,越来越多的综合性厂房出现在人们的视野中,这种综合性的工业厂房对结构的要求也越来越高,所以工业建筑结构设计就显得比较重要。工业建筑也因为其结构的复杂性,构件以及预埋件较多等,设计人员在设计时极易出现各种错误,不仅给施工带来不便,也给业主带来麻烦,甚至会影响结构的稳定性和安全性。
2工业建筑结构选型的要点
在工业建筑结构设计的过程中:①要确保建筑能够灵活地应对各种生产内容以及设备的改变。②建筑物以及设备要确保经久耐用,并且保证设计不超过工业建筑的预算价格。所以,只有合理的选择建筑结构的类型,才能做好工业建筑的结构设计工作,结构选型应该具备以下几个要点:(1)预应力混凝土装配式钢结构应该作为首选目标,没有特殊要求的情况下也可选用现浇混凝土结构。(2)以下情况应该采用砖混结构:建筑结构跨度不大于15m,柱距不大于4m的单层厂房,且柱顶的高度不大于6.5m无吊车的厂房;吊车起重量小于等于3t的轻级、中级工作制厂房。
3关于结构设计在施工中遇到的问题
①结构的设计人员没有与其他设计人员(比如工艺设计人员)沟通协调好,这样的情况会导致工艺设备和基础的距离相对较近,从而增加了施工的困难也导致设备基础在运行的时候会给主体基础带来影响。②结构设计人员在设计时没有考虑工业厂房防火防爆的特殊要求,对于有特殊要求的厂房应该设计成敞开式或者半敞开式。结构设计中在这一方面经常遇到的问题就是忽视了防爆厂房的泄压面积。若是泄压面积达不到规范规定的要求,将会给以后的结构设计工作造成很大的麻烦。③预埋件布置的问题,许许多多的工业厂房经常在梁上面预埋吊环,但是对于这一方面的工作,设计规范根本达不到要求,所以这也是结构设计在施工中常常遇到的问题。
4关于工业建筑结构设计的常犯错误分析
4.1梁扭矩折减系数取值错误
现代化的工业厂房,尤其是化工厂房,因为吊装设备非常多,而且楼面的开洞较多,很多设计工作人员为了避免麻烦,经常用PKPM软件中的SATWE模块进行配筋计算,但是,梁扭矩折减系数不应该选用PKPM软件中的默认值,应该按照楼面开洞的大小程度进行选取,范围一般在0.4~1.0之间进行选取。
4.2活载组合值系数取值错误
PKPM软件中SATWE模块活载组合值系数的默认值是0.7。按规范要求许多建筑的活载组合值系数应该选用0.7,但是有些建筑的活载组合值系数不是0.7,比如,仪器的生产车间、棉纺织造车间等选取0.8,仓库的库房、电梯机房等选取0.9,金工车间、半导体器件车间以及粮食加工车间等选取1.0,设计人员应该按照厂房的实际情况对活载组合值系数进行选择。
4.3结构设计在施工方面的常犯问题分析
(1)工艺设计者和建筑结构设计人员没有进行充分的沟通与交流,导致在施工过程中,工艺设备的布置距离基础非常近,在一定程度上使得两基础之间发生冲突。因为设备基础若是和建筑结构基础的距离太近,就会导致施工的困难程度加大,而且会对建筑结构基础产生一定的影响,所以,那些振幅过大或者重量过大的设备不要离建筑结构基础太近,从而防止造成无法正常使用的情况。
(2)没有合理选择预埋件的位置。预埋件的位置通常是在梁上方埋置一半,然后在楼板下埋置一半。工业厂房是一个综合性的建筑,里面需要安装各种各样的设备,因此需要布置很多的预埋件。在布置预埋件的时候,应该结合有关的设计图纸合理安排预埋件的位置。建筑结构设计人员应该对结构有关的图纸进行全面仔细的审查,一旦发现预埋件的布置有不合理的地方,就要及时的与施工人员进行协商调整。另外,结构设计人员应该在图纸中给出预埋件的尺寸以及规格。楼梯预埋件是施工时常常被忽略的地方,所以结构设计人员一定要在设计图纸中明确指出,如果造成忽略现象,施工时需要补埋,浪费时间浪费力气。在进行技术交底工作时,应该向施工单位明确指出预埋件的应该达到的要求。最后一点,预埋件要具备一定的承压能力,而且对于预埋件的安装工作不能敷衍了事,否则会导致日后的结构设计工作难以进行。
(3)结构设计中有四个支脚的设备,错误地把总设备荷载四等分,把每一等分当作每个支脚的应该承受的荷载。因为施工的缘故,支脚的支撑面应该不在同一个高程上,所以设备的支脚可能不是四个支撑面,而是三个支撑面或者两个支撑面,因此计算每个支脚的设备荷载时,正确的做法是将总的设备荷载三等分或二等分。
(4)没有对工业厂房防火防爆的要求进行充分的考虑。结构设计人员在进行设计工作之前应该对厂房的功能进行了解,若是厂房在使用过程中存在爆炸的可能,那么厂房就应该设计成成敞开式或者是半敞开式的厂房。对于存在特殊用途的部分厂房,应该设计成全封闭的,这种情况下一般会忽略防爆厂房的泄压面积问题。如果泄压面积达不到规范规定的要求,就会给后期工作带来麻烦,而且这些问题处理起来也非常困难。所以,在设计全封闭式厂房时,应该充分考虑有没有充足的泄压面积,并且要多安装一些窗户。如果是地下建筑中的地下锅炉这一类的的防爆厂房,要特别留意泄压面积的充足性。除此之外,就是防爆厂房泄压设施的选择,一定要选择可以脱落的、轻巧的窗、门及其屋盖,泄压设施应该选择在爆炸源的周边,一定要远离人集中的地方和不占用通道的地方,并且要均匀分布。所以,在结构设计时,一定要考虑厂房的防爆设计,在防爆厂房的设计方面一定不能出现错误,一旦出现错误就会造成无法挽回的局面,因此在设计防爆厂房泄压面积时,要做到充分考虑。
(5)在进行结构设计的过程中,结构设计人员的缺乏一定的经验,没有考虑和排水设计人员协调工作,常常忽略要留出一定的孔洞,这样的情况下往往会给以后的安装工作带来困难,严重时还会对建筑物的使用产生巨大的影响,特别是室内排水的情况。所以,如果要使排水管道可以顺利的穿过基础,通常会采取下面两种措施:一种是适当降低基础梁顶高程来达到室内排水的要求,另一种是基础梁中应该预埋相应套管。
(6)没有考虑电缆沟的防水工作。变配电所里面的每个房间都具备复杂性极强的电缆沟。针对室内的电缆沟,若是埋置深度不是很深,地下水位也没有那么高,地面也没有明显的沉降,我们就可以利用混凝土地沟,分别在混凝土沟的沟壁沟底做好防水处理工作。相反如果地面的沉降明显,并且很可能发生不均匀的沉降,地下水位太高,这时候我们应该选用钢筋混凝土地沟。
5总结
工业结构设计中出现错误是很正常的现象,但是我们应该采取措施进行补救,防止结构出现质量问题。为了确保结构的安全性、适用性、耐久性,合理的结构设计是目前的主要任务。工业结构设计过程中,首先应该保证合理的选择结构的类型,然后是要根据结构设计的实际情况选择适当的计算系数,与此同时,也要符合相关的规范要求。结构设计人员在设计过程中应该全面考虑,不放过每一个细节,严格遵守相关的设计要求,研究和分析可能存在的设计问题,以及预先做好出现问题时应该采取的措施,只有这样,在以后的结构设计中才不容易出现这样或者那样的问题,才会使施工的质量得到保障,才会使施工得以顺利地进行,缩短工期。本文对工业建筑结构设计的常犯错误进行了简单的阐述和探讨,希望可以给相关设计人员带来一些启发。
作者:黄建华 单位:广西壮族自治区工业设计院
参考文献
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[4]张润锋.浅谈工业建筑钢结构的应用与设计[J].建材与装饰,2012(8):22~26.
关键词:工业建筑;结构设计;常见问题;措施
1工业建筑结构设计常见问题
1.1设计规范面临的问题
虽然我国工业建筑结构设计领域取得了长足的进步,但是所设计标准仍然不够先进,无法满足新时期工业建筑项目需求。设计标准滞后导致设计规范也存在一定不足,工业建筑结构设计中存在不少问题,若未及时解决这些问题,必定会对建筑质量产生影响。此外,由于技术方面因素的影响,多数工业建筑施工技术与安装技术缺乏先进性,难以达到预期效果,导致工业建筑的建设效果与设计效果相差甚远。
1.2结构选型面临的问题
结构选型直接决定了建筑空间分布、使用功能,影响着建筑外观形象,因此在工业建筑结构设计中应充分考虑建筑的结构选型。同时,建筑结构不是主观存在,在建筑设计时建筑结构必须要符合建筑逻辑。
1.3设计人员面临的问题
目前,从事有关工业建筑结构设计的设计人员专业知识有限,使得工业建筑的设计水平难以及时有效地提升。另设计人员对各行业的生产流程以及各类型材料性能、特性不了解,不熟悉,导致建筑建成后最终效果与设计图效果存在较大的差距。
2工业建筑结构设计水平的优化策略
2.1工业建筑结构设计中类型选择
由于生产容量与应用设备发生改变时会产生一定的变化,因此在工业建筑和设备应用时间要标准化,工业建筑结构设计和原有工程结构投资预算要相互吻合。建筑结构建类型的选择也相当重要。在建筑结构设计中,施工材料合理的选择,将其在化学成分、力学功能上达到国家的标准规定。在工业建筑结构设计中钢筋混凝土结构及钢结构被广泛应用。其中钢筋混凝土机构施工中,由于建材易获得,所以其施工较为便捷。此外,由于该材质具有耐火和耐腐蚀的特点,因此在施工现场浇筑和预制环节较为便利,在工业建筑应用中较为广泛;采用钢结构类型能够降低工程成本,缩短工程建设的进度,在实际结构设计中,生产空间较大,因此常会采用钢结构。
2.2满足工业建筑工程生产工艺需求
在生产流程工业建筑结构设计中,需要处理好施工工序和生产两者之间的影响。而通道排风设计也较为重要,在生产过程中常会散发一定的热量和灰尘,这时通风问题就显得尤为重要;还需要对隔声带设计进行有效管理。只有这样才能保证整个工业建筑生产不受到影响。
2.3科学合理的布置空间
首先,需要对建筑总面积进行合理的布置,并根据相关生产工艺和流程做好工业建筑结构选址。做好生产运输管道之间的分布关系,布置公用设备;其次,在工业建筑结构设计过程中,还需要对生产空间中不同功能的厂房进行合理设计,例如公用设施的配置,以及生产辅助设施等;最后,为保证相关企业工作能够顺利进行,还需要对工业建筑设厂区域进行合理划分,并做好公用设施的安排。
2.4工业建筑结构防火设计
首先,在对工业建筑进行防火设计时,对建筑内部进行分隔,并且使用良好耐火性的隔板进行分隔,这样可以有效控制火势的蔓延,是设计师经常使用的方法之一。合理的设计工业建筑内部的防火分区,以墙、门以及水幕带等多种方式相组合,对建筑内部的空间进行有效分隔,从而对提高工业建筑的防火性很大的帮助;其次,工业建筑的耐火能力与建筑部件的耐火等级高低是离不开的。使用防火涂料对部件进行喷涂以部件的耐火能力,把梁柱节点作为重点喷涂,尽量选用厚浆型的防火涂料进行喷涂,以增强钢架结构的热绝缘性,提高工业建筑的耐火性。用无机的防火板对建筑使用的大型钢件进行包裹式覆盖,以此来降低钢件的导热性能;最后,强化报警系统和自动灭火装置,保障消防、安全通道的畅通。主要内容:①在火灾报警系统上,要在敞开火灾封闭的楼梯间单独划分探测区域,火灾探测器每隔2层或3层放置一个,有效及时的获取火灾情况;②灭火器是必不可少的,在火灾刚发生时能够有效控制火势的蔓延;③安全疏散通道要保持畅通,每个工业建筑在设计时安全疏散通道都是必须要考虑到的,有效的降低火灾伤亡率。而且合理设计逃生通道标志,疏散通道上要设置紧急照明、疏散方向的指示灯和安全出口灯。帮助处于危险中的人群指引逃生方向,帮助被困人员及时逃脱危险。另外消防通道的畅通也必须要保证,这对于消防人员及时控制火势,安全解救受困群众有着非常重要的意义。
2.5防腐蚀设计
首先,合理设防的前提是对生产过程中的腐蚀性介质的特性要有一个详细的了解,掌握其腐蚀的原理,从而更好的明白该腐蚀属于什么等级。一般情况下,根据腐蚀程度分为:强腐性、中腐性、弱腐性、微腐性4个等级。生产实际需求是对对防腐蚀工程进行合理设防的重要依据。生产厂家一定要提供真实准确的数据,才能设计出符合实际情况的设计方案;其次,除了要做好耐蚀性的控制,防渗性和整体性也是防腐蚀结构设计中需要注意的两个方面。它们对防腐蚀工程的功效也起着非常大的作用。一般情况下,大多的防腐蚀工程都会采用沥青、橡胶这类材料作为防渗隔离层,这是因为这类材料对于防腐蚀工程的防渗能力有很好的保证;最后,设计人员在对涂料防护进行设计时,对涂料防护的设计应该考虑到涂层之间的结合,尽量选用涂层之间能够结合良好的品种配套,并具有较强的附着力。要想设计出好的设计作品,相关的设计人员必须要掌握丰富的业务知识,熟悉防腐材料的性能,只有这样才能保证设计作品能够合理有效的进行防腐。
3结束语
总而言之,在工业建筑结构设计过程中,经常会遇到难以解决的问题,严重影响了设计工作的进一步开展。而文章则通过对工业建筑结构设计常见问题的研究与探讨,提出了具有针对性的解决措施,希望能够全面提高工业建筑结构设计的质量,从根源上杜绝设计质量问题的发生,实现国内工业建筑的可持续发展。
作者:时猛 单位:中国石油工程建设有限公司
参考文献:
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[3]朱善春.工业建筑结构设计常见错误分析[J].工业建筑,2006,(S1):95-96.
【关键词】工业;建筑结构;结构设计;体会
中图分类号:TU318 文献标识码:A
一、前言
随着我国的经济发展,工业经济得到了飞速的发展,工业建筑中的工业厂房的设计向着大跨度、大柱距和大吨位方向发展。本文结合笔者在工业建筑钢设计过程中的体会,总结出了一些设计中应该注意的问题,以便供同行业参考。
二、工业建筑结构设计基本原则
1.钢材选用
通常情况下受力构件采用Q235.B或Q345一B钢,平台板、梯子和栏杆采用Q235-A钢,吊车梁采用Q235-C或Q345-C钢。Q345钢力学性能和化学成分应符合国家标准GB/T 1591—1994的规定,Q235钢力学性能和化学成分应符合国家标准GB/T 700-2006的规定。特殊结构采用特殊钢材,例如高炉炉壳采用BB503钢,热风炉炉壳拱顶采用BB41-BF钢,转炉平台及防护板采用铸铁板等。
2.焊接及螺栓
焊条:手工焊时,当母材出现Q235-A,Q235-B时,对于焊缝质量等级要求为一级的焊接须采用E4315或E4316型焊条,其他情况下的焊接可采用E4301或E4303型焊条。焊条的性能必须符合GB/T 5117-1995。Q345-B与Q345·B的焊接采用E5015或E5016型焊条,焊条的性能必须符合GB/T 5118—1995。自动焊或半自动焊时,Q235-B与Q235-B或Q235-B与Q345-B的焊接采用H08A焊丝,并配以相应焊剂;Q345-B的焊接采用H08MnA焊丝,并酉己以相应焊剂。焊丝技术条件应符合GB/T 14957—14958-94。
BBS03,BB41-BF钢材焊接应配以相应的焊丝、焊剂,施工单位对BB503,BB41-BF钢材的焊接方法及焊接工艺必须在施焊前进行焊接实验,在取得合格的焊接工艺实验结果后,方可进行正式的焊接工作。
吊车梁下翼缘的对接焊缝,大型框架结构中框架梁、框架柱拼接时的对接焊缝,其质量等级为一级,其他情况下对接焊缝的质量等级均为二级。吊车梁内角焊缝的外观质虽标准为二级,其他情况下角焊缝的外观质量标准均为三级。质茸检查应符合GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范的标准。焊缝的焊接质量检查尚应符合JGJ 81-2002建筑钢结构焊接规程的规定。永久螺栓为C级螺栓(性能等级为4.8级),应符合GB/T5781-2000的要求。高强螺栓为扭剪型高强螺栓,应符合GB/T 3632-2008钢结构用扭剪型高强螺栓连接副的规定。
高强螺栓连接处构件接触面采用喷砂处理,摩擦系数均不得小于0.45。结构用地脚螺栓原则上采用Q235-B钢制作,产品等级按C级制造。螺栓应符合GB 196-81普通螺纹基本尺寸,GB 197-81普通螺纹公差与配合规定89级制造。螺母应符合GB/T 41-2000I型六角螺母一c级,M72X6螺母应符合JB/ZQ 4330-86规定。垫圈应符合GB/T 95-85平垫圈C级,JB/QA 4345-86矩形垫板规定。设备螺栓,技术要求应由设备专业确定。
3.除锈及涂装
钢结构应根据材料供货状况,采取必要的除锈处理,并进行防锈涂装。重要钢结构如转炉高层框架及平台、高炉炉壳、热风炉炉壳、炉身框架(柱、柱间支撑、框架梁)、炉顶刚架(柱、柱间支撑、框架粱)、热风炉主框架平台(柱、柱间支撑、框架梁)、重力除尘器壳体、热风主管、粗煤气管道、出铁场厂房刚架及吊车梁、出铁场平台梁、上料主皮带通廊等均采用喷砂除锈,除锈等级达到SA2.5;其他普通钢结构采用手工除锈,除锈等级达到ST3。上述除锈等级均按GB/T 8923-1988涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级执行。具体涂装要求由业主、工艺专业确定。
4.钢筋混凝土结构用材
混凝土标号以实际计算为准。普通结构采用(325,受力较大的结构采用C30一C50,垫层采用CIO,基础采用C25混凝土(特殊要求除外)。有防水要求的建(构)筑物和构件采用防水混凝土,有耐热要求的构件采用耐热混凝土。钢筋:HPB235,HRB335,HRB400。较大的受弯构件优先选用HRB400。
四、工业厂房钢结构设计中应注意的问题
1.厂房的钢结构设计与工艺设计相协调
钢结构工业厂房是企业生产区域的一个模块,厂房都是为生产服务的。厂房结构设计不符合要求常表现为:钢支架分布不合理,墙体厚度,高度.宽度指标不足等。钢结构的形式包括空间桁架、框架、平面桁架、轻钢、索膜、网架、塔桅等,设计师应根据企业的建厂条件和具体要求选择结构,对丁悬挂荷载偏大的应选择网架结构,从而减小建筑荷载。此外,厂房结构选型还可以通过采用不同的材料来傲支撑结构,具体选择应根据其使用要求,合理选择焊接钢管、无缝钢管等材料来满足结构需要。无缝钢管具有中空截面,可以用作输送流体的管道;钢管与卿钢等实心钢材相比,在抗弯抗扭等强度时,由于其质量较轻,用于厂房结构可增强钢结构的稳定性。因此,在厂房设计中首先要满足工艺要求。结构设计也一定要满足工艺条件。特别是在方案设计阶段.设计人员应多参与工艺协调,多了解工艺布置,以便减少施工不必要的麻烦。
2.结构计算时应多因素考虑
目前结构计算人多采用结构设计计算程序进行计算,如何对计算结果进行分析,评价是一个非常重要的方面,必须根据工程设计的经验对计算结果进行分析和判断。荷载计算是结构计算的前提条件,荷载取值的准确性直接关系到结构计算结果的可靠性,工艺条件中的荷载问题。
但近两年来,我国大部分地区常出现强降雪天气,导致很多厂房,场馆倒塌,因此设计人员一定要根据当地的雪荷载情况取其中的最大值,以确保建筑安全。其次,强柱弱梁是设计要遵循的原则,强节点弱构件也是要重点考虑的问题。在很多情况下,构件满足设计要求。但是节点却不能满足抗震要求。强柱弱梁指节点处柱端实际受弯承载力要大十粱端实际受弯承载力,由于厂房的梁柱中心线一般不能重合,而且柱的截面和节点偏心都比较大,对柱节点核心区的构造和受力往往都有一定的不利影响。此时我们一般采用增大柱端弯矩设计值的方法。
3.钢结构工业厂房的防火设计
钢结构工业厂房防火能力比较差,当钢材受热温度在100℃以上时,随着温度的升高,钢材的抗拉强度会降低;当温度超过250℃时.钢材就会出现徐变现象;当温度达到5000C时,钢材强度立即会降到很低,甚至会导致工业厂房塌落。因此,我们一定要依据《建筑设计防火规范》,确定出厂房生产火灾危险性等级,从而使钢结构达到防火等级的耐火极限要求。
同时,设计人员在设计时要选用钢结构防火保护方法对钢结构采取相关的保护。目前,钢结构厂房保护最常用的方法是在钢结构表面涂钢结构防火涂料,发生火灾时可以作为耐火隔热保护层,从而提高钢构件的耐火极限,满足国家相关规范的要求。
五、结语
工业建筑结构虽然相当的复杂,但是在设计中如果严格遵循设计原则和设计要求,并且不断进行优化,将能够熟练掌握设计规范,设计出安全、经济的优秀作品。
参考文献
【关键词】工业建筑;结构设计;关注问题;未来发展
因工业建筑是以工业生产为核心的,其外形及内部构造与通常我们见到的类型存在很大的差异性,到处能够展现出功能主义的特质,表现了超强的经济适用性能、灵活性能及先进的科技化水平。由于工业建筑受载状况比较复杂,这种因素的存在就造成对建筑结构构件材料及结构有了非常独特的要求。与此同时,工业建筑有着很多的预埋件,如果有遗漏的问题需要及时的对其加以修补,这样不仅仅会造成成本增加,而且影响了工程进展。接下来,针对现场施工中经常遇到的问题进行阐述,结合自身多年的工作经验,针对工业建筑结构设计中需关注的问题开展有关探究。
1 混凝土结构设计重点
1.1 地基
工业建筑是一项投资大、占地面积广、地质条件非常复杂的工程,所以在进行工业建筑结构设计的过程当中需要选用多种类型的地基。从工业结构设计的方面来看,混凝土标号需要与结构耐久性要求相吻合(一般采用C30)。地基配筋最好能够降低配筋率。条基接触位置的钢筋设置一定要有详细的工程图,对于条基交叉部位的基底面积只能够单独使用,坚决不能反复使用,同时一定要做到科学合理。砌体结构局部墙体具有强大的集中荷载,需要依据相关准求来满足大地基的标准,除此之外,需特别关注的问题是,柱下条形基础,假设基础的翼缘板选用的是缓坡形式,则一定要注意坡角不能太陡,不然则会降低工程施工工艺效果。
1.2 梁和板件的合理设计
工业建筑受载非常大,为确保其强度方面的准求,通常会将梁柱截面面积设计的会大一些,钢筋比较粗密,这会给工程施工造成较大的难度。一些设计者为能够掌控截面高度,通常会把配筋率提升2.5%,但是在现实的施工作业中非常难以做好这一方面的工作。假设钢筋分布太密集的话,那么会在梁柱节点的位置,混凝土不能够进行密实的浇筑,这将在一定程度上造成钢筋出现移位的现象,为工程施工留下巨大的安全问题。在设计过程中,一定先要想到提升截面高度,降低钢筋率。为了能够便于施工,争取不要让梁柱交接部位有大梁钢筋堆积的状况出现。为不存在特殊荷载的状况下,配筋率通常要低于1.7%,这样对梁结构塑型有着很好的效果,提升建筑结构的抗震功能。
因挑梁自重的总荷载通常很小,将其做成变截面对自重减轻不会有太大的影响,为此争取把挑梁做成等截面的样式。在对挑梁钢筋率进行计算的时候,需要预留适合的安全系数,砌体结构挑梁深入墙体的长度需满足结构设计方面的要求,同时要对抗倾翻临界条件进行有关计算。
对于过梁的设计需要严格的遵循有关标准图纸来选择使用,但是在施工图纸中一定要明确标出所选择使用的具体方法。假设门窗洞口比较大的话或者是作用力比较集中的情况下,过梁的设计可以按标准图选用,但要在施工图别标明选用方法和具体图号需要经过详细的计算来检验过量的受力程度。在进行结构设计的过程中,争取能够把过梁与圈梁进行综合浇筑,这样对工程施工抗震性的提升有很大的帮助效果。
目前现浇板配筋大多使用的是软件自动生成技术,这样能够有效的提升速度,避免错误问题的出现。在对配筋率进行有关计算的过程中,需要考虑一下塑性变形重的分布情况,把板筋上的筋应力乘以0.8―0.9的折减系数,将板下筋乘以1.1―1.2的放大系数。在对砌体结构板件进行配筋的过程中,一定要注重支撑外墙的板筋不要太大,不然肯定会对砖墙造成强大的附加弯矩。
1.3 柱形件的设计重点
在工业建筑结构设计过程当中,轴向受力构件的使用是非常广泛的。在选择使用的柱截面的时候,为了能够达到最佳的经济效果,可以选择使用钢管混凝土柱或者型钢格构柱。考虑到性价比问题,在施工工艺能够满足的前提下可以增加纵向系杆,这样能够有效的减少厂房柱平面以外的计算长度。
支撑杆件结构设计往往会是单拉杆,或是一拉一压杆件的组合方式。但是需要在现实的施工作业当中依据受力情况及杆件的长短度来对其进行挑选使用。单杆设计当下属于常常选用的一种当时,但需要在前后杆件之间不设置缀条,这种方式会很方便的进行中间穿行管道、楼梯和参观走廊的。
1.4 楼梯的设计
在工业建筑结构当中,生活区建筑物大都选用的是板式结构,这样既能够达到一定的外形美观的效果,又便于进行施工。但是需要在梯梁与梯板之间留有一定的高度,特别是在建筑的入口区域。梯段高度差小于等于20cm,预防绊倒。休息平台与梯段板平行方向的上部筋应拉通,并且要跟梯段板配筋要密切配合,如果有特殊情况存在,就要在施工图纸上明确的标出,以便于加大反拱力度。需要注意的是,在第一段梯板的基础需要考虑其沉降问题,需要的时候要设置梯梁以提升建筑结构的稳定性能。
1.5 预埋件的合理埋设
工业建筑结构是一个承载体,除了需要各种安装设备以外,还需许多的预埋件。在施工过程中一定要严格的按照施工图纸来进行,而一些单位在施工过程中有遗漏了对楼梯埋件,需要及时的进行现场补救,不仅浪费时间而且将增加施工成本。在进行技术交底的过程中,一定要对施工企业说明具体的埋件要求, 埋件一定要承受一定的负载。工业建筑结构在进行安装埋件的过程中,需要注意一下是不是有滑膜导致埋件产生了位移情况,避免给安装带来一定的难度。
2 钢结构设计重点
在工业建筑结构当中,钢结构是非常多见的一种结构形式,钢结构设计需要具备良好的工艺性能,这样有利于施工及今后检修工作的开展。比如在工程设计当中,选择使用轻型门钢结构设计,在施工现场装配的过程中,最下端的螺栓没有预留足够的扳手空间,避免力矩扳手没有办法安全运用。如果设计过程中对这一问题进行了科学考虑,留下了足够的空间或者选用其他的连接方式,那么就不会出现上述问题。
在钢结构设计当中节点构造设计是非常关键的,杆件设计与节点设计是钢结构设计的两方面重要性内容。节点结构设计将直接影响着钢结构设计的安全性能。节点设计一定要达到构造简单、传力可靠、受力明确、工艺性良好的等方面的要求。节点连接设计争取设定10%―15%的安全系数。对于构件应力小的情况,连接焊缝长度一般要高于120mm。在工业厂房钢结构设计工作当中,上述因素是非常关键的。在工程施工过程当中不要随意的增加杆件截面,避免对节点结构安全性造成不良影响。
结束语
在开展的工业建筑结构设计工作当中,结构设计的安全性、耐久性及实用性是设计需要遵循的基本性准则,为此就要求设计工作者需严格的按照有关的设计规章制度来工作,详细的了解施工工艺顺序,全方位的对其影响因素进行考虑,对建筑结构进行科学优化,最终达到建筑技术经济性能的有效统一。与此同时,结构设计者要抓住社会发展的总趋势,不断的去探究新技术、新设计方法,来提升工业建筑结构设计质量,创造出新颖、高质量的工程。
参考文献
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[3] 赵健玲.建筑结构设计中常见错误分析[J].科技风,2011,(16)
关键词:工业建筑; 结构设计要点; 建筑结构
中图分类号: TU8文献标识码: A
前言:
工业建筑工程质量的好坏与人民大众的的生命财产安全有着直接密切的关系,而决定建筑工程质量好坏有两大方面的因素:设计和施工,本文主要对工业建筑结构设计方面需要几大注意的问题做一阐述。
1.工业建筑结构设计进入太早
好的概念设计,对工业建筑设计的后续工作至关重要,一项工业建筑设计,如果没有全面、精确的概念设计,即便以后设计的再准确、配筋再合理也不是一项经济、合理的优秀设计。概念设计在整个设计过程中有其固定的时间,不能图省事进入的太早,否则对整个设计不利,也不是一个有经验的优秀结构设计师所采用的办法。
2.工业建筑结构设计原则
2.1、 设计基本原则
2.1.1. 设计材料选用原则
针对不同建筑强度要求选择不同型号的钢板,如受力构件选择 Q235-B、平台板选择 Q235-A、吊车梁选择 Q345-C 等。选择的钢材要通过国家相关的质量检测体系认证,确保质量可靠。在一些特殊要求的工程中要选用特种钢材,如高炉炉壳选择 BB503、转炉平台选择铸铁板等。在钢板型号确定后,按照钢板的型号配置对应的焊条。如受力构件 Q235-B 选用 E4315焊条,受力构件对焊接要求等级为一级,必须有足够的焊接牢固度才能承担起结构受力主体的重任,没有特殊要求的结构可以选择 E4301型焊条。依据相同原则,助焊剂和焊锡丝也应该视具体情况分别对应选用。螺栓和螺母也有性能等级之分,同样要求符合相关规定。混凝土的垫层与基层应分别采用 C10和 C25型混凝土,结构受力较大的则应选用 C30至 C50。此外,还有高温耐热性和防水性混凝土可供不同条件要求选用。除了上述材料的选用外,还应该注意钢结构的防锈涂装。避免结构生锈,影响建筑的刚度和强度。
2.1.2. 设计基本要求
在对钢结构应力和变形的控制中,有一些要求:钢梁应力≥强度设计值乘以90%;钢柱应力≥强度设计值乘以95%;钢构件变形=变形容许值乘以100%。在钢筋混凝土中,结构配筋要求为:框架梁配筋率在1.2%~1.7%之间;框架柱配筋率在0.7%~1.1%之间;独立基础配筋率大于等于0.15%;单桩单柱承台0.1%。结构设计要围绕安全性强、经济合理度高、工程质量高这三方面,并要依照国家规程,遵守国家规定来执行。
3.梁与配筋部分的设计要点
设计人员通常在结构建模时图省事,屋面梁尺寸直接采用下层梁的尺寸,导致的结果是屋面梁荷载较小、配筋不足,这样的屋面梁极易因配筋率过低发生裂缝,且裂缝宽度较大。我们需要做的就是对于一般梁,为了保持钢筋骨架的刚度,防止梁腹裂缝过大,当梁腹板高度大于450mm时加设腰筋,其间距应小于或等于200mm,然后通过拉筋连接。
4、梁扭矩的折减系数取值问题
对于工业建筑.特别是轻工、化工厂房而言,因为这些厂房不仅吊挂设备比较多,而且楼面开洞也较多较大,洞边也需要设置支撑设备。因此,在设计的时候,为了计算数据更加精确,梁扭矩的折减系数也必须精确取值。但是很多的设计人员都是用PKPM软件中的SATWE模块进行梁配筋的计算,而这个软件在进行计算的时候是将梁扭矩折减系数默认为0.4进行计算的。可是在工业厂房这样的建筑中,梁扭矩折减系数的取值应该根据开洞的大小和多少在0.4~1.0的范围内进行调整,民用建筑可以取0.4,但是工业建筑不行。
5.柱形件的设计要点
工业建筑结构中的砌体结构常常会因为使用了渣砖而造成裂缝,其原材料和生产工艺与普通的普通粘土砖有所不同,与普通粘土砖的膨胀系数也不同。很多工业建筑结构开裂是由于构造柱的设置不合理,墙体布置有所不妥,梁垫设计不合理等原因。为了减少这种情况的出现,结构断面、承受弯矩拉力、承受集中力处的砌体等在设计中应当引起关注。因此,防止地基发生不均匀沉降、严格控制温度裂缝、选择合格的建筑材料是我们通常预防建筑产生破坏的措施。
6.楼层平面刚度问题
建筑结构楼层平面刚度设计也是结构设计特别容易出问题的环节,很多设计师在缺少基本结构概念的时候,经常采用的是楼板变形的计算程序。当计算的结构设计不安全的,我们通常采取的办法是:在具体设计时,将楼层设计为刚性楼面,前提是在建筑设计时或者方案设计阶段就设计为刚性楼面,避免楼面变形,比如讲:楼层开洞、凹槽缺口深、外伸翼块长等;而且除此之外,我们还要从结构布置及配筋等诸方面加以保障,对于无法设定为刚性楼面的情况,我们可以在结构设计时增设连系梁板、提高连系梁板或暗梁与边粱的配筋量;洞口边加设暗梁边梁等方法来保证楼面的刚度,这样以来,我们就可以避免出现不安全的设计。
7.预埋件的合理埋设
预埋件布置的问题。很多的工业厂房都需要在梁上预埋吊环,而对于这方面的设计却不怎么规范.也是设计常出现的问题。设置吊环不能采用冷加工的钢筋,而应该用没有经过冷加工的I级钢筋来制作,图纸上一定要标注清楚。制作好的吊环应该焊接或是绑扎在受力的钢筋上,若采用绑扎的方法,其埋入的深度也应该不小于30d;要是采用焊接的方法则不受这一限制。对与吊环的拉应力的计算,一个吊环可以按照两个截面进行计算,要是在构件的标准自重值之下,一个吊环的拉应力应该不大于50MPa。结构设计人员要是没有仔细的查看图纸, 就可能造成预埋件布置的位置不对,可能一半埋在结构梁上,另一半却埋在楼板下。因此,为了避免这样的情况出现,在布置预埋件的时候应该查看相关的结构图纸,适当的调整预埋件的位置。结构设计人员的设计将直接影响预埋件位置.所以结构设计人员在进行设计的时候应该仔细的查看楼面结构的相关图纸,如果发现不妥的地方可以尽快的和施工人员协商,避免造成错误,也可以避免耽误工程进度。
8.钢结构设计要点
钢结构在工业建筑结构中十分常见,主要是因为钢结构的设计具有良好的工艺性,施工和检修都比较方便灵活。在现场装配时,最下部的螺栓要为扳手留够足够的空间,否则会导致力矩扳手无法完全使用。假若设时采用留下扳手空间或其他的柔性连接方法并且充分考虑施工方便,问题就能得到解决。另外在结施图中要特别注意钢结构防锈处理、制作安装工序,节点构造设计在钢结构设计中很重要,杆件设计、杆件内力分析与节点设计,节点构造分析,是钢结构设计的主要内容。钢结构的安全性在很大程度上取决于节点的构造设计,节点设计要力求构造简单传力可靠、受力明确、工艺性良好,节点连接设计最好设定10%-15%的安全系数。应力较小的构件,其连接焊缝长度通常大于120在工业厂房钢结构设计中,这些都是至关重要的。施工时不能随意加大杆件截面"以免破坏节点构造的安全性。
结语 :
随着现代工业和经济的日益进步,人民的生活水平也在不断地提升,对于工业建筑结构的要求也在逐步提升,其结构体系也在慢慢趋于多样化。现代的建筑不仅仅在其外形上越来越复杂,而且对其要求也越来越高,在布置方面也变得复杂繁琐。因此工业建筑结构设计时要求也不断提高。
参考文献:
[1]魏范阳. 建筑结构设计中应注意的问题浅析[J].科技致富向导,2011(12)
关键词:工业建筑;结构设计;混凝土裂缝
在当前建筑工程中出现最多的问题便是混凝土裂缝,建筑结构的繁杂性与超大型都是导致裂缝出现的主要原因。工业建筑施工时,需着重注意混凝土裂缝,来规避其影响施工效率与质量,只有切实保障工业建筑的施工质量,才会使得员工处在安全的生产空间中。
1工业建筑结构设计选型
1.1基于结构概念的设计选型
概念设计是指制定施工图时,要对工程开展所需的材料与结构等方面展开计算,以此来保障施工图的合理性。它的思维理念较倾向于实践、创新等。在结构设计选型时利用概念设计在某种程度上是可控制混凝土裂缝的。概念设计属于结构设计中的一种新兴理念,它可利用整体概念来考虑分体同总体系统间的关联,从而构造出安全且经济的方案。
1.2基于极限状态的设计选型
工业建筑结构不但要满足承载力极限需求,还要满足正常应用极限。混凝土裂缝控制的标准是依据环境与实际情况展开调制的,常规的钢筋内力达到30%时,就会达到极限,从而产生缝隙,此种裂缝的宽度是在0.05~0.1cm,极容易影响整体结构的安全性。
2混凝土裂缝的内涵概述
混凝土是一个具有年代感的物质,它同人类进步而创新,它也是人类文明的象征。因为混凝土具备其他材质所不具备的优势,比如它的钢硬度与伸缩从等,这都是它被广泛运用建筑工程中的主要原因。但在长期运用中,施工人员逐渐的发现了混凝土实际应用的不足,比如,混凝土在硬化过程中极容易掺入一些杂质,导致其承载力下降。此外,其在塑性形变时容易断裂,在实际运用中,若是混凝土的收缩力低于混凝土自身的收缩率,便会使混凝土出现缝隙。当前对混凝土裂缝进行分类,可以划分为两种无害与有害,无害则是缝隙不高于0.3mm,而有害则大于0.3mm。还有其他的方法可以进行分类,比如,可以依据构成的裂缝分为温度裂缝、纵向裂缝、表层裂缝等。
3工业建筑结构混凝土裂缝的成因
3.1空气潮湿
若是建筑物一直处在潮湿的空气中会导致混凝土的抗应力与拉应强度遭到影响。
3.2设计因素
在对混凝土施工时,时常会出现因为原料配制不合理的现象,这严重的偏离了施工要求,致使混凝土的内部拉应力不均,导致混凝土出现裂缝。除此之外,还有施工人员所应用的施工方案不合理,强行的将建筑构件的强硬度提高,时常会使建筑内部构件断裂,从而出现混凝土裂缝。
3.3施工材料
混凝土内的水灰比是在一个合理范围内的,若是超出此范围,势必会影响建筑安全。另外,混凝土所利用的水一定是干净的,若是施工人员未高度重视,使得一些杂质掺入其中,这会使混凝土的收缩率减小,从而使混凝土出现裂缝。
3.4温度因素
因为温度所造成的混凝土裂缝,主要是因为混凝土受温度影响较大。在当前建筑施工中会应用到的材料,基本上都会受温度影响出现热胀冷缩的现象。若是施工温度超出混凝土的承受范围,势必会引发混凝土裂缝。
3.5地基沉降
建筑地基的深度也是导致混凝土结构的主要因素之一,通常情况,地基越深越容易使混凝土结构生产缝隙。
4混凝土裂缝的处理
4.1科学选择材料
在选择原材料时,需选用水热化较小的材料,确保水泥的安定性较强。选择满足抗压性能的混凝土,减低水灰比与坍落度、减少砂率与杂质含量等。对于建筑中的梁板墙等皆需要利用中低强度的混凝土,提高钢筋构造力。选用收缩性小水热化低的掺和料。
4.2配筋设计优化
在配置砂浆时需充分结合施工实际需要来确定施工材质,同时需依据材质的变化来展开及时调试。适当的增加构件的配筋量是控制构件裂缝的主要手段。在混凝土结构规范中有明确配筋量。对于梁板等一些小构件,对其的配筋量与钢筋间距皆有明确标注的,在对板的受力钢筋进行配置时,需选用直径较小的,以此来降低构件发生裂缝的几率。
4.3加强力学裂缝控制
利用填充法或是表面处理法。若是应用表面涂抹法的话在应对的是细小的裂缝,但无法将其灌入其中,只能利用此种方法来控制混凝土缝隙。涂抹法一般情况下应用在裂缝比较大但未遇到钢筋的,且未漏水、未伸缩的裂缝;填充法是利用材质来展开填充的,一般应用在体积比较大的裂缝中。4.4选择合适的混凝土浇筑方法混凝土时常应用分层浇筑的方法,此种浇筑方法可以有效的规避混凝土出现裂缝。还能利用分段分层法,在混凝土结构的底端展开浇筑,当浇筑到2~3层里端时再返过来浇筑第二层,此种逐层浇筑。斜面分层法是混凝土浇筑的常用方法,时常应用到结构较长的混凝土裂缝中。当混凝土的斜体坡度低于30%时,可以展开持续浇筑。
4.5强化混凝土养护
造成混凝土出现裂缝的蛀牙原因是因为养护的不合理。当混凝土的放热高峰结束之后,是需要展开洒水养护工作的,在养护期间需着重注意温度的变化,确保混凝土的温差是在可控的范围内。在进行养护阶段可以利用草袋或是薄膜将其覆盖住,来降低混凝土表层的热扩散,从而为混凝土提供一个潮湿的氛围。在夏季等高温的天气,极容易V弧线收缩裂缝,因此需做好混凝土养护工作。
5结束语
综上所述,工业建筑需满足社会公众对工业生产的需求,不管是在应用功能上,还是自身条件上都需要展开多层次选择与设计,尽量满足安全性与经济性。在实际设计中需充分考虑影响混凝土质量的因素,以此来规避混凝土结构出现混凝土裂缝,在设计阶段就将裂缝防护措施制定好,可以切实的实现防范混凝土结构裂缝的目的,从而保障工业建筑结构的稳定性。
参考文献:
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[3]王建敏.论工业建筑结构设计选型及混凝土裂缝的处理[J].化工管理,2017,(10):196.
【关键词】工业;建筑结构;设计;工程造价;控制
建筑结构设计是工业建筑中的重要组成部分,需要做好工业建筑结构设计工作,确保工业建筑的质量。设计人员要对工业建筑的所有项目规划十分清楚,并合理处理好建筑项目与施工技术之间的关系,从而更好地控制工程造价,发挥工程造价在工业建筑结构设计中的重要作用。工业建筑是城市经济发展的重要标志,为城市经济发展作出了重要贡献。
1工业建筑结构设计与工程造价
工业建筑需要结构设计的支持,工业建筑结构设计是工业建筑的重要组成部分,是提升工业建筑水平的重要方式;对当前的工业建筑结构设计来说,工程造价控制在工业建筑结构设计中占据着重要地位,是工程建筑结构设计的重要方面;因此,为有效提升工业建筑结构设计的水平,需要不断强调工程造价控制的作用。从本质上看,建筑结构设计是一种分析,目的是满足工程建设的相关要求,其中包括力学、设备材料等方面的分析,通过分析掌握建筑施工要求,提升建筑施工质量,这是工业建筑施工的重要前提。从建筑结构设计的分析阶段来看,建筑结构设计阶段分为以下几个方面:(1)设计建筑结构的方案阶段,这一阶段的主体是结构设计方案;(2)设计图绘工业建筑的阶段,这一阶段的主体在绘制,将设计方案落实在图纸上,这是设计的重要环节;(3)审核施工图纸的阶段。这一阶段的主体是审核,也就是说,施工图纸绘制出来后,要根据施工现场的实际情况进行审核,确保施工图纸与施工现场的情况相符合,从而更好地为建筑施工提供服务。对建筑结构设计来说,设计方案、设计图纸一定要与施工现场相符合,这样才能减少返工的机会,相对来说,也就节约了施工的时间、降低了施工成本。工程造价的含义分为两层:一是广义上的含义,这一含义主要是指工程的全面固定投资费用;二是狭义上的含义,这一含义主要指工程的价格。不同含义所代表的意思是不同的;工程造价的特征主要是大额性、差异性、动态性以及层次性等;工程造价的计价特征包括单件性、多次性、组合性、多样性以及复杂性等。前者主要是从投资者的角度来看工程造价;后者则是在市场的角度来看待工程造价;工程造价具体指工程价格,也就是说,要建设某一工程,需要根据工程建设的实际情况,对使用的土地、设备、劳务等因素形成具体价格或对整个工程建筑需要花费的价格进行预算控制。在工程建筑结构设计中,工程造价控制更多表现为对工程承包价格的控制,以建筑市场价格为衡量工程造价控制的重要标准,在控制工程造价的过程中,造价人员要提供需求主体以及供给主体都能接受的工程价格。工业建筑结构设计中的工程造价主要是指整个工程实施阶段的费用总和,建筑结构设计与工程造价的关系相互对立但又相互包含,工程建筑结构设计与工程造价的关系充满矛盾,尽管如此,也并不意味着建筑结构设计中不存有工程造价,在实施工程造价的过程中离不开工程建筑结构设计。当工程项目确立之后,紧接着便是结构设计以及工程造价控制,它们是建筑工程中重要组成环节,是工业建筑中必不可少的内容。为提升建筑质量,需重视建筑结构设计与工程造价控制等内容。从更为细致的角度来看,建筑结构设计也给工程造价带来了重要的影响,在35%以上的层面给建筑结构设计带来了影响,所以合理的建筑结构设计对工程造价能起到较大的作用[1]。
2工业建筑结构设计给工程造价带来的显著影响
2.1建筑结构设计方案对费用带来的影响
工业建筑结构设计给工程造价带来的显著影响很大程度体现在建筑结构设计方案对费用的影响[2]。设计人员在设计建筑结构方案的同时要综合考虑建筑费用的因素,工程造价控制要考虑费用的影响因素,这对建筑结构设计方案十分有利。就工业建筑结构设计方案而言,当建筑项目交付后要考虑经常性费用的问题,确保建筑结构设计方案的科学性与合理性。在工业建筑工程项目中,工程造价控制发挥的作用更为巨大,一旦设计人员在设计建筑结构方案时没有将工程造价中的费用控制纳入进来,将会出现资源浪费的问题,如照明设备、清洁保养以及维修等费用都应体现在建筑结构设计的方案中,这些问题将直接影响建筑结构设计方案的水平,使建筑结构设计方案不符合建筑施工现场的实际情况。此外,还应重点考虑一次性投资与经常性费用之间的关系,在分析二者关系的基础上更好地设计建筑结构方案,确保建筑结构设计方案符合施工要求,减少一次性投资费用,降低经常性费用的使用。对设计人员来说,需要注意的是,在选择结构设计方案的同时应找到经常性费用的切合点,在合理使用经常性费用的过程中设计建筑结构方案,提升建筑结构设计方案的科学性,使建筑工程项目的各个环节费用降到最低。
2.2建筑结构设计质量与工程投资带来的影响
建筑结构设计给工程造价带来的影响另一方面还表现在建筑结构设计的质量与工程投资上的间接影响,即没有直接给建筑结构设计质量与工程投资带来影响[3]。在分析建筑工程质量事故发生原因的基础上,得出许多根源性问题的结论,具体来说,在工程建筑结构设计中发现二者存在的共性原因,在工程建筑结构设计中,设计占据重要地位,如建筑结构设计质量较低,那么整个工业建筑结构的质量也会受到显著影响。由此易引发建筑工程施工的事故,进而影响工程投资。设计人员不重视建筑结构设计环节,没有应用科学的设计方法,形成质量不高的建筑结构设计方案,这样一来,建筑结构容易出现施工质量问题,影响工程施工的安全;此外,建筑结构设计质量还会引发各专业间的矛盾,体现在施工中,出现问题会带来返工的行为,对工程造价的控制也是不利的,对工程投资也会产生间接性的影响,不利于工业建筑工程的施工。
3工业建筑结构设计的工程造价控制措施
3.1提升设计人员的成本管理意识
工业建筑结构设计的工程造价控制措施首先体现在提升设计人员成本管理意识上,就工业建筑结构设计的工程造价控制而言,费用的管理是其中重要组成部分,为此,设计人员在设计建筑结构方案的同时应培养自我的成本管理意识,通过成本管理意识的提升,做好工业建筑结构设计的工程造价控制工作。设计人员是工业建筑结构设计的主体,要使其设计出更为科学的符合实际的建筑结构方案,一定程度上要掌握工程造价的控制方法,学会对成本进行管理。这是工业建筑结构设计的要求,也符合工业建筑结构设计的行业标准,所以设计人员应强化自身的成本管理意识,在设计的过程中将工程造价的控制理念应用在建筑结构设计方案中,确保每一结构参数都能充分体现出工程造价的理念。对设计人员来说,成本管理意识的提升不是一蹴而就的,需要后期不断努力,在不断学习的过程中掌握建筑结构设计与工程造价之间的联系。同时还应在提升成本管理意识的过程中考虑建筑结构设计的安全性与功能性,从而提升工程造价的控制质量。需要明白的是,部分设计人员重视建筑外观而忽视内部控制理念要求,这样是不科学的,太过注重建筑的外部形态容易出现施工成本过高的问题,带来工程造价的大幅上升。因此,应积极从建筑工程施工的实际出发,提升成本管理意识,并作用在建筑结构设计中。
3.2科学选择优质建筑结构设计方案
建筑结构设计中的工程造价控制措施还应体现在科学选择建筑结构设计方案上,就建筑结构设计工作而言,设计方案十分重要,有了科学的建筑结构设计方案,建筑施工才能有序开展,在选择建筑结构设计方案的过程中,应考虑实用性、优质性的原则,确保建筑结构设计方案符合建筑工程项目施工的实际[4]。以优质的建筑结构设计方案达到增强工程造价控制水平的目的。对设计人员来说,建筑结构设计完成后并不意味着工作的完结,还需要付出更多的努力,根据建筑工程施工现场的实际情况不断优化建筑结构设计方案,确保建筑结构设计方案适应建筑工程的施工环节。将工程造价控制环境贯穿在建筑结构设计的全过程,尽量减少不必要的施工环节,选择合适的组合模式,进而达到工程造价控制的目的。
3.3建立健全的设计管理体系
工业建筑结构设计的工程造价控制还应建立健全设计管理体系,这一管理体系的健全主要针对设计人员而言,通过建立健全的管理制度,达到规范设计人员行为的目的,同时将工程造价的控制全面体现在设计过程中。在健全的设计管理体系中,工程造价能得到有效的控制[5]。就建筑工程结构设计而言,健全的设计管理体系其中也包括工程造价的内容,要使工程造价控制工作有序推进,还需借助监管的作用,在内外监督下,确保工程造价控制更好地进行。相对来说,工程造价控制制度的健全,还应设置一系列的工程造价的标准;一般情况下,工程造价在工业建筑结构设计中,存在较低的设计标准;此外,工业建筑不断健全工程造价控制制度,能为其之后的工作提供重要保障,如设计团队职责分工更为明确,有专业的人员进行工程造价的控制工作,这样一来,工程造价控制工作在设计环节中的作用也得到了明显的展示。需要明白的是,工业建筑在健全设计管理体系的过程中,要善于将工程造价的控制工作纳入进来,确保在设计环节重视工程造价的控制问题,起到防患于未然的作用;工业建筑结构设计管理体系的健全意义十分突出,其不仅规范了设计人员的设计行为,还达到了管理建筑结构设计的目的,起到了双重作用,对整个建筑工程的质量提升以及建筑结构设计水平的提升都有重要的意义,所以要建立健全设计管理体系,并在健全的过程中不断提升工业建筑结构设计的工程造价控制水平。
3.4合理选择建筑结构材料
工业建筑结构设计中的工程造价控制还需合理选择建筑材料,将工程造价控制的内容融入建筑材料中,在选择建筑材料时发挥出工程造价控制的作用。就建筑结构设计中常见的结构来看,有砌体结构、框架结构以及钢结构等三种类型,设计人员要根据建筑所需结构形式合理选择施工材料;当建筑工程的工期要求较低,需要较小的开间时,要合理地选择砌体结构,因为这一结构形式所需施工成本较低;对建筑工程中跨度较大的项目,要选择框架结构等等,设计人员要合理根据需要选择结构形式,并权衡建筑材料的选择,确保建筑工程施工成本降低。建筑材料的选择对建筑结构设计十分重要,与此同时对工程投资也是一项不可忽视的环节,从投资的角度来看,工程建设属于固定资产投资,在地域特征上十分明显,建筑材料的运输成本较高,所以基于这一显著特征,在建筑材料的选择上应遵循就近原则,优先使用更为主流的施工材料,起到降低施工成本的目的。
3.5重视设计细节控制工程
工业建筑结构设计中的工程造价控制措施还应包括细节控制的内容,对工业建筑结构设计来说,任何细节都不能放过,否则将给建筑工程带来较大的安全事故,影响建筑工程的施工质量。所以为了提升工业建筑工程的施工质量,需要在建筑结构设计环节重视细节,全面控制工程造价。设计人员要明白细节对整个设计图纸的重要性,要善于从细节中发现设计的问题,并在发现细节的过程中提升思考能力,所以应不断优化细节,重视细节,进而提升整个工业建筑的施工质量。实践证明,细节做好后工程造价的控制效果将是十分明显的,比如一些较为特殊的建筑结构,包括混凝土浇筑板结构,设计人员要在确保施工安全质量的前提下,将浇筑板的厚度严格控制起来,减少施工过程中资源的浪费,进一步达到降低施工成本的目的,这样一来,也达到了工程造价控制效果。
3.6应用现代技术实施控制
工业建筑结构设计的工程造价控制措施还包括将现代技术应用在工程造价的控制中。随着信息社会的快速发展,工业建筑结构设计中也应用了现代技术,这对整个工业建筑工程是有利的,为工业建筑工程质量的提升创造了条件。但需要注意的是,应用现代技术,需要培养掌握信息技术的人才,二者是相辅相成的关系。为使工业建筑工程中结构设计水平的提升,便于更好地实施工程造价控制,需将现代信息技术应用其中,尤其是要利用科学技术控制工程造价,提升工程造价的水平。例如在工程造价控制的过程中可使用新型的电子仪器设备来检测施工的各项数据,进而将工程造价控制的内容转化为数据,从数据中看出其中存在的各项规律,实践证明,将现代技术应用在工程造价控制工作中,极大地便利了工程造价控制工作,也给建筑结构设计工作带来的便利。此外,现代技术还可对建筑施工质量进行检测,达到监管的目的,为工程造价控制的实施奠定良好基础。与此同时,现代技术应用在工业建筑工程中也是现代社会高速发展的重要趋势,工业建筑项目要适应这一趋势,并掌握现代技术的应用规律,从而更好地完成建筑工程结构设计与工程造价控制工作。
4结语
工业建筑项目中建筑结构设计占据着重要地位,而建筑结构设计过程中,要考虑工程造价的控制因素,发挥工程造价控制在建筑结构设计中的作用。为更全面地了解工业建筑结构设计的内容,需对工程造价控制进行分析,并对建筑结构设计的工程造价控制影响分析,在分析的基础上更好地提出建筑结构设计中工程造价的控制措施。可以说,工程造价控制对建筑结构设计而言十分重要,设计人员要在设计的过程中纳入工程造价控制内容,以提升建筑结构设计的水平,降低施工成本。
参考文献
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伴随着社会经济突飞猛进的进步、工业建筑规模的扩展,各方面对于工业建筑有着越来越高的准求。接下来,文章从工业建筑结构类型的不同出发,按照工业建筑结构设计的基本特征与设计准则,针对工业建筑结构设计的复杂性及安全性进行论述。望能够对同行业有一定的参考价值。
【关键词】
工业建筑;结构设计;复杂性;安全性
伴随着我国国民经济的发展、人们日常生活水准的显著提升,我国工业建筑规模处在持续扩展的一种状态之中。而在整个工业建筑结构中,以钢结构、钢筋混凝土结构两种主要的形式。本文从工业建筑结构设计的特征入手,对自己日常工作经验进行了相关总结,针对工业建筑结构设计的复杂性及安全性进行浅述。
1工业建筑结构类型的选择
工业建筑结构设计当中,建筑物在面对生产容量与生产设备改变的情况下要非常便捷的产生相应的变化,并且,工业建筑物、建筑设备的使用时间要达到一定的保证,建筑结构设计要与工业建筑投资预算准求相吻合。工业建筑结构设计过程当中,确保选择科学合理的建筑结构类型非常关键。(1)工业建筑结构设计过程当中,通常会选择Q345-B和Q235-B钢的受力构件,选择Q235-A钢的栏杆、平台板,选择Q345-C和Q235-C钢的吊车梁,这样才能够促使使用的建筑材料在力学功能、化学成分上达到国家规定的标准。(2)钢结构应力与变形掌控准求。其中,钢梁应力需达到强度设计数值的90%,钢柱应力需达到强度设计数值的95%,钢构件变形需与变形容许值相符。通常会选择焊接H型钢在钢柱、钢梁当中,檩条加槽钢使用的是墙皮檩条进行组合的,其他的檩条选用的则是卷边槽形冷弯薄壁型钢,在对墙皮檩条进行计算的过程当中是不需要对阵风系统加以考虑的。(3)钢筋混凝土结构与钢结构为我国广泛使用的建筑结构。其中,钢筋混凝土结构施工起来非常的方便,建筑材料是非常容易得到的,预制及施工现场浇筑非常便捷,具备显著的耐火耐腐蚀性特征,并且有着非常广泛的建筑适应范围;钢结构使用工业体建筑,可促使建筑成本得到显著的降低,并且可有效减短施工工期,但是在钢结构设计使用过程当中,防火、防腐蚀设计是需要加以特别关注的一个方面,大空间、振动大或大跨度的生产建筑中经常会看到钢结构设计的身影。
2工业建筑结构设计数据分析
工业建筑结构设计的过程当中,要坚持:经济安全为基本准则,最大限度上确保建筑质量。要严格遵循国家具体的规章制度,及相关设计标准、工业建筑结构设计准求开展系统性的科学设计。一般,工业建筑结构设计数据主要包含以下几方面的内容: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、基本雪压等等。需要特别指出的问题是,工业建筑结构抗震设计的过程当中,工业建筑结构设计需严格的遵循既定规章制度,这样才能够保证建筑抗震结构设计满足基本的工程准求。
3满足工业建筑工程生产工艺需求
在挑选建筑结构类型上要确保其能够达到基本的建筑生产方式及运输工具实际准求,结构设计工作当中要做好建筑的防腐性能设计,确保整个工业建筑物具备良好的防腐蚀功效。在生产流程结构设计中要处理好生产工程与施工工序二者间的互相影响。工业建筑结构设计作业当中,排风通道的设计是非常重要的一个方面,特别是在生产有粉尘的车间、能够散发一定热量的加工厂房当中,通风问题是非常关键的,并且需要注意进行隔声带的科学合理设计,这样才能够确保整个企业的日常生产不会受到任何外来因素的影响。
4基础地基处理
针对关键工业建筑物及构筑物地基进行处理的过程当中,需要综合施工场地的具体状况来挑选最为适合的基础地基处理方案。譬如:地基处理桩、钻孔灌注桩、预应力混凝土管桩等。桩基设计的过程中,需把单桩承载性能进行科学的有效掌控,通常在单桩承载性能特征数值的80%以内。在新建建筑物或与固有的建筑间距离较近的情况下,需挑选最佳的桩型,避免桩基施工作业中对固有建筑物带来其他的不利影响。针对次要建筑物或构筑物地基处理的过程当中,像电缆沟、室外水沟或者钢梯等可挑选浅土层来作为建筑基础的持力层,原土一定要进行务实处理,超挖分层的情况下可更换适合的砂夹石,同时进行压实处理。
5空间的科学合理性布置
工业建筑结构设计作业当中,需做好总平面的科学性布置,按照实际的生产流程与生产工艺,需要将建筑物的选址、分区加以明确化,特别是要分布好运输管道与管道相互间的关系,并且需要布置好一定的公用设备。生产空间中要划分行政管理用房、生产辅助用房、配置完善的公用设施。对于生产区的保管要搞好生产区域的划分工作,安排相应的公用设备,这样的话企业各项工作才能够顺利的进行下去。可是受到某些生产行业特殊性的影响,譬如包含了一些对人体发育有害的腐蚀性因素的建筑,这些工业建筑是不可以在生活区的,以免给其他的健康人群带来巨大的危害。
6防腐蚀设计
目前,在不少的工业建筑结构设计中会使用到盐酸盐类别的侵蚀性溶液,这一类溶液的使用会给生产空间内的空气、水资源、土壤中带来巨大的侵蚀性物质,致使整个工业建筑物形成一定的腐蚀,所以,工业建筑结构设计上要注意做好防腐蚀设计。工业建筑结构设计过程当中,针对具有腐蚀性能的生产厂房要进行统一设计,把这些腐蚀性厂房以垂直的方向布置在水流的下风向,进行排水明沟的科学设置,保证排队坡度的充分。工业建筑空间分布、建筑材料的选择及建筑结构设计过程当中,要采取对应性的防腐蚀措施,建筑结构设计上可采用敞开式或半敞开式,这样促使建筑具备很好的通风性能,在根本上降低建筑腐蚀问题发生的可能性。工业建筑基础方面,要想防止生产过程中侵蚀性溶液渗透在地下形成一定的腐蚀,需要提前做好排水设施的科学设置,挑选适合的基础性材料,加强混凝土钢筋保护层,对基础外表做好充分的防腐准备。
7结语
伴随着社会经济突飞猛进的发展、先进科学技术的不断研发,人类对工业建筑的要求呈现出不断上升的趋势。工业建筑结构设计过程当中,要站从建筑结构的复杂性及安全性入手,严格遵循基本的工业建筑结构设计准则,对其进行优化性设计,确保整个工业建筑结构设计能够达到工业的实际生产准求,从而全面推进我国工业建筑水平得到最大限度上的提高。
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(08).
[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(03):218~218.
[3]靳晓光.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(05):219~220.
关键词:工业建筑;结构设计;复杂性;安全性
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.104
0 前言
随着社会经济的不断发展,人们的生活水平也在不断的提高,而今的工业建筑随着需求,在规模上在进行不断的持续扩展现状。在工业建筑当中主要以钢结构以及钢筋混凝土两种作为结构形式。此次探讨以工业建筑结构设计的优势作为出发点,并对以往的经验进行了总结,以下对工业建筑结构设计的复杂性及安全性做了阐述。
1 选择工业建筑结构类型
结构设计在工业建筑当中,一般情况下建筑物会产生相应的变化,是由于生产设备的改变的情况下及生产容量的变化下发生的,而且,要保证工业建筑设备及工业建筑物的使用时间,在工业建筑当中,还应该对其投资预算及建筑结构设计要准求吻合。对于建筑结构类型的有效选择,能够有效确保工业建筑结构设计的科学及合理性。
(1)受力构件,Q345-B和Q235-B钢,一般在工业建筑结构设计过程当中广泛选择的,对于吊车梁的选择,一般为 Q345-C和Q235-C钢,平板台及栏杆的选择为Q235-A钢,这样对于建筑材料的使用上,以国家规定为标准,其力学功能、化学成分上都能够达到。
(2)对于变形掌控以及钢结构应力的准求。在强度设计数值上钢梁应力需要达到90%,强度设计数值在钢柱应力上需要达到95%,在变形容许值上要和钢构件变形需相吻合。在钢柱、钢梁当中一般会选择焊接H型钢,利用墙皮檩条的组合是在檩条加槽钢上使用的,卷边槽形冷弯薄壁型则是在其他的檩条进行使用的,对阵风系统这方面来说,在墙皮檩条的计算当中是不需要考虑的。
(3)在我国,对于建筑结构方面广泛应用的是钢结构及钢筋混凝土。而且。其中最为方便的就属钢筋混凝土,很容易得到建筑材料的,能够很方便的在施工现场及预制进行浇筑,耐腐蚀及耐火性是其中最为显著的特点,而且在建筑范围上有着很广泛的适应性;工业体建筑当中一般为钢结构,能够有效的降低在建筑中的成本,对于施工工期可以大量的进行减短,但是,在耐火、耐腐蚀的设计方面,在钢结构当中是必须要重视的问题,对于钢结构设计的应用,一般会在大跨度以及大空间、振动大的生产建筑中可以广泛的看到它们的身影。
2 分析工业建筑结构设计的数据
结构设计在工业建筑的应用的过程当中,其基本原则因以经济安全为准,对于建筑质量应该最大限度的确保。对国家具体的规章制度一般规格严格遵守并执行,对于相关的设计标准更是如此。分析数据,在工业建筑数据结构当中主要有以下几方面:基本的雪压、最好和最低的温度数据、所使用的场地土的类别、地下的水位数据、地震设防烈度数据以及设计地震的分组数据等等。就目前来看,在工业建筑结构设计当中应该严格遵循国家的规章制度,这是在工业建筑结构抗震设计中必须要注意的问题,这样才能满足工业建筑抗震结构设计过程中的相关要求。
3 工业建筑工程生产工业的需求进行满足
只有满足运输工具和基本的建筑生产方式才是挑选建筑结构类型的实际要求,建筑的防腐性能设计在结构设计当中是必须要做好的工作,以确保防腐蚀功效能够在工业建筑结构设计工作当中发挥其很好的效果。由于在生产工程以及施工工序这两方面直接会受到一定的影响,这就需要在生产流程结构设计当中应该进行很好的处理。以排风通道的设计来讲,在工业建筑结构设计作业当中有着很重要的意义,尤其是对于能够散发一定热量的加工厂房及粉尘的车间的生产当中,对于通风的问题在要求上是非常高的,在隔声带的设计上应该特别注意其科学、合理性,这样才能保证企业的正常运行,不会因外来因素造成不必要的麻烦。
4 处理基础地基
关于处理问题方面来说,关键是构筑物地基和工业建筑物的相关处理,在基础地基处理方案上的挑选,应该综合施工场地的相关状况。比如说:预应力混凝土管桩以及地基处理桩等。科学、合理掌握单桩承载性能是在桩基设计过程当中必须要注意的,对于数值的要求在单桩承载性能特征上为80%以内。对于桩型的挑选,想要最好的必须在固有的建筑间距离相近或新建的建筑物的状态中,由于固有建筑物会给其他方面带来一定的影响,所以在桩基施工作业中要做好防患。浅图层的建筑基础持力层更适合于室外的水沟以及钢梯等,这些均属于是构筑物地基处理或者是次要建筑物的方面,这需要进行有效的处理,要务实处理其原土方面,砂夹石的更换更适合于超挖分层的状况下,对其处理必须进行压实才更为合理。
5 布置空间要科学合理性
科学性的布置好总平面的工作在工业建筑结构设计作业当中是很有必要的,而且有着重要的意义,明确对建筑物的选址和分区,这是根据生产工艺以及生产流程为实际标准的,对于运输管道以及管道相互联的关系不容忽视,必须进行科学、合理的分布,对于公用设施也必须进行有效的分布。公共设施在生产空间当中必须进行有效的划分和配备,比如说行政管理用房、生产辅助用房等。对于划分工作,需要将生产区域的生产区的保管M行合理的处理,对公用设备进行合理的安排,对于企业来说,能够更好的开展各项工作。但是,往往企业也会因为生产行业的特殊性受到极大的影响,例如,在工业建筑当中,有些腐蚀性因素对人体发育有着很大的伤害,像生活区是不能在这样的工业建筑当中的,这样会给人体的健康带来很大的伤害。
6 结束语
综上所述,社会的飞速发展,以及新技术的不断的创新,人类对工业建筑的需求以及要求上不断的提升。因此,在工业建筑结构设计当中,从复杂性和安全性两方面作为出发点,对工业建筑结构设计必须严格要求其遵循准则,对设计进行合理的优化,让工业建筑结构设计在工业实际当中更吻合,从而有效提高我国工业建筑的水平。
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),2015.
[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,2016.
[3]靳晓光.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),2016(27).
关键词:工业建筑;结构设计;复杂性;安全性
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.101
对于工业建筑而言,其结构设计合理与否,不仅决定着工业建筑建设质量,也影响着工业建筑建设资金投入。只有科学的设计,工业建筑结构才会合理,与生产活动和工艺要求等相适应。工业建筑与民用住宅建筑不同,其结构设计更复杂,安全性要求更高,要适应生产活动和工艺要求。介于此,进行工业建筑结构设计的复杂性与安全性分析是必要的,利于加深对工业建筑结构的认识。
1 工业建筑简述
1.1 概念
工业建筑,指的是提供人民从事各类生产活动的建筑物或构筑物[1]。其中,构筑无有烟囱、水塔等,建筑物有化工厂房、纺织厂房、医药厂房等各类型厂房。
1.2 特点
工业建筑主要特点:(1)要有足够的面积和空间;(2)符合生产工艺要求,安全性要求很高;(3)具体的生产活动不同,工业建筑结构形式也不同,要根据生产活动及其特点进行结构设计;(4)屋面排水、通风、采光及构造处理等方面复杂性较高。
2 工业建筑结构设计的复杂性与安全性
2.1 结构选型
由于工业厂房建成后的使用用途不同,不同的工业厂房,其生产工艺等方面要求是不同的[2]。所以,进行工业厂房结构选型时,要充分考虑工业厂房的使用用途、施工条件等因素,不仅要使用材质好、寿命长的材料,还要确保建成后的工业厂房结构能够灵活的适应的生产容量等方面变化。下面对工业建筑常用的结构形式进行了分析:
第一,筋混凝土结构。钢筋混凝土结构,具有建材采购方便、施工便利、耐火耐蚀、现场建筑、成本低等优势。而且,按照这种结构建造出来的建筑,有着很广的适用性,很多厂房都采用钢筋混凝土结构。
第二,钢结构。钢结构一般采用工业化体系建设,工期短、成本低、施工方便,且适用于大跨度、大空间的工业厂房。但是受材质限制,这种结构防火、防腐蚀性能较差,如果工业建筑采用这种结构类型,必须注重防火、防腐蚀方面设计。
从以上内容可以看出,一般情况下,工业建筑结构建议采用钢筋混凝土结构,因为这种建筑结构优势明显,不需要特别注意防火、防腐蚀方面的设计,安全性较高。但是如果是大跨度、大空间、振动较大的工业建筑,适宜采用钢结构。
2.2 平面布置
确定工业建筑选址后,以生产工艺流程为依据进行建筑总平面设计,合理确定各分区、竖向设计、公用设施等[3]。进行工业建筑总平面布置时,除了以生产工艺流程为依据外,还要考虑职工生活用户、生产经营管理用房、福利设施用房,以及污染问题,按照全局角度考虑平面布置。为了确保总平面布置的合理性,设计者可以采用计算机软件辅助设计,如建筑信息模型,基于同一模型设计多种设计方案,优选出最佳平面布置方案。
2.3 生产工艺要求
建造后的工业建筑是用于生产活动的,为了生产活动的正常运作,工业建筑结构设计必要以生产工艺为依据,将生产工艺和生产活动做出结构设计的出发点,这样才能保证工业建筑结构设计合理。
对于工业建筑而言,其生产工艺要求主要体现在三个方面:(1)生产流程。生产流程影响着各部门、各工段平面的次序和相关关系;(2)运输方式及工具。运输方式及工具影响着工业建筑结构类型选用、平面布置等设计工作;(3)生产特点。生产活动具有污染、易燃易爆等特点,做好生产环境、防腐蚀等方面的设计工作。
2.4 防腐蚀设计
工业建筑建成投入使用后,受生产工艺和生产活动影响,生产过程中经常使用或产生酸碱盐类物质,容易腐蚀建筑物。所以,进行工业建筑结构设计时,要特别注重防腐蚀设计。
第一,选用防腐性能好的材料,或对建材采用防腐措施。如,门窗使用木质、塑料、玻璃钢等防腐性能好的材料;金属挂件涂抹耐腐蚀的涂料,在金属表面形成防腐层;地面采用沥青混凝土、花岗岩等材料。
第二,结构构件采用钢筋混凝土材质,同时是混凝土表面涂抹耐腐蚀的涂料。如果结构构件使用钢材,务必要做好防腐蚀措施,必须在钢表面涂抹环氧树脂漆等材质的防腐蚀涂料。
第三,带有腐蚀性的生产活动要集中布置在下风侧或水流的下游,限制酸碱盐类物质腐蚀工业建筑结构。
2.5 防震设计
防震设计是关键的,它在工业建筑结构设计上占据首要位置,因为它直接决定着工业建筑后结构的安全性。根据我国相关规定,工业建筑方防震设计要求比较高,如果不能达到安全性要求,一旦遭受意外的冲击振动,所造成的后果是严重的,特别是生产活动具有易燃易爆特点的,危及工业建筑区内及周围范围内的人员生命安全。因此,进行工业建筑结构设计时,必须合理进行防震设计,符合抗震要求。
当工业建筑结构规则、对称,整体性比较好时,按照工业建筑结构及其抗侧力结构进行抗震设计;当工业建筑结构整体性比较差使,要按照工业建筑结构抗震设计要求采用相应的加强措施,增强工业建筑结构的抗震性;当工业建筑厂房的结构高差比较大时,必须将生产用房与生活用房、管理用房等分开来布置,并分开相邻的抗震缝,便于提高结构的抗震性。此外,抗震缝两侧要布置墙等构件,并按照设计要求合理控制抗震缝宽度。
3 结论
综上所述,工业建筑不同于民用住宅建筑,其结构设计具有较高的复杂性与安全性。为满足工业建筑结构设计的复杂性与安全性要求,要认真的进行工业建筑结构选型、总平面布置、防腐蚀设计、防震设计等工作,使工业建筑结构设计符合生产工艺要求,满足建造后的使用用途,达到相关设计标准。
参考文献:
[1]潘绍洁.工业建筑结构设计的复杂性及安全性[J].科技展望,2016(07):33.
[关键词]结构设计;复杂性;安全性
随着我国经济的快速发展,建筑业也随着这股发展的大潮获得了迅速的发展,其中发展最快的要数工业建筑。工业建筑不仅要满足企业进行日常生产活动的需要,还要满足企业进行安全生产的需要,同时也要兼顾建筑外表的美观性。建筑结构设计直接影响着整个建筑的造价,还影响着建筑的内部空间布局和外观,因此,在建筑施工前一定要做好建筑的结构设计。但是实际的设计工作是一项十分复杂、专业性非常强、涉及到的因素非常多的系统工作,因此,要做好设计工作并不容易。下面本文就对工业建筑结构设计的复杂性与安全性进行分析研究,并提出有针对性的措施。
1工业建筑结构类型的选择
在生产过程中,由于生产设备和生产材料的影响,建筑物一般会发生一定程度的变化。在进行建筑结构设计时,不仅要考虑建筑物的使用功能,还要对建筑投资进行一定思考,这就对建筑结构设计提出了较高的要求。针对不同的要求,选择合理的结构类型,不仅能保证建筑物的科学合理性,还能节省大量的投资,提高经济效益。
2建筑结构设计数据分析
在进行工业建筑结构设计时,要兼顾成本与安全,在保证建筑质量的前提下,最大限度的减少建筑成本。对建筑结构的设计数据进行全面的分析比较,确保其符合国家相关标准和行业规章的要求。分析的设计数据主要包括:雪载荷基准压力、环境的最高和最低温度、地下水深度、地震相关数据等。通过分析比较,对于不符合的数据采取有效的措施进行整改,确保建筑结构设计符合国家的规章制度要求。
3满足工业生产需要
建筑的结构要满足工厂进行生产时所需运输工具的需要和进行基本生产的需求,为生产制造提供优质的服务。同时还要做好整个建筑的防腐设计,在某些较恶劣的生产环境下,会对建筑造成腐蚀,如果防腐设计不合理,没有对建筑的结构进行保护,在腐蚀环境的长期影响下,整个建筑结构的完整性会遭到破坏,进而严重威胁到生产工人和机械设备的安全。因此,在进行工业建筑结构设计时,要针对不同情况做好有针对性的防腐施工,确保建筑在恶劣的生产条件下具有较高的耐腐蚀性能。工业建筑的通风设计也是非常重要的,特别是对于有粉尘的车间、生产过程中所使用的有毒有害物质具有挥发性的车间、生产空间较小的车间,对于这些类型的车间尤其要做好通风设计。
4建筑地基处理
某些对地基有特殊要求的工业建筑,在进行设计时,要对周围的环境进行详细的勘察,并对收集数据进行详细的分析研究,制定出适宜的地基处理方案,以保障工业建筑的安全。地基处理的方式,要根据实际情况进行选取,主要的处理方式有:钻孔灌注桩、预应力混凝土桩、钻孔沉桩等。在施工地点与周围建筑距离较近的情况下,要对周围的情况进行分析,并请来专家讨论,选出最佳的处理方案,然后按照处理方案的要求进行地基处理。对于要求不高的建构筑物的地基处理,可以采用填土压实作为地基即可,压实度要现场测量并符合设计的要求。在进行地基处理时,要具备有效的监督机制,现场安排监督检查人员,确保整个地基处理完全按照设计的要求进行,确保地基处理的施工效果。
5科学进行空间设计
在进行工业建筑结构设计工作时,要根据实际的生产需要,进行总平面的布置,既能满足方便生产的需求,又能最大限度节约空间。各类建筑物的选址和空间布局,要考虑运输道路和管道走向,确保能充分利用道路的运输能力,并符合管道的走向要求。生产工作区和生活区一定要划分开来,并且之间的距离要符合国家相关规定和安全要求,确保生活区不会受到生产工作区危险源的影响。生产工作区也要根据实际生产要求,统筹规划,做好各类工业建筑的分区,确保各个建筑之间具备一定的安全距离,进而保障危险的建筑不会对其他建筑造成影响。生活区的设置,要保障人员的日常生活需要,各个生活建筑物的设计要合理,且符合人们的生活需求,为人们提供优质的生活服务。
6结语
综上所述,随着我国工业的不断发展,对工业建筑的要求也会越来越高,这就对工业建筑设计提出了较高的要求。在进行工业建筑设计时,一定要牢记安全第一的原则,以保障生产人员的安全为第一要务。设计时,要从工业建筑的实际情况出发,严格遵守国家相关法律法规和行业规章制度,确保整个工业建筑的设计符合实际生产要求。本文对工业建筑结构设计的复杂性与安全性进行了一定的分析研究,指出了其中比较关键的设计部分,希望能对从事工业建筑结构设计的人员有一定的启发,从而进一步提高我国的工业建筑水平。
作者:刘斌 单位:山东省冶金设计院股份有限公司
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,2015,(08):20-22.
【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)
关键词:工业建筑结构设计安全性复杂性
中图分类号:[F287.2] 文献标识码:A 文章编号:
1、工业建筑的概述
1.1 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。
1.2 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
2.1 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:
2.1.1 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。
2.1.2 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。
2.1.3 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。
2.2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。
2.3. 符合工程生产工艺需求
2.3.1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。
2.3.2 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。
2.4 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。
2.5 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。
2.6 防腐蚀设计
2.6.1 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。
2.6.2 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。
2.6.3 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,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.
关键词:工业建筑;复杂性;安全性;结构设计
Abstract: this paper compared to industrial building and civil construction of different, expounds the structure design of the industrial architecture on the characteristics, and in the light of this in its complexity and safety analysis.
Keywords: industrial architecture; Complexity; Safety; Structure design
中图分类号:TB482.2文献标识码:A 文章编号:
一、工业建筑的概念与特点
工业建筑,顾名思义与民用建筑不同的是,特指为了人们方便进行各类生产活动而特别建造的构筑物,例如厂房、水塔、烟囱等等。工业建筑的特点包括有:1、必须满足生产工作的要求;2、必须要有宽敞的面积、空间;3、建筑技术要求高;4、根据生产工作的内容不同而有不同的特征,构造处理较为复杂。
二、工业建筑进行结构设计的原则
根据工业建筑的特殊性,其结构设计与民用建筑相比要复杂得多,而且会更注重和讲究安全性能。这一点我们从工业建筑的结构设计原则上就可见一斑。
(一)满足生产工艺要求的原则
因为工业建筑的用途,是为了生产生活的运作,因此结构设计的方案就必须以生产为基本出发点,在工艺上的要求如下:
1、注意生产流程,不能影响之后生产过程中,各工段的次序与相互关系;
2、注意结构类型,满足运输工具以及方式的要求;
3、注意进行防腐蚀设计,确保建筑物具备防腐蚀的卫生要求。
(二)合理选择结构形式的原则
工业建筑根据建造后的用途,会有不同的生产工艺、生产要求,因此也要注意采用不同的材料和施工条件,要综合这些因素选择出一套最适宜的结构体系。目前常用的是钢筋混凝土结构与钢结构:
1、钢筋混凝土结构的建筑材料比较容易获得,施工便利,既能预制也能在现场进行浇注,而且耐火耐蚀,建造出来的建筑适应面较广。目前我国的厂房常用的就是钢筋混凝土结构;
2、钢结构可以采用工业化体系进行建筑,既能节省成本,又能缩短工期,但是要注意防火和防腐蚀方面的设计。目前钢结构在我国多用于大跨度、大空间又或是振动较大的生产车间建造上。
(三)营造良好的生产环境的原则
1、根据工业建筑的用途,注意其采光与照明等是否能满足生产工作的要求;
2、设计出良好的排风通道,特别是针对一些散发热量的热加工厂房或是生产有粉尘的车间,更要重点解决通风的问题;
3、采取降噪措施或是设置隔声间,确保生产与生活互不影响;
4、必须在建筑平面、空间结构等方面,采取相应的手段以确保一些具有特殊工艺要求的车间,也能正常顺利的使用;
5、考虑到将来生产工作的压力,工业建筑也同样不能忽略舒适性,在内外整体环境的设计上,应更注意色彩的运用以及绿化的点缀等。
(四)空间合理布置原则
总平面布置应该是工业建筑结构设计的首要环节,应结合生产工艺与生产流程,确定选址、布局和分区,特别是管道与运输道路的分布等,还要配置一些公用的设施。除此之外,在生产区还应注意划分经营管理用房、行政管理用法以及生产辅助用房,这些用房一般而言可以设在生产区内,以方便开展工作,但是针对一些较为特殊的生产行业,如一些带腐蚀性的或是不利于人体经常接收的元素等的情况下,就应该把这类用房划分到生活区内。因为总平面的布置还必须考虑到污染的问题与环境保护的问题。在生活区内的生活用房包括卫生用房、保健用房以及餐厅、休息室等。无论是生产区还是生活区,布置的关键是分隔与联系,应以发展的角度综合各方面因素进行考虑,另外也可以通过多方案比较,或是计算机辅助设计的方法,来选定布置的最佳方案。
(五)防腐蚀设计
由于在许多工业的生产过程中会使用到或者是产生酸碱盐等侵蚀性溶剂,因此生产环境内的空气、水质以及土壤,都会含有侵蚀性物质,导致建筑物被腐蚀。因此,在工业建筑上要特别注意防腐蚀的设计。
第一,我们可以限制侵蚀性溶剂对周围环境进行腐蚀的作用范围。对于带有腐蚀性的生产厂房尽量集中、垂直的布置在下风侧或水流的下游,并建设足够的排队坡度以及布置排水明沟。厂区内,长期输送侵蚀性液体或气体的通道必须集中埋置在下层,避免影响到其他的正常管道。厂区外,排除污水的出口应与建筑保持一定的距离,最好能远离人群的聚居地。
第二,在工业建筑的结构设计、空间布置以及材料选择等方面进行防腐蚀的措施,从源头上制止或减轻腐蚀的发生。我们可以采用敞开式或是半敞开式的建筑,保持良好的通风环境。除了通风外,围护结构还应考虑到温度和湿度的情况。门窗的材质可以选择木质、塑料或者玻璃钢,其余的金属构件也应当在表面涂抹上耐腐蚀的涂料。至于地面或楼面,可以做成耐酸碱的地坪,如选取沥青混凝土、水玻璃混凝土、聚氯乙烯、玻璃钢、陶瓷、花岗岩等作为面层材料,另外隔离层的材料可以选用石油沥青油毡或是再生橡胶油毡等。其他的建筑部位,也都应该采取相应的耐腐蚀材料以及构造措施,尽量降低被腐蚀的可能性。
防腐蚀建筑一般以钢筋混凝土结构为佳。在含有强腐蚀性气体且处于高湿环境中的梁、板、柱、屋架等钢筋混凝土承重构件,除提高混凝土的标号、密实性和加大钢筋保护层外,表面尚须涂以耐腐蚀涂料(如沥青漆、环氧树脂漆等)。如果建筑物采用钢、铝等金属结构,除加强节点构造和表面防护外,进行结构计算时要适当提高安全度。砖木结构一般仅用于腐蚀性介质影响不大的建筑物,承重砖墙宜用不含石灰质的砂浆砌筑,木材表面也要作防腐处理。建筑物的基础部分,为了防止生产过程中侵蚀性液体渗入地下造成腐蚀,防止杂散电流漏入地下引起钢筋的电化学腐蚀,防止含有侵蚀性介质的地下水和地基土壤造成危害,必须采取地面的防渗堵漏和排水设施,选用合适的基础材料,加强混凝土中钢筋保护层,对基础表面作防腐蚀处理并增加基础埋深等。
另外,我们还可以通过利用一些稀释手段对侵蚀性物质进行处理,然后排放。
(六)防震设计
我们都知道,现代建筑工程在结构上都反复强调防震抗震的要点,它占据了结构设计安全性的第一位。实际上在工业建筑中,结构防震抗震的要求更高,因为涉及到生产过程中的原材料、生产方法和成品等的特殊性,如果没有做好防震抗震的设计,一旦出现意外所带来的破坏力很可能是毁灭性的,特别是一些易燃易爆方面。我国也属于多地震的国家之一,尽管发生大型地震的频率不高,但是建筑结构的防震设计必须加强重视。
三、小结
随着目前高科技产业的发展势头,对于工业建筑的要求也越来越高,工业建筑的结构设计也面临了不少新的挑战。但是,无论如何发展,在对工业建筑进行结构设计的时候,设计者都必须做到能够充分理解该建筑的要求与用途,根据其生产工艺流程多琢磨,并且要符合设计的安全性原则,如此才能设计出既满足生产使用的要求,又能保障生产安全的建筑作品来。
参考文献:
[1]周铁军,袁渊,王雪松.工业建筑中的可持续性设计初探[J],重庆建筑大学学报,2005,27 (1) :8211
[2]G B 5001122001,建筑抗震设计规范[ S]
[关键词]工业建筑; 混凝土结构; 加固改造技术
中图分类号:TU27 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0225-01
一、工业建筑结构加固改造原则
工业建筑的加固改造一是要遵循安全性原则,设计具体的加固改造方案时要将保障生产安全性放在首位,在安全生产的基础之上拓展工业建筑的可利用空间,完善工业生产设施建设。二是应遵循经济性原则和可行性原则,建筑加固的主要目的是要提高工业生产安全性,谋求更加广阔的利润空间,在设计改造方案时要将改造成本控制考虑在内,选择更为经济可行的设计方案。我国的工业厂房一般由屋盖、柱和制动梁等部分进行支撑,主要有横向框架、屋盖结构和支撑体系等集中框架支撑结构,单层厂房的承重结构主要采用横向框架结构,由屋架、屋盖和柱等部分组成,可以承担工业厂房自重、恶劣天气等带来的负荷,起到加固厂房的作用。设计工业建筑加固改造方案时要考虑建筑本身的优缺点,有针对性地进行重点加固或者全面加固改造,将加固改造给企业带来的影响降到最低限度,结合工业建筑的改造目的和实际需求设计加固方案,针对不同的工业厂房的应用条件,考虑不同厂房结构设计的因素。
二、混凝土结构设计相关内容
工业厂房加固主要应考虑其框架支撑体系、框架体系和混合支撑体系等三个方面的加固设计,其中框架支撑体系是将支撑体系中横向的部分设计成钢接框架,纵向的部分设计为柱形支撑体系,可以提高建筑物对水平方向的承载力,但不适用于所有的工业建筑结构。框架体系是将建筑原本的横向结构和纵向结构都设计成钢接框架,不需要柱间支撑作为辅助,采用截面施工形式,在实际施工应用中受空间的影响较小但原材料的用量较多,施工建设成本也较高。混合支撑体系采用的是钢架和支撑体系混合的加固改造设计模式,可以有效地减少柱间的纵向弯矩,对工业建筑的刚度有一定的要求,在保证楼面刚度需求的基础上,能够有效地实现工业建筑柱间支撑。工业厂房的混凝土加固改造设计不仅要满足企业的生产发展要求,同时要保证建筑的施工成本,在成本控制和满足工业发展要求的基础上实现建筑加固改造,选择工业建筑结构加固改造设计方案时要考虑企业长久的发展目标,不仅要从空间上扩大厂房利用面积,还应为企业未来发展创造弹性空间,保证建筑结构加固改造设计的合理性和有效性。
三、工业建筑结构加固改造设计
工业建筑的加固改造设计应结合工业发展利用建筑新技术进行加固设计,很多工业建筑的加固改造都存在混凝土结构强度不够、建筑延展性较弱、改造成本过高且工程周期较长等问题,导致工业建筑在功能便利性和安全性方面都存在一定的问题,设计加固改造方案时应综合考虑建筑现有的混凝土结构、桩基础和厂房功能建设需求,有针对性地进行综合改造。下面主要介绍几种工业建筑加固改造技术。
(一) 增大截面加固技术。增大截面加固方法在建筑梁、柱、板和墙结构加固设计中运用较广,通过钢筋网砂浆层或者钢筋混凝土结构增加原有的建筑结构截面,可以有效地提高建筑物的承载能力,在新旧建筑混凝土混合面可通过配置锚固件或剪切摩擦筋连接新旧两部分,保证建筑结构承载力的同时保持结构整体一致。具体施工时若只有梁的单面或者双面配置有钢筋,应选择和原受力钢筋相近的受力钢筋,通过焊接短筋的方式进行连接,焊连的短筋直径不能小于原有的受力钢筋的直径,间距应控制在50厘米以内。如果工业建筑梁的单面或者双面采用的是钢筋混凝土,应保证现有的受力钢筋和增加的受力钢筋距离较远,通过焊接或者U形箍筋连接新旧受力钢筋,焊接弯起的短筋直径应小于原受力钢筋的直径,间距保持在50厘米以内。如果需要同时增加建筑梁的配筋和截面,可采用化学植筋连接新增的梁纵筋和原有建筑的柱形结构,利用U形箍筋穿过楼板焊接成封闭箍筋,设置拉结筋保证工业建筑的加固部分和原有建筑部分之间能够有效地协同工作。
(二) 粘钢板加固技术。该方法主要运用在钢筋混凝土结构受损部位的表面粘贴钢板进行加固处理,工业建筑的空间较小无法扩大截面尺寸时可以采用粘钢板加固技术进行加固,将钢板粘在建筑梁的底部,增加梁体的强度提高建筑梁体的抗弯承载力,通常除了底部粘钢板以外,还可在梁的两边增加钢箍以提高梁的抗剪承载力,但要根据梁体本身的截面尺寸和受力情况确定钢板的尺寸,固定钢箍时要在梁的两侧保持一定的距离,间隔一定距离将钢箍粘在梁的两侧并用铆钉固定,钢板和钢箍之间要紧密焊接在一起,之后用混合砂浆涂在钢板外面作为保护层,粘钢板加固技术可以在一定程度上降低工业建筑空间体积的限制,有效地提高建筑的承载力和抗剪承载力。
(三) 置换混凝土加固技术。置换混凝土加固技术就是利用高强度等级的混凝土置换原有的工业建筑结构中的混凝土,一般主要是在原有的建筑结构受压区强度差异影响,或者建筑局部损坏严重时使用此方法,当工业建筑的承重构件缺失时采用局部混凝土置换加固,虽然能够节省一定的人力资源和施工成本,但必须注意保证新旧混凝土结合部分的加固效果。
(四) 粘贴纤维复合材料加固技术。该方法是在工业建筑结构中钢筋混凝土受弯、受拉构件等粘贴碳纤维或者玻璃纤维等复合材料进行加固,粘贴的纤维复合材料要能够承担主要的应力作用,并在复合材料的表面进行特殊的防护处理,和粘贴钢板加固技术相似,高温环境或者特殊条件下可以使用无机胶粘贴剂,这种方法在近年来的工业建筑结构加固处理中使用较为广泛,通过实际的研究和工程实践证明,该方法已经成为了一种安全可靠的建筑结构加固技术。
(五) 增设支点加固技术。该方法主要是在建筑结构内增设支点以减小建筑结构的跨度或位移程度,提高工业建筑结构的受力状况,是一种传统的间接加固技术,一般运用于对工业建筑结构的外观或者内部功能影响较小的部件如梁、板、桁架等进行加固施工,根据支点支承结构和建筑构件受力能力的不同,可以将该技术分为刚性支点加固技术和弹性支点加固技术,使用该技术之前要在详细了解原有的工业建筑构件的基础上,根据建筑构件的变形状况选择不同的支点加固法。
四、结语
现代工程建筑结构的发展过程表明,工程结构的维修改造技术已经成为了建筑维护的重要环节,进行建筑结构加固改造设计之前,要对原有的建筑物结构进行详细的鉴定,根据建筑实际情况选择合适的改造加固技术。
参考文献