工业建筑结构设计范文
前言：我们精心挑选了数篇优质工业建筑结构设计文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。
第1篇
经济的不断发展，现代化工业生产的施工工艺和技术也在不断更新，原本单一功能的厂房现在逐渐成为了多功能厂房，工业建筑结构也在朝着多样化的方向发展。另外，结构设计的要求也越来越高，越来越复杂，这样的情况导致设计人员在设计时难免会出现一些错误，所以要求设计人员需要不断地检查和审视。本文主要通过工业建筑结构选型的原则、工业建筑结构设计中常犯的错误以及对错误的分析进行了详细的探讨。
关键词：
工业建筑；结构设计；分析；错误
1引言
在工业生产中，为了顺应工业生产以及建筑工艺更新的速度，越来越多的综合性厂房出现在人们的视野中，这种综合性的工业厂房对结构的要求也越来越高，所以工业建筑结构设计就显得比较重要。工业建筑也因为其结构的复杂性，构件以及预埋件较多等，设计人员在设计时极易出现各种错误，不仅给施工带来不便，也给业主带来麻烦，甚至会影响结构的稳定性和安全性。
2工业建筑结构选型的要点
在工业建筑结构设计的过程中：①要确保建筑能够灵活地应对各种生产内容以及设备的改变。②建筑物以及设备要确保经久耐用，并且保证设计不超过工业建筑的预算价格。所以，只有合理的选择建筑结构的类型，才能做好工业建筑的结构设计工作，结构选型应该具备以下几个要点：（1）预应力混凝土装配式钢结构应该作为首选目标，没有特殊要求的情况下也可选用现浇混凝土结构。（2）以下情况应该采用砖混结构：建筑结构跨度不大于15m，柱距不大于4m的单层厂房，且柱顶的高度不大于6.5m无吊车的厂房；吊车起重量小于等于3t的轻级、中级工作制厂房。
3关于结构设计在施工中遇到的问题
①结构的设计人员没有与其他设计人员（比如工艺设计人员）沟通协调好，这样的情况会导致工艺设备和基础的距离相对较近，从而增加了施工的困难也导致设备基础在运行的时候会给主体基础带来影响。②结构设计人员在设计时没有考虑工业厂房防火防爆的特殊要求，对于有特殊要求的厂房应该设计成敞开式或者半敞开式。结构设计中在这一方面经常遇到的问题就是忽视了防爆厂房的泄压面积。若是泄压面积达不到规范规定的要求，将会给以后的结构设计工作造成很大的麻烦。③预埋件布置的问题，许许多多的工业厂房经常在梁上面预埋吊环，但是对于这一方面的工作，设计规范根本达不到要求，所以这也是结构设计在施工中常常遇到的问题。
4关于工业建筑结构设计的常犯错误分析
4.1梁扭矩折减系数取值错误
现代化的工业厂房，尤其是化工厂房，因为吊装设备非常多，而且楼面的开洞较多，很多设计工作人员为了避免麻烦，经常用PKPM软件中的SATWE模块进行配筋计算，但是，梁扭矩折减系数不应该选用PKPM软件中的默认值，应该按照楼面开洞的大小程度进行选取，范围一般在0.4~1.0之间进行选取。
4.2活载组合值系数取值错误
PKPM软件中SATWE模块活载组合值系数的默认值是0.7。按规范要求许多建筑的活载组合值系数应该选用0.7，但是有些建筑的活载组合值系数不是0.7，比如，仪器的生产车间、棉纺织造车间等选取0.8，仓库的库房、电梯机房等选取0.9，金工车间、半导体器件车间以及粮食加工车间等选取1.0，设计人员应该按照厂房的实际情况对活载组合值系数进行选择。
4.3结构设计在施工方面的常犯问题分析
（1）工艺设计者和建筑结构设计人员没有进行充分的沟通与交流，导致在施工过程中，工艺设备的布置距离基础非常近，在一定程度上使得两基础之间发生冲突。因为设备基础若是和建筑结构基础的距离太近，就会导致施工的困难程度加大，而且会对建筑结构基础产生一定的影响，所以，那些振幅过大或者重量过大的设备不要离建筑结构基础太近，从而防止造成无法正常使用的情况。
（2）没有合理选择预埋件的位置。预埋件的位置通常是在梁上方埋置一半，然后在楼板下埋置一半。工业厂房是一个综合性的建筑，里面需要安装各种各样的设备，因此需要布置很多的预埋件。在布置预埋件的时候，应该结合有关的设计图纸合理安排预埋件的位置。建筑结构设计人员应该对结构有关的图纸进行全面仔细的审查，一旦发现预埋件的布置有不合理的地方，就要及时的与施工人员进行协商调整。另外，结构设计人员应该在图纸中给出预埋件的尺寸以及规格。楼梯预埋件是施工时常常被忽略的地方，所以结构设计人员一定要在设计图纸中明确指出，如果造成忽略现象，施工时需要补埋，浪费时间浪费力气。在进行技术交底工作时，应该向施工单位明确指出预埋件的应该达到的要求。最后一点，预埋件要具备一定的承压能力，而且对于预埋件的安装工作不能敷衍了事，否则会导致日后的结构设计工作难以进行。
（3）结构设计中有四个支脚的设备，错误地把总设备荷载四等分，把每一等分当作每个支脚的应该承受的荷载。因为施工的缘故，支脚的支撑面应该不在同一个高程上，所以设备的支脚可能不是四个支撑面，而是三个支撑面或者两个支撑面，因此计算每个支脚的设备荷载时，正确的做法是将总的设备荷载三等分或二等分。
（4）没有对工业厂房防火防爆的要求进行充分的考虑。结构设计人员在进行设计工作之前应该对厂房的功能进行了解，若是厂房在使用过程中存在爆炸的可能，那么厂房就应该设计成成敞开式或者是半敞开式的厂房。对于存在特殊用途的部分厂房，应该设计成全封闭的，这种情况下一般会忽略防爆厂房的泄压面积问题。如果泄压面积达不到规范规定的要求，就会给后期工作带来麻烦，而且这些问题处理起来也非常困难。所以，在设计全封闭式厂房时，应该充分考虑有没有充足的泄压面积，并且要多安装一些窗户。如果是地下建筑中的地下锅炉这一类的的防爆厂房，要特别留意泄压面积的充足性。除此之外，就是防爆厂房泄压设施的选择，一定要选择可以脱落的、轻巧的窗、门及其屋盖，泄压设施应该选择在爆炸源的周边，一定要远离人集中的地方和不占用通道的地方，并且要均匀分布。所以，在结构设计时，一定要考虑厂房的防爆设计，在防爆厂房的设计方面一定不能出现错误，一旦出现错误就会造成无法挽回的局面，因此在设计防爆厂房泄压面积时，要做到充分考虑。
（5）在进行结构设计的过程中，结构设计人员的缺乏一定的经验，没有考虑和排水设计人员协调工作，常常忽略要留出一定的孔洞，这样的情况下往往会给以后的安装工作带来困难，严重时还会对建筑物的使用产生巨大的影响，特别是室内排水的情况。所以，如果要使排水管道可以顺利的穿过基础，通常会采取下面两种措施：一种是适当降低基础梁顶高程来达到室内排水的要求，另一种是基础梁中应该预埋相应套管。
（6）没有考虑电缆沟的防水工作。变配电所里面的每个房间都具备复杂性极强的电缆沟。针对室内的电缆沟，若是埋置深度不是很深，地下水位也没有那么高，地面也没有明显的沉降，我们就可以利用混凝土地沟，分别在混凝土沟的沟壁沟底做好防水处理工作。相反如果地面的沉降明显，并且很可能发生不均匀的沉降，地下水位太高，这时候我们应该选用钢筋混凝土地沟。
5总结
工业结构设计中出现错误是很正常的现象，但是我们应该采取措施进行补救，防止结构出现质量问题。为了确保结构的安全性、适用性、耐久性，合理的结构设计是目前的主要任务。工业结构设计过程中，首先应该保证合理的选择结构的类型，然后是要根据结构设计的实际情况选择适当的计算系数，与此同时，也要符合相关的规范要求。结构设计人员在设计过程中应该全面考虑，不放过每一个细节，严格遵守相关的设计要求，研究和分析可能存在的设计问题，以及预先做好出现问题时应该采取的措施，只有这样，在以后的结构设计中才不容易出现这样或者那样的问题，才会使施工的质量得到保障，才会使施工得以顺利地进行，缩短工期。本文对工业建筑结构设计的常犯错误进行了简单的阐述和探讨，希望可以给相关设计人员带来一些启发。
作者：黄建华 单位：广西壮族自治区工业设计院
参考文献
[1]韩瑞芳.某钢结构工业厂房屋面系统的优化设计[J].广西建筑，2010（03）.
[2]徐传亮.建筑结构设计优化及实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[3]张丽娟，才凡.建筑结构设计的常见问题浅析[J].黑龙江科技信息，2010（34）.
[4]张润锋.浅谈工业建筑钢结构的应用与设计[J].建材与装饰，2012（8）：22~26.
第2篇
关键词：工业建筑；结构设计；常见问题；措施
1工业建筑结构设计常见问题
1.1设计规范面临的问题
虽然我国工业建筑结构设计领域取得了长足的进步，但是所设计标准仍然不够先进，无法满足新时期工业建筑项目需求。设计标准滞后导致设计规范也存在一定不足，工业建筑结构设计中存在不少问题，若未及时解决这些问题，必定会对建筑质量产生影响。此外，由于技术方面因素的影响，多数工业建筑施工技术与安装技术缺乏先进性，难以达到预期效果，导致工业建筑的建设效果与设计效果相差甚远。
1.2结构选型面临的问题
结构选型直接决定了建筑空间分布、使用功能，影响着建筑外观形象，因此在工业建筑结构设计中应充分考虑建筑的结构选型。同时，建筑结构不是主观存在，在建筑设计时建筑结构必须要符合建筑逻辑。
1.3设计人员面临的问题
目前，从事有关工业建筑结构设计的设计人员专业知识有限，使得工业建筑的设计水平难以及时有效地提升。另设计人员对各行业的生产流程以及各类型材料性能、特性不了解，不熟悉，导致建筑建成后最终效果与设计图效果存在较大的差距。
2工业建筑结构设计水平的优化策略
2.1工业建筑结构设计中类型选择
由于生产容量与应用设备发生改变时会产生一定的变化，因此在工业建筑和设备应用时间要标准化，工业建筑结构设计和原有工程结构投资预算要相互吻合。建筑结构建类型的选择也相当重要。在建筑结构设计中，施工材料合理的选择，将其在化学成分、力学功能上达到国家的标准规定。在工业建筑结构设计中钢筋混凝土结构及钢结构被广泛应用。其中钢筋混凝土机构施工中，由于建材易获得，所以其施工较为便捷。此外，由于该材质具有耐火和耐腐蚀的特点，因此在施工现场浇筑和预制环节较为便利，在工业建筑应用中较为广泛；采用钢结构类型能够降低工程成本，缩短工程建设的进度，在实际结构设计中，生产空间较大，因此常会采用钢结构。
2.2满足工业建筑工程生产工艺需求
在生产流程工业建筑结构设计中，需要处理好施工工序和生产两者之间的影响。而通道排风设计也较为重要，在生产过程中常会散发一定的热量和灰尘，这时通风问题就显得尤为重要；还需要对隔声带设计进行有效管理。只有这样才能保证整个工业建筑生产不受到影响。
2.3科学合理的布置空间
首先，需要对建筑总面积进行合理的布置，并根据相关生产工艺和流程做好工业建筑结构选址。做好生产运输管道之间的分布关系，布置公用设备；其次，在工业建筑结构设计过程中，还需要对生产空间中不同功能的厂房进行合理设计，例如公用设施的配置，以及生产辅助设施等；最后，为保证相关企业工作能够顺利进行，还需要对工业建筑设厂区域进行合理划分，并做好公用设施的安排。
2.4工业建筑结构防火设计
首先，在对工业建筑进行防火设计时，对建筑内部进行分隔，并且使用良好耐火性的隔板进行分隔，这样可以有效控制火势的蔓延，是设计师经常使用的方法之一。合理的设计工业建筑内部的防火分区，以墙、门以及水幕带等多种方式相组合，对建筑内部的空间进行有效分隔，从而对提高工业建筑的防火性很大的帮助；其次，工业建筑的耐火能力与建筑部件的耐火等级高低是离不开的。使用防火涂料对部件进行喷涂以部件的耐火能力，把梁柱节点作为重点喷涂，尽量选用厚浆型的防火涂料进行喷涂，以增强钢架结构的热绝缘性，提高工业建筑的耐火性。用无机的防火板对建筑使用的大型钢件进行包裹式覆盖，以此来降低钢件的导热性能；最后，强化报警系统和自动灭火装置，保障消防、安全通道的畅通。主要内容：①在火灾报警系统上，要在敞开火灾封闭的楼梯间单独划分探测区域，火灾探测器每隔2层或3层放置一个，有效及时的获取火灾情况；②灭火器是必不可少的，在火灾刚发生时能够有效控制火势的蔓延；③安全疏散通道要保持畅通，每个工业建筑在设计时安全疏散通道都是必须要考虑到的，有效的降低火灾伤亡率。而且合理设计逃生通道标志，疏散通道上要设置紧急照明、疏散方向的指示灯和安全出口灯。帮助处于危险中的人群指引逃生方向，帮助被困人员及时逃脱危险。另外消防通道的畅通也必须要保证，这对于消防人员及时控制火势，安全解救受困群众有着非常重要的意义。
2.5防腐蚀设计
首先，合理设防的前提是对生产过程中的腐蚀性介质的特性要有一个详细的了解，掌握其腐蚀的原理，从而更好的明白该腐蚀属于什么等级。一般情况下，根据腐蚀程度分为：强腐性、中腐性、弱腐性、微腐性4个等级。生产实际需求是对对防腐蚀工程进行合理设防的重要依据。生产厂家一定要提供真实准确的数据，才能设计出符合实际情况的设计方案；其次，除了要做好耐蚀性的控制，防渗性和整体性也是防腐蚀结构设计中需要注意的两个方面。它们对防腐蚀工程的功效也起着非常大的作用。一般情况下，大多的防腐蚀工程都会采用沥青、橡胶这类材料作为防渗隔离层，这是因为这类材料对于防腐蚀工程的防渗能力有很好的保证；最后，设计人员在对涂料防护进行设计时，对涂料防护的设计应该考虑到涂层之间的结合，尽量选用涂层之间能够结合良好的品种配套，并具有较强的附着力。要想设计出好的设计作品，相关的设计人员必须要掌握丰富的业务知识，熟悉防腐材料的性能，只有这样才能保证设计作品能够合理有效的进行防腐。
3结束语
总而言之，在工业建筑结构设计过程中，经常会遇到难以解决的问题，严重影响了设计工作的进一步开展。而文章则通过对工业建筑结构设计常见问题的研究与探讨，提出了具有针对性的解决措施，希望能够全面提高工业建筑结构设计的质量，从根源上杜绝设计质量问题的发生，实现国内工业建筑的可持续发展。
作者:时猛 单位:中国石油工程建设有限公司
参考文献：
[1]宋祥.轻型钢结构工业建筑设计研究[D].山东建筑大学,2012.
[2]王伟.工业建筑结构设计优化[J].广州建筑,2008,(2):3-7.
[3]朱善春.工业建筑结构设计常见错误分析[J].工业建筑,2006,(S1):95-96.
第3篇
【关键词】工业；建筑结构；结构设计；体会
中图分类号：TU318 文献标识码：A
一、前言
随着我国的经济发展，工业经济得到了飞速的发展，工业建筑中的工业厂房的设计向着大跨度、大柱距和大吨位方向发展。本文结合笔者在工业建筑钢设计过程中的体会，总结出了一些设计中应该注意的问题，以便供同行业参考。
二、工业建筑结构设计基本原则
1.钢材选用
通常情况下受力构件采用Q235．B或Q345一B钢，平台板、梯子和栏杆采用Q235-A钢，吊车梁采用Q235-C或Q345-C钢。Q345钢力学性能和化学成分应符合国家标准GB／T 1591—1994的规定，Q235钢力学性能和化学成分应符合国家标准GB／T 700-2006的规定。特殊结构采用特殊钢材，例如高炉炉壳采用BB503钢，热风炉炉壳拱顶采用BB41-BF钢，转炉平台及防护板采用铸铁板等。
2.焊接及螺栓
焊条：手工焊时，当母材出现Q235-A，Q235-B时，对于焊缝质量等级要求为一级的焊接须采用E4315或E4316型焊条，其他情况下的焊接可采用E4301或E4303型焊条。焊条的性能必须符合GB／T 5117-1995。Q345-B与Q345·B的焊接采用E5015或E5016型焊条，焊条的性能必须符合GB／T 5118—1995。自动焊或半自动焊时，Q235-B与Q235-B或Q235-B与Q345-B的焊接采用H08A焊丝，并配以相应焊剂；Q345-B的焊接采用H08MnA焊丝，并酉己以相应焊剂。焊丝技术条件应符合GB／T 14957—14958-94。
BBS03，BB41-BF钢材焊接应配以相应的焊丝、焊剂，施工单位对BB503，BB41-BF钢材的焊接方法及焊接工艺必须在施焊前进行焊接实验，在取得合格的焊接工艺实验结果后，方可进行正式的焊接工作。
吊车梁下翼缘的对接焊缝，大型框架结构中框架梁、框架柱拼接时的对接焊缝，其质量等级为一级，其他情况下对接焊缝的质量等级均为二级。吊车梁内角焊缝的外观质虽标准为二级，其他情况下角焊缝的外观质量标准均为三级。质茸检查应符合GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范的标准。焊缝的焊接质量检查尚应符合JGJ 81-2002建筑钢结构焊接规程的规定。永久螺栓为C级螺栓(性能等级为4．8级)，应符合GB／T5781-2000的要求。高强螺栓为扭剪型高强螺栓，应符合GB／T 3632-2008钢结构用扭剪型高强螺栓连接副的规定。
高强螺栓连接处构件接触面采用喷砂处理，摩擦系数均不得小于0.45。结构用地脚螺栓原则上采用Q235-B钢制作，产品等级按C级制造。螺栓应符合GB 196-81普通螺纹基本尺寸，GB 197-81普通螺纹公差与配合规定89级制造。螺母应符合GB／T 41-2000I型六角螺母一c级，M72X6螺母应符合JB／ZQ 4330-86规定。垫圈应符合GB／T 95-85平垫圈C级，JB／QA 4345-86矩形垫板规定。设备螺栓，技术要求应由设备专业确定。
3.除锈及涂装
钢结构应根据材料供货状况，采取必要的除锈处理，并进行防锈涂装。重要钢结构如转炉高层框架及平台、高炉炉壳、热风炉炉壳、炉身框架(柱、柱间支撑、框架梁)、炉顶刚架(柱、柱间支撑、框架粱)、热风炉主框架平台(柱、柱间支撑、框架梁)、重力除尘器壳体、热风主管、粗煤气管道、出铁场厂房刚架及吊车梁、出铁场平台梁、上料主皮带通廊等均采用喷砂除锈，除锈等级达到SA2.5；其他普通钢结构采用手工除锈，除锈等级达到ST3。上述除锈等级均按GB／T 8923-1988涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级执行。具体涂装要求由业主、工艺专业确定。
4.钢筋混凝土结构用材
混凝土标号以实际计算为准。普通结构采用(325，受力较大的结构采用C30一C50，垫层采用CIO，基础采用C25混凝土(特殊要求除外)。有防水要求的建(构)筑物和构件采用防水混凝土，有耐热要求的构件采用耐热混凝土。钢筋：HPB235，HRB335，HRB400。较大的受弯构件优先选用HRB400。
四、工业厂房钢结构设计中应注意的问题
1.厂房的钢结构设计与工艺设计相协调
钢结构工业厂房是企业生产区域的一个模块，厂房都是为生产服务的。厂房结构设计不符合要求常表现为：钢支架分布不合理，墙体厚度，高度．宽度指标不足等。钢结构的形式包括空间桁架、框架、平面桁架、轻钢、索膜、网架、塔桅等，设计师应根据企业的建厂条件和具体要求选择结构，对丁悬挂荷载偏大的应选择网架结构，从而减小建筑荷载。此外，厂房结构选型还可以通过采用不同的材料来傲支撑结构，具体选择应根据其使用要求，合理选择焊接钢管、无缝钢管等材料来满足结构需要。无缝钢管具有中空截面，可以用作输送流体的管道；钢管与卿钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭等强度时，由于其质量较轻，用于厂房结构可增强钢结构的稳定性。因此，在厂房设计中首先要满足工艺要求。结构设计也一定要满足工艺条件。特别是在方案设计阶段．设计人员应多参与工艺协调，多了解工艺布置，以便减少施工不必要的麻烦。
2.结构计算时应多因素考虑
目前结构计算人多采用结构设计计算程序进行计算，如何对计算结果进行分析，评价是一个非常重要的方面，必须根据工程设计的经验对计算结果进行分析和判断。荷载计算是结构计算的前提条件，荷载取值的准确性直接关系到结构计算结果的可靠性，工艺条件中的荷载问题。
但近两年来，我国大部分地区常出现强降雪天气，导致很多厂房，场馆倒塌，因此设计人员一定要根据当地的雪荷载情况取其中的最大值，以确保建筑安全。其次，强柱弱梁是设计要遵循的原则，强节点弱构件也是要重点考虑的问题。在很多情况下，构件满足设计要求。但是节点却不能满足抗震要求。强柱弱梁指节点处柱端实际受弯承载力要大十粱端实际受弯承载力，由于厂房的梁柱中心线一般不能重合，而且柱的截面和节点偏心都比较大，对柱节点核心区的构造和受力往往都有一定的不利影响。此时我们一般采用增大柱端弯矩设计值的方法。
3.钢结构工业厂房的防火设计
钢结构工业厂房防火能力比较差，当钢材受热温度在100℃以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度会降低；当温度超过250℃时．钢材就会出现徐变现象；当温度达到5000C时，钢材强度立即会降到很低，甚至会导致工业厂房塌落。因此，我们一定要依据《建筑设计防火规范》，确定出厂房生产火灾危险性等级，从而使钢结构达到防火等级的耐火极限要求。
同时，设计人员在设计时要选用钢结构防火保护方法对钢结构采取相关的保护。目前，钢结构厂房保护最常用的方法是在钢结构表面涂钢结构防火涂料，发生火灾时可以作为耐火隔热保护层，从而提高钢构件的耐火极限，满足国家相关规范的要求。
五、结语
工业建筑结构虽然相当的复杂，但是在设计中如果严格遵循设计原则和设计要求，并且不断进行优化，将能够熟练掌握设计规范，设计出安全、经济的优秀作品。
参考文献
