探討工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的相關(guān)問題

探討工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的相關(guān)問題

摘要：隨著我國工業(yè)建設(shè)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，同時(shí)也伴隨著在工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮的因素也越來越多，本文就根據(jù)環(huán)境及自然界對(duì)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的影響因素，以及在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中相關(guān)問題進(jìn)行闡述。關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑環(huán)境；影響因素中圖分類號(hào)：[F287.2]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1建筑環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的影響隨著世界的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)工作環(huán)境也提出了更高的要求，對(duì)工業(yè)建筑的要求，已經(jīng)不是僅僅滿足生產(chǎn)需求，良好的建筑環(huán)境即廠房內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境也逐漸成為人們關(guān)注的問題。1.1內(nèi)部環(huán)境工業(yè)建筑室內(nèi)環(huán)境比較復(fù)雜，有高溫、低溫、酸堿、潮濕等環(huán)境。例如大型的軋鋼工廠，它對(duì)于廠房主體結(jié)構(gòu)的要求必須是耐高溫，地面耐磨、耐腐蝕，墻體材料必須是非易燃材料；其次還要考慮到通風(fēng)，良好的空氣流通能帶走加工產(chǎn)生的余熱、污濁氣流和有害氣體，降低了環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的損害，同時(shí)也提高了廠房內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，保證廠房內(nèi)部溫度穩(wěn)定，改善了工人的工作環(huán)境。對(duì)使用和存放侵蝕性介質(zhì)的房間均需按照建筑防腐蝕設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)裝有侵蝕性液體的槽罐盡可能采用局部抽風(fēng)系統(tǒng)，以縮小腐蝕性氣體的影響范圍。對(duì)于受水汽腐蝕的鋼構(gòu)件需涂以耐蝕性高的防腐涂料。1.2外部環(huán)境對(duì)于工業(yè)建筑而言，其外部環(huán)境也逐漸被人們所重視，尤其是現(xiàn)代化的廠房周邊的附屬設(shè)施的合理安排布置，以及廠房產(chǎn)生的廢水、廢氣、噪聲等等。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于工業(yè)建筑外部環(huán)境的各種規(guī)定相繼出臺(tái)，如《GBJ073-2001潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》就嚴(yán)格規(guī)定了廢氣廢水，噪聲污染的治理等級(jí)。合理的建筑結(jié)構(gòu)布局與設(shè)計(jì)，能夠在不同程度上對(duì)廠房外部環(huán)境起到改善作用。如室外管廊的合理選材、選型，由灰色的混凝土改為海藍(lán)的彩鋼板，由砼框架改為鋼桁架，這樣就能成就了廠區(qū)一道亮麗的風(fēng)景。如工廠的廢水廢氣通常都必須經(jīng)過處理，達(dá)標(biāo)后才能排放出去，所以處理設(shè)備的安置，與主體廠房的關(guān)系都是至關(guān)重要的，這些在做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是應(yīng)該考慮的。對(duì)于產(chǎn)生噪聲大的工業(yè)建筑，在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該考慮是否采取隔聲、吸聲效果好的材料，是否采取密閉的環(huán)境，或者是在廠房的周邊增加隔聲帶等等。工業(yè)建筑的環(huán)境與工作人員們息息相關(guān)，優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者必須充分考慮到各類因素，通過合理的結(jié)構(gòu)選型、布置來達(dá)到經(jīng)濟(jì)與適用的完美結(jié)合。2自然界對(duì)結(jié)構(gòu)的影響2.1雨雪天氣近年來由于環(huán)境污染的加劇，大氣中的硫化物增多，它們會(huì)在氧化后形成酸雨，酸雨使非金屬建筑材料（混凝土、砂漿和灰砂磚）表面硬化水泥溶解，出現(xiàn)空洞和裂縫，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，如圖1。由于酸雨的腐蝕建筑材料變臟，變黑，影響城市市容質(zhì)量和城市景觀，被人們稱之為“黑殼”效應(yīng)。我國霧都重慶“黑殼”效應(yīng)相當(dāng)明顯。冰雪積水導(dǎo)致的鋼結(jié)構(gòu)廠房銹蝕的現(xiàn)象已經(jīng)相當(dāng)?shù)钠毡?。圖1酸雨造成的鋼筋腐蝕圖2地震造成的結(jié)構(gòu)破壞2.2地震地震作用的水平方向的力是建筑結(jié)構(gòu)承載力的薄弱環(huán)節(jié)，因此地震作用帶給建筑物的破壞也是比較嚴(yán)重的，如圖2所示。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不論是民用建筑還是工業(yè)建筑，抗震設(shè)計(jì)越來越受到設(shè)計(jì)師的重視?？拐鹨?guī)范規(guī)定，抗震設(shè)計(jì)要做到“小震不壞，中震可修，大震不倒”。首先在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)所處地區(qū)基本烈度作為抗震設(shè)防依據(jù)，并做好“概念設(shè)計(jì)”，把握三原則：強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件；其次在地基處理上盡量選取對(duì)建筑抗震有利的地段，避開不利和危險(xiǎn)地段。在結(jié)構(gòu)形式上盡量考慮抗震性能好的結(jié)構(gòu)，如鋼結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)等。對(duì)于單層排架工業(yè)廠房，在廠房加設(shè)柱間支撐可以保證廠房縱向排架的剛度和穩(wěn)定，將水平荷載傳至基礎(chǔ)，加強(qiáng)抗震性能。對(duì)輕鋼門式鋼架，支撐系統(tǒng)的設(shè)置對(duì)抗震尤為重要?？傊?，工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所要考慮的因素越來越多，形式也越來越復(fù)雜，作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該更全面的去思考解決問題，使工業(yè)建筑設(shè)計(jì)跟上社會(huì)需求的步伐。3工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要重點(diǎn)關(guān)注的相關(guān)數(shù)據(jù)和地基處理問題3.1主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)本著安全,經(jīng)濟(jì)合理,確保工程質(zhì)量的原則進(jìn)行,并且需遵循現(xiàn)行的國家規(guī)范、規(guī)程,并嚴(yán)格遵守規(guī)范強(qiáng)制性條文。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù):極端最高溫度、極端最低溫度、基本風(fēng)壓、地面粗糙度、基本雪壓、地震設(shè)防烈度、基本地震加速度、設(shè)計(jì)地震分組、設(shè)計(jì)特征周期、場地土類別、地下水位等。特別在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),重要建(構(gòu))筑物的抗震設(shè)防類別和抗震設(shè)防烈度均應(yīng)相應(yīng)提高進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.2基礎(chǔ)地基處理是工業(yè)建筑質(zhì)量的重要保證對(duì)于重要建(構(gòu))筑物地基處理,可根據(jù)場地具體情況選用合適的處理方案,例如人工挖孔樁(嵌巖)、鉆孔灌注樁(嵌巖)、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、地基處理樁等。在進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)時(shí),單樁承載力宜控制在單樁承載力特征值的80%以內(nèi)。當(dāng)新建(構(gòu))筑物距離老建(構(gòu))筑物較近時(shí),需選用合適的樁型,以減小樁基施工時(shí)對(duì)老建(構(gòu))筑物的影響。對(duì)于次要建(構(gòu))筑物地基處理,例如鋼梯、直爬梯基礎(chǔ),室外水溝、電纜溝等可以用較淺的土層作基礎(chǔ)持力層,要求原土夯實(shí),并超挖分層換填一定厚度砂夾石,并壓實(shí)。基礎(chǔ)施工完畢后,應(yīng)及時(shí)分層回填壓實(shí)。4對(duì)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中梁、板結(jié)構(gòu)及其配筋問題的探討工業(yè)建筑荷載較大,梁、柱截面較大,鋼筋大且密,這會(huì)給施工造成一定的難度。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)加大梁截面,減低配筋率,在不能增加截面高度的時(shí)候,可加寬梁截面,盡量使梁柱交接處上部鋼筋疏一些,以利于施工。挑梁宜做成等截面(大挑梁除外),與懸挑板不同的是,挑梁的自重占總荷載的比例很小,做成變截面不能有效減輕自重,所以挑梁盡量做成等截面,不然給施工造成麻煩。挑梁鋼筋宜比計(jì)算值適當(dāng)?shù)姆糯?至于挑梁的底筋,當(dāng)挑梁懸挑大,荷載大,撓度大時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大底筋。板配筋應(yīng)盡量采用大直徑大間距,間距盡量用200,板上下鋼筋間距宜相等,直徑可不同,但鋼筋直徑類型不宜過多。小直徑鋼筋施工時(shí)往往因踩踏導(dǎo)致變形,這樣板支座處鋼筋計(jì)算板厚就會(huì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)澆挑板陽角加輻射狀附加筋(包括內(nèi)墻上的陽角),現(xiàn)澆挑板陰角的板下應(yīng)加斜筋,設(shè)計(jì)中這兩點(diǎn)容易忽略。板厚一般可根據(jù)構(gòu)造需要設(shè)計(jì),但工業(yè)建筑樓面一般須考慮檢修荷載,另樓面上會(huì)有設(shè)備基礎(chǔ),建議板厚相對(duì)取厚一點(diǎn)。特別是有設(shè)備基礎(chǔ)的樓面,雖然設(shè)計(jì)人員考慮了該設(shè)備荷載,在該設(shè)備基礎(chǔ)下設(shè)置次梁來承重。但從現(xiàn)場情況看,如果光設(shè)次梁未加大此樓面板厚,設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)震動(dòng)非常大,給操作人員不適感。所以設(shè)計(jì)樓面時(shí),有設(shè)備基礎(chǔ)的樓面須加大板厚,增加該樓面的剛度,這樣做可以很好的減輕板面的震動(dòng)。板上開洞須在洞口處附加鋼筋,附加鋼筋不必一定錨入板支座,從洞邊錨入即可。板上開洞的附加筋,如果洞口處板僅有正彎距,可只在板下加筋,否則應(yīng)在板上下均加附加筋。留筋后澆的板宜用虛線表示其范圍,并注明用提高一級(jí)的膨脹混凝土澆注。未澆注前應(yīng)采取有效支承措施。5對(duì)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)問題的分析工業(yè)建筑中很多采用鋼結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)考慮到施工方便。在某工程中,堆篷采用輕型門剛結(jié)構(gòu),在斜梁與柱相交處采用高強(qiáng)螺栓連接,結(jié)果現(xiàn)場安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)最下部的螺栓,力矩扳手根本無法完全使用,假如設(shè)計(jì)考慮到施工,采用另外的連接方法,問題就會(huì)解決。水泥廠設(shè)計(jì)中,窯尾大量采用鋼結(jié)構(gòu),梁與梁,梁與柱之間的連接采用高強(qiáng)螺栓連接,交底時(shí)一定要向施工和監(jiān)理方強(qiáng)調(diào)高強(qiáng)螺栓的放置,本人曾經(jīng)在某工程中發(fā)現(xiàn)有的工人把很多螺栓放