工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復(fù)雜性和安全性問題

徐建

中國瑞林工程技術(shù)有限公司 江西南昌 330031

控制工業(yè)建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量是一個系統(tǒng)并具有較強復(fù)雜性與安全性的過程。需要處理好工程中的各個環(huán)節(jié)，進(jìn)而保證項目的質(zhì)量和安全能夠達(dá)標(biāo)。在控制項目設(shè)計質(zhì)量時，要求格外重視項目團(tuán)隊的建設(shè)，重視提升設(shè)計人員的素質(zhì)，使工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠符合最終的目標(biāo)。

1 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的等效永久荷載設(shè)計

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，需要求出結(jié)構(gòu)內(nèi)力，對于整個設(shè)計過程而言，該值意義重大，必須進(jìn)行合理運算，盡可能減小誤差。從整個設(shè)計過程來看，要按照制訂結(jié)構(gòu)方案→全面分析內(nèi)力→進(jìn)行截面設(shè)計的步驟完成。其中，方案制訂及截面設(shè)計所用方法與各類建筑結(jié)構(gòu)基本相似，但相比之下，內(nèi)力分析方面有著明顯區(qū)別。因此，對于設(shè)計人員而言，必須提前明確工程抗力等級，借此得到不同荷載作用對應(yīng)值，促使最終結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)定。目前，結(jié)合工業(yè)建筑功能需求來看，當(dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化時，適用情況隨之改變，必須按照實際情況靈活調(diào)整，使其產(chǎn)生最大作用。同時，還需對上述情況各方面問題進(jìn)行驗算，保證結(jié)構(gòu)全部達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，不可出現(xiàn)任何偏差。因此，為保證荷載有效性，設(shè)計師須注重如下問題：（1）將可變荷載變成等效永久荷載（若能達(dá)到指定要求，應(yīng)當(dāng)由具體規(guī)范著手，直接選用）；（2）明確荷載組合系數(shù)，求得組合值，進(jìn)而求得結(jié)構(gòu)內(nèi)力；（3）由整體層面出發(fā)來探討，確保結(jié)構(gòu)整體及各方面完美協(xié)調(diào)。而內(nèi)力分析過程中，應(yīng)當(dāng)將工程視作若干構(gòu)件組成，根據(jù)不同構(gòu)件受力表現(xiàn)，待明確等效永久荷載時，基于靜力算法直接求出結(jié)構(gòu)內(nèi)力。如果是超靜定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，必須以非彈性變形出現(xiàn)為前提，按照當(dāng)時塑性內(nèi)力重分布情況準(zhǔn)確求出內(nèi)力。

2 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中基礎(chǔ)設(shè)計的設(shè)計要點

2.1 獨立的基礎(chǔ)設(shè)計

獨立的基礎(chǔ)設(shè)計理念分為兩種，分別是柔性以及剛性，在進(jìn)行獨立基礎(chǔ)設(shè)計的時候，要結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕さ牡鼗临|(zhì)特點，例如說：地基土壓實密度很大而且壓縮性比較強的話，那么施工的時候最好就要運用剛性的獨立基礎(chǔ)設(shè)計，如果當(dāng)?shù)厥┕さ牡鼗临|(zhì)特點是其他情況的話就采用柔性基礎(chǔ)，目的是為了有效的避免由于地基土的壓縮從而引發(fā)的不均局沉降[1]。

2.2 樁基礎(chǔ)的設(shè)計

因為樁基礎(chǔ)設(shè)計方法的荷載承受能力比較強，一般這種情況下，工業(yè)建筑當(dāng)中上部結(jié)構(gòu)有幾率會出現(xiàn)承載能力不足的情況，則要在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計類型選擇加固的時候，采用樁基礎(chǔ)設(shè)計的預(yù)防措施。樁基礎(chǔ)設(shè)計由于樁身的部位比較長，所以能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)的上部荷載全部轉(zhuǎn)到土層深處，從而能夠有效的控制地基發(fā)生沉降的問題，在樁基礎(chǔ)設(shè)計的正中部位進(jìn)行加密布樁，從而延長中部樁的長度，有效調(diào)節(jié)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中樁基礎(chǔ)設(shè)計的承重能力。

2.3 箱形以及筏型基礎(chǔ)設(shè)計要點

箱型或者是筏板形基礎(chǔ)的使用情況是，主要用于地基土承載能力不平均，或者是高層建筑建設(shè)對于地基基礎(chǔ)承受力要求很大的場合。除此之外，如果在工業(yè)建設(shè)中，有地下室的情況下，也可以運用筏板基礎(chǔ)，讓其發(fā)揮出基礎(chǔ)的作用，又可以作為地下室的地面使用。箱型基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)設(shè)計的主要難點區(qū)別為箱型基礎(chǔ)與筏形基礎(chǔ)設(shè)計其中一個需要降低基礎(chǔ)整體彎曲應(yīng)力而另一個不需要，所以，可以把上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)看為一體。

2.4 樁箱的基礎(chǔ)和設(shè)計要點

樁箱基礎(chǔ)是用于樁基礎(chǔ)以及箱形基礎(chǔ)，樁箱基礎(chǔ)的特點是：抗彎的強度比較高、卸載的能力較強而沉降的能力比較小。所以此措施經(jīng)常性的用于地基上建設(shè)工業(yè)建筑，特別是高層建筑以及強度很大的重型建筑，也適用于沉降要求比較嚴(yán)格的工業(yè)建筑。樁箱基礎(chǔ)的設(shè)計難點是布樁方式的選擇問題，因為不同地點的地基土質(zhì)的差異性很大，要是運用全場布樁的措施會讓各個樁體樁頂?shù)姆戳Τ霈F(xiàn)不同，對基礎(chǔ)底板來說，每一個地方的受力都是不均等的。

3 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化措施

工業(yè)建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)考慮安全使用以及經(jīng)濟效能，充分分析存在的層次及制約關(guān)系，只有將安全使用的效能充分滿足了，才能就工業(yè)建筑的經(jīng)濟性進(jìn)行充分考慮。工業(yè)建筑，其造價衡量時，選擇的指標(biāo)一般為直接性的和間接性的指標(biāo)。其中，就前者而言，包括工業(yè)建筑造價所占的比例、單位面積所需要水泥等材料的數(shù)目以及單位面積需要多少綜合造價，這個指標(biāo)在所有的工業(yè)建筑類型中都較為適用。在工業(yè)建筑造價進(jìn)行衡量時，盡量也考慮間接的經(jīng)濟指標(biāo)。其也囊括多個指標(biāo)，諸如施工的可見度、樓層凈高度多少、工業(yè)建筑可能會伴隨的社會效應(yīng)等。（1）流通空間。進(jìn)行工業(yè)建筑平面的布置時，要充分考慮經(jīng)濟性，也就是基于使用需求充分滿足的基礎(chǔ)，將流通空間盡可能的縮小，這是因為，不管是樓梯，還是電梯，如果有著相對較大的空間，就會使得實際的應(yīng)用空間被縮小，并且，還可能就采光裝飾等有所耗費，如此也就可能使得工業(yè)建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益被相應(yīng)降低。值得關(guān)注的是，進(jìn)行工業(yè)建筑平面的布置時，不能僅僅追求經(jīng)濟效益而不去考慮其美觀及舒適度。（2）柱網(wǎng)設(shè)置。就常規(guī)工業(yè)建筑而言，其一般有著8．4m×8．4m的柱網(wǎng)設(shè)置，如果將柱網(wǎng)設(shè)計的太過于大，就會使得工業(yè)建筑梁不斷升高、配筋也不斷增加，其造價必然提高。所以，要將進(jìn)深進(jìn)行控制，使得它們不能高于12m，如此才會使得工業(yè)建筑結(jié)果相對合理。柱外側(cè)可進(jìn)行懸挑的考慮，如此不僅使得工業(yè)建筑的完整度得以保證，其空間感還將大幅提升。（3）工業(yè)建筑物的體積和面積設(shè)計。大多數(shù)情況下，體面積越大，工程造價越高，故在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，要將面積比例進(jìn)行盡可能的控制，并且采取科學(xué)模式使得有效面積不斷增加。（4）工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)。對工業(yè)建筑物而言，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)是其骨架，基于材料劃分來看，可以將工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)分為砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語

控制工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量可謂一個具有較強綜合性的工作。需要較好地處理好工程中的各個環(huán)節(jié)，依據(jù)設(shè)計計劃將各個問題在設(shè)計過程中得以妥善的處理，進(jìn)而保證項目的質(zhì)量和安全能夠達(dá)標(biāo)。