浅谈国外工程厂房结构设计

周月娥

摘 要：该文介绍了国外工程厂房结构设计中应该注意的问题，在设计中应更加注重工程前期调研、基本设计，并重视与当地具体条件相结合。

关键词：国外工程 结构设计 基本设计 详细设计。

中图分类号：TU391.04 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（c）-0-01

在全球经济一体化的今天，国内设计单位进入国际市场参与竞争是必然的。作为结构工程师，本人先后参与了西澳SINO铁矿项目、土耳其300 m2烧结改造项目、秘鲁选矿项目等国外工程项目设计。与国内工程相比，国外工程存在规范、标准、设计软件、语言等影响因素，设计难度大。同时，混凝土和钢结构材料价格往往比国内高，人工成本则更高，土建费用在整个工程项目中所占比重较国内大，因此结合当地具体情况优化结构设计显得尤为重要。下面就国外工程厂房结构设计分不同的设计阶段谈一点自己的体会。

1 前期准备工作

项目前期，要细致地做好规范、标准、设计软件等资料收集和调研工作，明确相关设计范围及深度要求，以利于设计工作的开展。套用国内的习惯做法去处理国外设计中的一些问题，往往由于不符合当地要求而不能得到一个恰当的设计成果，因此初期考察对于做国外工程是比较重要的，有条件的话应与当地建设管理人员、当地设计施工技术人员交流探讨，其主要目的是掌握当地的地质情况、气候条件、类似工程情况等并了解当地的有关政策法规、行业规定、建筑风格特点、经济水平、材料使用习惯等，这些都是设计工作的基础。一般来说，一个国家的建筑设计标准、结构安全系数都与该国的经济发展水平相对应，发达国家往往是标准高、对细节要求严，例如澳大利亚的建筑设计标准要明显高于国内水平。

设计人员的配备要求既懂外语又有业务能力，并且要有很强的学习能力。国外工程要接触很多新的规范、法律法规，可以说除了基本的设计理论不变，其他很多东西都是新的，设计的方式方法、图纸的表达方法也与国内设计有很大差别。

2 基本设计阶段

基本设计的主要内容包括设计准则、方案性图纸、申报文件和投资概算，相当于我国的初步设计阶段，但设计深度普遍比我国的初设深入。国外工程基本设计对项目整体影响重大。

首先在基本设计初期，虽然工艺资料还没有委托，但是在这个阶段一定要配备结构设计人员。一方面可以配合工艺确定结构方案，另一方面结构设计人员在此阶段熟悉规范、标准和设计软件。

其次，请合格的咨询公司。由于甲方能够提供的自然条件资料、设计技术资料非常有限，国内设计人员对国外设计标准、法律法规不熟悉，容易走弯路，好的咨询公司能使设计尽快走上正轨，减少返工量。同时，咨询公司可以提供有参考价值的类似工程设计范本。

再次，慎重选用工程材料。国外人工成本高，混凝土的造价比钢结构要高，因此国外工程厂房大都采用钢结构。

由于国外钢材价格比国内要贵很多，所以在可能的条件下尽量采用中国钢材，也尽量模块化。在国内钢结构的连接多采用现场焊接，考虑到国外人工成本高，而国内考取国外焊工资质证书的工人去现场施工困难重重，所以国外工程中钢结构大都采用高强螺栓

连接。

在设计过程中必须充分考虑工程的自身特点，结合当地具体条件，采用各种手段来实现安全、经济、合理的设计意图，这一点至关重要。

例如，澳大利亚SINO铁矿位于澳大利亚西北部、印度洋东岸，当地风荷载为区域D，最大运行风速Vm=20 m/s，极限应力风速Vu=88 m/s。由于风荷载大，从工艺布置上应尽量降低厂房高度以减小风荷载对结构的影响，厂房设计在满足工艺要求的前提下尽量采用敞开的钢结构形式，尽量采用能够减小风荷载的结构、截面形式。圆形截面的风荷载体形系数是0.6，而工字型截面的体形系数是2.0～2.2，因此球磨、自磨、磁选等车间柱子均采用圆形截面，柱间支撑也尽量采用圆形截面，以减小结构的风荷载，从而减小结构的截面，降低投资。由于风荷载很大，厂房柱基础在极限风速作用下受拉力作用，这与我们普通设计中厂房以压力为主有很大区别，这就要求基础设计必须满足抗拔要求。以球磨车间为例，其中一组厂房柱最大上拔力7000 kN、水平剪力1000 kN，若单以基础自重来抵抗上拔力需要很大基础面积且基础埋深相当大，因为场地限制及造价高以致于不可能实现，而当地地基为岩石，因此设计采用锚杆抵抗上拔力。

又如，秘鲁选矿设计特点是当地地震烈度非常高，当地基本没有什么建筑材料，按美国标准设计，这就要求设计者熟悉美国设计规范和计算软件，熟知当地抗震规范、风荷载规范等，掌握秘鲁地震参数转化到美国标准的方法。

而土耳其烧结改造项目按照中国标准设计，但制图标准要符合当地要求，材料都要采用当地的材料，这就涉及材料的代换问题。

3 详细设计阶段

详细设计相当于我国的施工图设计阶段。基本设计完成后大多数问题一般都已经解决，所以详细设计的难度要相对低一些，此阶段更多的是优化设计，以改善前期设计中的不足，还要兼顾减少投资、方便

施工。

由于当地工人施工，要求图纸质量相当高并且符合当地制图标准和习惯，否则返工索赔代价高，而且耽误工期，这与国内施工有很大区别。第三方审核相当重要，这时需要审核的车间要立即交送审核，同时报政府审批。计算书审核应在设计完成时就进行，否则待施工完成后无法补救。

4 结语

结构工程师在进行国外工程厂房结构设计时，一定要认真学习当地标准、规范及相关法律法规，借鉴国外工程的优秀设计产品，充分考虑工程的自身特点，结合当地具体条件，才能设计出符合当地标准的优秀产品。

参考文献

[1] 澳大利亚/新西兰.Structural design actions Part 2：Wind actions（AS/NZS 1170.2：2002）.

[2] 钢结构设计规范.GB 50017-2003.