浅议工业建筑结构设计中常见问题

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1、浅议工业建筑结构设计中常见问题　　摘要：本文通过对工业建筑结构设计的了解与分析，简单介绍了工业建筑结构设计的原理、概念及存在的问题及其原因，并总结出日常设计中需要注意并重视的几个问题，如常见参数选择及优化问题、总体结构设计中的问题及人们最感兴趣的经济成本问题。希望本文能对设计人员及施工人员今后处理这些问题时给予一定的帮助。关键字：工业建筑，结构设计，常见问题中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：引言6科技的不断进步及工业的不断发展，使得工地用户面积不断增多，人们对工作环境的舒适性和方便性等要求也不断

2、提高，同时许多旧式厂房因为功能单一逐渐被多功能的综合性厂房所替代，新型工业建筑行业随之兴起。以往常采用钢筋混泥土结构，但目前建筑行业响应了国家对节能环保、可持续利用的号召，目前主流为钢结构。工业建筑通常荷载较大、工艺与结构复杂、附加地震作用比较大，在工业生产过程中常常会对建筑施加较大的水平力，机器旋转时也难免产生噪声和震动，工业建筑需施加吊车载荷等特点。工业建筑结构设计是工程建设的重点，即进行全面规划和具体描述实施意图的过程，应以设计出经理合理、结构质量安全可靠、达到相应的抗震能力为目标进行，并非能国家有

3、关的建筑设计规范严格要求。目前我国的工业建筑结构设计处于世界先列，但新型工业建筑结构复杂，在预处理、设备布置、及设计人员的设计中容易出现问题，且急待优化和解决。常见参数选择及优化问题（1）常见的系数取值错误有梁扭矩折减系数与活载组合值系数。梁扭矩折减系数出现错误的原因为：许多工业建筑，如化工厂房等悬挂设备较多，致使楼面孔洞较多，而这些孔洞周围需要支撑设备（边梁或附加钢筋）进行支撑，在边梁配筋的计算时设计人员多采用PKPM中的SATWE模块，而软件默认的梁扭矩者减系数为0.4，但在实际的应用中，系数值的大小

4、应该根据孔洞的数量和大小在0.4和1之间取值。活载组合值系数的取值错误情况与之类似，均是采用了软件中的默认值，在SATWE模块中此系数的默认值为0.7，但我们在实际应用时必须根据实际情况如工业建筑的类型及其用途等确定系数值。（2）动力系数未考虑问题及泄压面积未考虑问题在输入设备荷载时动力系数未考虑或考虑错误，动力设备按静力计算即将自身的重量与动力系数相乘。对于带有传动装置的设备，乘以其中传动部件的重量即可。6有爆炸危险的厂房应该考虑泄压面积，但在实际中被很多设计人员忽视。泄压设备应该采用容易掉落的轻型屋顶

5、、窗和门,也可采用容易掉落的轻质墙板。泄压面积应靠近爆炸危险源并均匀分布,并避开人群聚集区和一些主要道路。（3）其他常见参数要求水池裂缝宽度应不超过0.3mm，混凝土抗渗标号的要求为不小于S6，吊环应固定在受力钢筋上,使用绑扎固定时埋入深度应大于30d,而焊接时没有这个限制。每个吊环按两个截面计算,在构件的自身重量的作用下,吊环拉力应不大于50MPa。当300mm≤D(B)≤1000mm时,周边应加设附加钢筋,当D(B)>1000mm或孔洞边有较大荷载时,应在孔洞边加设边梁(B、D分别代表方孔边长、圆孔直

6、径)。（4）参数优化问题优化即指在实现目标功能、达到相应指标的基础上，以最小的代价实现，因而节省资金、材料及空间等。在参数优化时确定设计变量，即需要优化的变量，如结构的形状参数，配件截面尺寸、使用材料等。设计变量取的越多，效果越好，但代价和开销也越大，常常折中选择。其次需要确定目标函数和约束条件，再根据它们建立合理的优化模型，在选择优化算法时选择收敛速度快，计算量不是很大的优化算法。二、总体结构设计中存在的问题6总体结构设计无疑是工业建筑结构设计中重中之重，以合理、经济、安全为主要任务的总体结构设计，需要

7、把结构设计的工程、结构力学分析法、技术经济、参数优化理论和设计方法及设备和工艺流程等所有因素综合考虑，对于结构而言，考虑的因素越多，经济效益越好，但是同时复杂性也相应加大。结构设计应满足承载力、稳定、变形等的要求，对结构受力的具体情况、受力方式及传力途径优化配备，设计荷载应足够大，使得结构设计留有充分的富余度并提高了经济性。日后使用过程中方便改动（增加设备或改变位置等），增加了灵活性。以往在结构设计中常常出现一味的对设备基础加大，再乘以系数，再加大等现象，最终导致工业结构设计中出现“粗、笨、大”。为了避免

8、这个问题，部分基础设计中没有采用大面积的厚板筏基础，这样既使得计算量变小，也提高了经济性。例如，在一些工业中，应用垂直提升机较多，一般采用钢筋混凝土塔式框架作为支撑提升的机身，维护墙由砖填充。塔架垂直方向载荷比较小，主要受力为水平风力和地震力，而减轻塔架自身重量，可以减轻水平风力的影响，故可取消除顶层外的各层维护墙体，这样既能满足生产要求也减轻了自身重量，节约成本。进一步认为可以撤掉提升框架，实践表明在采取相应的措施后这种方法