工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計要點淺談

王金英

摘? ? 要：隨著工業(yè)快速發(fā)展，工業(yè)廠房建設(shè)不斷增多。在工業(yè)廠房建設(shè)過程中，施工建設(shè)質(zhì)量是核心問題，而結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量直接關(guān)系到工業(yè)廠房穩(wěn)固安全性及綜合性能的發(fā)揮，因此提高工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計水平非常重要?；诖耍疚木凸I(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計要點進(jìn)行了探討，旨在為工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計提高參考，以準(zhǔn)確把握設(shè)計要點，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量及效果，確保工業(yè)廠房施工建設(shè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房;結(jié)構(gòu)設(shè)計;設(shè)計要點

1? 引言

工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著舉足輕重的作用，推動工業(yè)安全穩(wěn)定發(fā)展意義重大。工業(yè)廠房建設(shè)是工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)工程，隨著工業(yè)快速發(fā)展，工業(yè)廠房建設(shè)規(guī)模越來越大，其施工建設(shè)質(zhì)量也越來越受到人們重視。而結(jié)構(gòu)作為建筑結(jié)構(gòu)的支撐主體，其設(shè)計質(zhì)量不僅影響到建筑工程整體功能及效果，而且關(guān)系到建筑安全穩(wěn)定性，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)合理性至關(guān)重要。相對于一般建筑工程結(jié)構(gòu)而言，工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)具有自身特點，在實際設(shè)計中需要考慮的因素也較多，加強設(shè)計要點分析才能更好進(jìn)行設(shè)計，因此很有必要對工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探討。

2? 工業(yè)廠房設(shè)計常用結(jié)構(gòu)類型

2.1? 框架結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)是工業(yè)廠房設(shè)計中使用較多的一種結(jié)構(gòu)類型，是使用鋼筋混凝土梁和柱構(gòu)成的承重體系，具有能夠靈活分隔廠房空間、自重輕、承重好、節(jié)省建筑材料及施工效率快捷等優(yōu)點?？蚣芙Y(jié)構(gòu)廠房中，墻體作為廠房整體維護(hù)與分隔并不承受重量，通常采用預(yù)制混凝土構(gòu)件或是膨脹珍珠巖等環(huán)保型施工材料進(jìn)行砌筑或裝配，這也是其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢所在。另外，框架結(jié)構(gòu)也具有較好抗震效果，而且抗外界影響能力較強，因此具有較好經(jīng)濟(jì)性與實用性，在工業(yè)廠房中有廣泛應(yīng)用。

2.2? 框架+支撐結(jié)構(gòu)

框架與支撐結(jié)構(gòu)結(jié)合也是工業(yè)廠房設(shè)計中常用的一種形式，是將橫向框架結(jié)構(gòu)設(shè)計為剛接形式，而縱向框架設(shè)計為柱的支撐形式，通過立柱間相互支撐實現(xiàn)水平作用傳遞一種支撐和承重形式。該結(jié)構(gòu)形式主要具有建設(shè)成本低、效益高等優(yōu)點，但在實際運用中存在柱支撐對廠房空間有一定影響，且占用較多面積等不足，而且在使用方面受到一定限制，主要適用于橫向長度較短，而縱向長度較長的廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中。

2.3? 鋼結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)廠房具有自重輕、抗震及抗沖擊性能好、剛性大及防火性好等優(yōu)點，因此在很多廠房設(shè)計中都有廣泛應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)形式在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中有著顯著優(yōu)勢。首先，鋼結(jié)構(gòu)建筑施工結(jié)構(gòu)以綠色環(huán)保理念為特點，不僅使用的是環(huán)保性材料，而且施工中產(chǎn)生的建筑垃圾非常少，還可以高能效回收，環(huán)保又便捷，是非常符合環(huán)保理念的一種建筑結(jié)構(gòu)形式。其次，施工操作非常簡單靈活。傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中，不僅施工周期長，而且對施工技術(shù)也往往有較高要求，具有較大施工難度，而鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中，廠房構(gòu)件在制作過程中進(jìn)行了優(yōu)化，非常方便組裝施工，在保證施工基礎(chǔ)上大大提高了施工效率。

2.4? 混合結(jié)構(gòu)

混合結(jié)構(gòu)主要是指鋼結(jié)構(gòu)與支撐結(jié)構(gòu)兩種形式混合使用的設(shè)計形式，目前在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中也有一定應(yīng)用?；旌辖Y(jié)構(gòu)具有能夠在一定程度上降低廠房支柱縱向彎矩及提升廠房結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的優(yōu)點，通過鋼結(jié)構(gòu)與支撐機(jī)構(gòu)作用的充分發(fā)揮，結(jié)構(gòu)間協(xié)調(diào)承重得以保證，因此使工業(yè)廠房更加堅固和耐用。

3? 工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

3.1? 防火設(shè)計

防火設(shè)計是工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要高度重視和進(jìn)行優(yōu)化的一個重要方面，提高廠房防火設(shè)計科學(xué)合理性是防止火災(zāi)發(fā)生及降低建筑火災(zāi)的重要措施。對工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，主要從耐火結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)材料使用及防火報警、疏散及排煙等方面進(jìn)行優(yōu)化。相對于混凝土建筑而言，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房耐火性能較差，因此需要通過加強鋼結(jié)構(gòu)自身耐火性來提高建筑整體耐火能力，常用的方法為在鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹防火涂料。另外，通過對廠房總平面布局進(jìn)行優(yōu)化也是加強鋼結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計的重要方法，具體就是提高廠房總體劃分合理性，同時設(shè)置防火隔離、疏散通道等，從各方面來提升工業(yè)廠房整體耐火性能。

3.2? 屋面支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計

在整個工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)來說，屋面結(jié)構(gòu)是一個非常重要部分，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)進(jìn)行重點考慮。在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計實際工程中，對于屋面結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要在穩(wěn)定性和可靠性兩方面，通過屋面結(jié)構(gòu)使用材料、銜接環(huán)節(jié)等方面來提升屋面整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使其達(dá)到設(shè)計最佳效果。另外，在屋面結(jié)構(gòu)優(yōu)化中應(yīng)注意垂直支撐、水平支撐及吊車梁支撐三個方面優(yōu)化，這樣才能實現(xiàn)有效優(yōu)化，提高屋面結(jié)構(gòu)整體效果和性能。

3.3? 節(jié)點設(shè)計

這個主要是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要考慮的問題，這主要是由于鋼結(jié)構(gòu)中存在較多節(jié)點，而節(jié)點設(shè)計的準(zhǔn)確性對鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性及拼裝施工有很大影響，因此提高節(jié)點設(shè)計準(zhǔn)確性及科學(xué)合理性至關(guān)重要。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一個要注意的方面就是節(jié)點連接方式，應(yīng)根據(jù)傳力特點選擇合適的連接方式，常用的有剛接、半剛接和鉸接三種方式。另外，還要對焊縫連接和螺栓連接等具體連接方式進(jìn)行選擇。一般而言，焊縫連接方式在實際施工操作中不需要附加連接板等零部件，也不需要在鋼材上打孔，能夠有效保持鋼材完整性，因此焊縫連接方式具有構(gòu)造簡單、施工操作方便及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，但是在焊接操作中，在不均勻高溫和冷卻作用下，鋼結(jié)構(gòu)承載力、剛度及使用性能等會受到一定程度影響。而螺栓連接方式需要根據(jù)普通螺栓和高強螺栓受力特點合理連接部位，一般而言，高強螺栓在梁柱節(jié)點處比較適用，而普通螺栓主要用于檀條及梁柱連接處。

3.4? 抗震設(shè)計

抗震設(shè)計是建筑建設(shè)的基本安全要求，因此在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房中要進(jìn)行相應(yīng)抗震設(shè)計。而對于鋼結(jié)構(gòu)而言，其抗震設(shè)計的途徑主要是結(jié)構(gòu)造型簡單化，在結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜情況下通常采用防震縫將結(jié)構(gòu)分為若干小單元，形成獨立部分，從而達(dá)到整體結(jié)構(gòu)簡單效果。如果防震縫不能解決問題或達(dá)不到效果，就需要對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行加強處理，使廠房在地震作用具有整體振動特點。另外，在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房抗震設(shè)計中，還要注意以下幾方面：一是要保證結(jié)構(gòu)平面布局完整性和對稱性;二是要合理選用柱間支撐，提升減振效果;三是要合理控制廠房高度，保證減振效果。

4? 工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中要注意的問題

4.1? 確保結(jié)構(gòu)布置于生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)性

工業(yè)廠房設(shè)計主要為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)充分考慮到實際生產(chǎn)要求、環(huán)境等因素，結(jié)合生產(chǎn)工藝特點進(jìn)行設(shè)計，從確保結(jié)構(gòu)設(shè)計與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)性方面來保證工業(yè)廠房適用性、實用性。在實際設(shè)計中，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要加強與廠方溝通，初步掌握其內(nèi)部生產(chǎn)工藝布局情況，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性與安全性，以做到在合理部位進(jìn)行開洞等設(shè)計，避免后續(xù)生產(chǎn)設(shè)備安裝等進(jìn)行二次施工，給廠房帶來影響。

4.2? 遵循基本原則進(jìn)行設(shè)計

工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計需要遵循一定基本原則，這樣才能在保證結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性基礎(chǔ)上，提高廠房使用效益。一般而言，工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循簡約性、實用性、安全穩(wěn)定性及隔音性等原則。簡約性是指結(jié)構(gòu)應(yīng)避免復(fù)雜和華麗，以達(dá)到提升廠房內(nèi)部面積的目的。而實用性要求設(shè)計人員充分考慮到后期生產(chǎn)活動及實際用途，能夠滿足生產(chǎn)活動開展需要。而安全穩(wěn)定性是廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中要遵循的最基本原則，只有全面保證廠房內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性才能確保工業(yè)生產(chǎn)安全性。另外，工業(yè)生產(chǎn)通常需要用到各種機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備在運作中往往發(fā)出較大噪音，因此為不影響周邊人們正常生活，應(yīng)嚴(yán)格做好隔音設(shè)計。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 劉澤.分析工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019.