工业建筑结构设计的复杂性及安全性

工业建筑结构设计的复杂性及安全性

刘馨

天津渤化工程有限公司天津300193

摘要：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。

关键词：工业建筑；结构设计；复杂性；安全性

引言

与民用住宅建筑相比较，工业建筑具有复杂性更高、安全性要求更强的特点。近些年来，在我国国民经济和人们生活质量不断上升的背景下，工业建筑的复杂性和安全性也更加显著了起来。这也是笔者对工业建筑结构设计的复杂性与安全性进行论述的原因所在，旨在为人们在工业建筑的结构选择和设计上提供帮助。

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。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，钢筋混凝土结构。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平面布置

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进行合理的处理，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。

3生产工艺要求

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。

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。

5防腐蚀设计

一般来说，现阶段的工业建筑在作业过程会非常容易运用到盐酸盐类别的带有侵蚀性的溶液，这对于建筑周边的空气、水资源以及土壤等等会带来非常大的侵蚀性影响，最终也将会很有很大的可能性致使整个建筑基地会发生一定的腐蚀。因此，在对工业建筑的结构进行设计时，一定要做好相关的防腐蚀性设计。具体要做到以下这几点：1）在工业建筑中腐蚀来源一般分为：生产性腐蚀和环境腐蚀。生产性腐蚀主要是工业建筑内气体、液体、固体原材料腐蚀，酸性、碱性、电化学腐蚀等，改进工艺流程，收集腐蚀源集中处理，定期检查设备管线，防止跑、冒、滴、漏，可以有效减少生产性腐蚀；环境腐蚀主要来自地下水、土以及含盐分高的潮湿空气，结构构件采取提高混凝土标号，采用抗硫酸盐硅酸盐水泥，提高混凝土抗渗等级，增加自身保护层厚度、添加耐腐蚀材料，减小裂缝宽度，涂刷防腐涂层，钢结构构件增加镀锌层等防腐蚀措施，可以对结构构件起到较好的保护。2）工业建筑防腐蚀设计的原则是预防为主，区别对待，合理设防。结构设计时应区分腐蚀介质来源和性质，选取结构冗余度较高的多次超静定结构方案，设置多道防腐蚀防线避免结构和构件出现局部突然破坏，对于混凝土构件和钢构件应分别采取有针对性的防腐措施，同时要加强表面防护和节点构造，适当增加结构构件安全储备。

6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。

结束语

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：

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[3]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．