工业建筑结构设计的复杂性和安全性问题

2019-12-21徐建

商品与质量 2019年4期

徐建

中国瑞林工程技术有限公司江西南昌 330031

控制工业建筑工程的结构设计质量是一个系统并具有较强复杂性与安全性的过程。需要处理好工程中的各个环节，进而保证项目的质量和安全能够达标。在控制项目设计质量时，要求格外重视项目团队的建设，重视提升设计人员的素质，使工业建筑结构设计能够符合最终的目标。

1 工业建筑结构设计中的等效永久荷载设计

工业建筑结构设计期间，需要求出结构内力，对于整个设计过程而言，该值意义重大，必须进行合理运算，尽可能减小误差。从整个设计过程来看，要按照制订结构方案→全面分析内力→进行截面设计的步骤完成。其中，方案制订及截面设计所用方法与各类建筑结构基本相似，但相比之下，内力分析方面有着明显区别。因此，对于设计人员而言，必须提前明确工程抗力等级，借此得到不同荷载作用对应值，促使最终结果满足相关规定。目前，结合工业建筑功能需求来看，当结构产生变化时，适用情况随之改变，必须按照实际情况灵活调整，使其产生最大作用。同时，还需对上述情况各方面问题进行验算，保证结构全部达到设计标准，不可出现任何偏差。因此，为保证荷载有效性，设计师须注重如下问题：（1）将可变荷载变成等效永久荷载（若能达到指定要求，应当由具体规范着手，直接选用）；（2）明确荷载组合系数，求得组合值，进而求得结构内力；（3）由整体层面出发来探讨，确保结构整体及各方面完美协调。而内力分析过程中，应当将工程视作若干构件组成，根据不同构件受力表现，待明确等效永久荷载时，基于静力算法直接求出结构内力。如果是超静定钢筋混凝土结构，必须以非弹性变形出现为前提，按照当时塑性内力重分布情况准确求出内力。

2 工业建筑结构设计中基础设计的设计要点

2.1 独立的基础设计

独立的基础设计理念分为两种，分别是柔性以及刚性，在进行独立基础设计的时候，要结合当地施工的地基土质特点，例如说：地基土压实密度很大而且压缩性比较强的话，那么施工的时候最好就要运用刚性的独立基础设计，如果当地施工的地基土质特点是其他情况的话就采用柔性基础，目的是为了有效的避免由于地基土的压缩从而引发的不均局沉降[1]。

2.2 桩基础的设计

因为桩基础设计方法的荷载承受能力比较强，一般这种情况下，工业建筑当中上部结构有几率会出现承载能力不足的情况，则要在进行基础设计类型选择加固的时候，采用桩基础设计的预防措施。桩基础设计由于桩身的部位比较长，所以能够将建筑结构的上部荷载全部转到土层深处，从而能够有效的控制地基发生沉降的问题，在桩基础设计的正中部位进行加密布桩，从而延长中部桩的长度，有效调节工业建筑结构设计中桩基础设计的承重能力。

2.3 箱形以及筏型基础设计要点

箱型或者是筏板形基础的使用情况是，主要用于地基土承载能力不平均，或者是高层建筑建设对于地基基础承受力要求很大的场合。除此之外，如果在工业建设中，有地下室的情况下，也可以运用筏板基础，让其发挥出基础的作用，又可以作为地下室的地面使用。箱型基础和筏形基础设计的主要难点区别为箱型基础与筏形基础设计其中一个需要降低基础整体弯曲应力而另一个不需要，所以，可以把上部结构与基础看为一体。

2.4 桩箱的基础和设计要点

桩箱基础是用于桩基础以及箱形基础，桩箱基础的特点是：抗弯的强度比较高、卸载的能力较强而沉降的能力比较小。所以此措施经常性的用于地基上建设工业建筑，特别是高层建筑以及强度很大的重型建筑，也适用于沉降要求比较严格的工业建筑。桩箱基础的设计难点是布桩方式的选择问题，因为不同地点的地基土质的差异性很大，要是运用全场布桩的措施会让各个桩体桩顶的反力出现不同，对基础底板来说，每一个地方的受力都是不均等的。

3 工业建筑结构设计中的优化措施

工业建筑在结构设计时，应考虑安全使用以及经济效能，充分分析存在的层次及制约关系，只有将安全使用的效能充分满足了，才能就工业建筑的经济性进行充分考虑。工业建筑，其造价衡量时，选择的指标一般为直接性的和间接性的指标。其中，就前者而言，包括工业建筑造价所占的比例、单位面积所需要水泥等材料的数目以及单位面积需要多少综合造价，这个指标在所有的工业建筑类型中都较为适用。在工业建筑造价进行衡量时，尽量也考虑间接的经济指标。其也囊括多个指标，诸如施工的可见度、楼层净高度多少、工业建筑可能会伴随的社会效应等。（1）流通空间。进行工业建筑平面的布置时，要充分考虑经济性，也就是基于使用需求充分满足的基础，将流通空间尽可能的缩小，这是因为，不管是楼梯，还是电梯，如果有着相对较大的空间，就会使得实际的应用空间被缩小，并且，还可能就采光装饰等有所耗费，如此也就可能使得工业建筑企业的经济效益被相应降低。值得关注的是，进行工业建筑平面的布置时，不能仅仅追求经济效益而不去考虑其美观及舒适度。（2）柱网设置。就常规工业建筑而言，其一般有着8．4m×8．4m的柱网设置，如果将柱网设计的太过于大，就会使得工业建筑梁不断升高、配筋也不断增加，其造价必然提高。所以，要将进深进行控制，使得它们不能高于12m，如此才会使得工业建筑结果相对合理。柱外侧可进行悬挑的考虑，如此不仅使得工业建筑的完整度得以保证，其空间感还将大幅提升。（3）工业建筑物的体积和面积设计。大多数情况下，体面积越大，工程造价越高，故在工业建筑结构的设计时，要将面积比例进行尽可能的控制，并且采取科学模式使得有效面积不断增加。（4）工业建筑结构。对工业建筑物而言，工业建筑结构是其骨架，基于材料划分来看，可以将工业建筑结构分为砌体结构、钢结构和钢筋混凝土结构。