工业建筑结构设计的复杂性和安全性问题

摘要：随着我国经济的快速发展，建筑业也随着这股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。本文针对工业建筑结构设计的复杂性和安全性问题进行了简要分析。

关键词：结构设计；复杂性；安全性

一、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。设计中钢梁、钢柱通常会选择H型钢，墙梁檩条通常选择轻型H型钢及卷边槽形冷弯薄壁型钢组合，其他的檩条一般选用的则是卷边槽形冷弯薄壁型钢，一般在对墙面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；钢结构在工业建筑中的应用，可促使建筑成本得到显著的降低，并且可有效缩短施工工期，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。

二、工业建筑结构设计的复杂性和安全性

2.1工业建筑结构的选择

工业建筑的主要功能是为工业生产提供合适的场所，不同种类的工业生产活动对工业建筑的要求也有所不同。因此，在选择工业建筑结构时，必须全面考虑建筑的用途以及施工条件等因素，不但要选择性能好、寿命长的建筑材料，而且需要保证建筑的结构具有一定的灵活性，满足生产容量等方面的变化。不同建筑结构的特点如下：第一，钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构的优势在于建筑材料的采购相对方便，施工过程简单，可以采取现场建筑的方式，并且具有施工成本低，耐腐蚀性与耐火性强的特点。采用钢筋混凝土结构的建筑具有较强的适用性，应用范围比较广泛，大多数工业建筑均采用钢筋混凝土结构。第二，钢结构。钢结构的优势在于其建设工期短，施工过程简单以及施工成本低，适合应用在跨幅相对较大，需要大量空间的工业建筑中。但是，由于建筑材料的特点，造成这种结构的耐腐蚀性以及耐火性能相对较差，如果工業建筑选择这种结构，需要增加抗腐蚀以及防火方面的措施。在为工业建筑选择建筑结构时，通常会选择钢筋混凝土结构，这是由于其具有明显的结构优势，不需要另外采取防火以及耐腐蚀措施，具有很高的安全性，但是，在工业建筑跨度较大，空间较大的情况下，更适合选择钢结构。

2.2工业建筑的平面设计

在工业建筑的建设过程中，首先要选择合适的位置，在位置确定后，需要根据生产工艺流程进行建筑的平面设计，确定建筑内的分区。在进行工业建筑平面设计的过程中，不但要以生产工艺流程为依据，而且需要考虑到设置生产管理区域、员工福利设施区域等，同时要考虑到环境污染问题，从全局角度出发，对工业建筑进行科学合理的平面设计。为了实现以上目标，设计人员可以使用设计软件作为辅助，通过设计软件建立建筑的信息模型，制定出多种不同的设计方案，再从中选择最合理的设计方案。

2.3生产工艺要求

工业建筑的作用是为工业生产提供空间，因此，为了保证工业生产的正常进行，必须根据生产工艺要求进行建筑结构设计，提高工业建筑结构设计的合理性。对于工业建筑的生产工艺要求包括以下几点：第一，生产流程要求。生产流程是影响不同部门与工段的顺序与相互关系的关键因素。第二，运输工具与方式。运输工具与方式是影响工业建筑的结构选择以及平面设计的主要因素。第三，生产活动特点。如果生产活动会造成环境污染，需要做好环境保护方面的设计。第四，生产设备动力荷载，若生产设备具有较大的动力荷载或振动时，需要充分考虑对结构的影响，充分计算后采取必要的措施。

2.4工业建筑的抗震设计

在建筑设计中，抗震设计是最关键的环节之一，其设计的合理性直接影响建筑结构的安全性与可靠性。工业建筑对抗震设计的要求相对较高，如果无法满足抗震要求，在发生地震时会造成严重的后果。所以，在工业建筑结构设计中，必须采用科学合理的设计方案，确保工业建筑能够满足抗震要求。如果工业建筑的结构的整体性与对称性较好，需要根据建筑结构与抗侧力结构进行抗震设计，但是，在建筑结构的整体性相对较差时，则需要根据工业建筑结构抗震设计要求加强抗震措施。如果建筑结构的高度差较大，需要在平面设计时将生产区域与管理区域分开，同时将相邻的抗震缝分开，有效的提高建筑抗震性。此外，需要在抗震缝的两侧布置墙等构件，同时根据设计要求对抗震缝的宽度进行严格的控制。在对由较大振动荷载设备的设计时，经过计算确定设备基础与结构的预留缝宽度，通常设备基础与建筑结构从基础开始设缝整体分开，防止设备运行产生的震动对结构的影响。

三、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：

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[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）.

（作者单位：本钢设计研究院有限责任公司）

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