基于土地利用的工业建筑结构设计研究

基于土地利用的工业建筑结构设计研究

苗剑魁,何珂,迟水镜

山东省鲁商建筑设计有限公司  山东省济南市  250000

摘要 在我国工业不断发展的过程当中，对于工业建筑建设具有了新的要求，原有功能单一的厂房也逐渐向着综合厂房方向发展，建筑也因此具有了多样化的结构体系。为了能够保障工业建筑建设效果，做好其结构设计工作十分关键。在本文中，将就基于土地利用的工业建筑结构设计进行一定的研究。

关键词：土地利用；工业建筑；结构设计；

1 引言

与普通建筑相比，工业建筑是专门应用在工业生产当中的建筑类型，承担着设备安置与运输等系列功能，在设计、施工等方面都具有着相应的独特性，在内容构造、外型等方面与普通建筑都具有较大的不同。为了能够更好的做好工业建筑建设，使其在荷载承受、功能性方面具有好的表现，即需要能够做好其结构设计工作。同时，也需要在结构设计当中考虑到工业建筑的土地利用情况，保证在相关方面能够满足要求。

2 工业建筑设计原则

2.1 节约省地

在工业建筑建设中，做好对于土地的利用控制十分关键，这也是现今城市发展当中的重要需求。在工业建筑当中，其中存在着较多的设备，从设备节能角度考虑，需要通过自然采光、自然通风等方式起到节能效果。同时，也需要通过土地资源的节约实现城市的可持续发展。在设计中，要切实提升建筑密度，发展建设具有省地、节能特征的工业厂房，做好新增建设用地控制，做好监管与监督工作。

2.2 生态化

可持续发展是现今城市建设发展当中的重要理念，生态学建筑也是建筑建设的重要目标。在工业建筑设计中，需要能够同新建筑形式进行科学的结合，在设计中强化节地、节能与环境设计等工作，做好相关理念的广泛应用。将生态学当中的再生、共生原则应用在工业建筑结构设计中。

3 工业建筑结构设计

3.1 地基处理

工业建筑具有着较大的占地面积，将占据较多的土地资源，且地质情况较为复杂，在实际设计当中，需要能够充分结合地址勘查报告当中的化学性质、土层分布与物理性质情况做好地基处理。一般来说，对于具有较大荷载的区域，可以通过独立基础、弹性基础与桩基方式处理。在面对重型荷载时，则可以通过底部铰接方式进行处理，以此使地基获得轴力与剪力，一般需要将其设计为桩下条形基础。

3.2 结构选型

在工业建筑结构设计中，需要结合生产需求、工艺确定对应的结构形式。为了保证方案在经济性、可行性方面能够满足需求，做好对应结构形式的确定十分关键。在实际选择中，要做好经济与用途两方面因素的考虑。就目前来说，钢结构、钢筋混凝土是我国工业建筑结构当中的主要类型。其中，钢筋混凝土具有着施工便利、材料简单的特点，在实际施工中可以结合需求在现场浇筑或者在工厂中预制，具有着较好的耐火性与耐腐蚀性。钢结构则具有着较高的强度与整体性，防震性好、施工便利，便于检修，适合应用在大空间、动力荷载大与大跨度的结构当中。在实际工程设计中，要结合实际需求进行结构选择，体现出适用性、美观性与安全性，使其在工期控制与节约投资方面具有好的表现。

3.3 设计材料

在不同的地区当中，工业建筑将体现出明显的地域特征，且将面临到复杂的受载情况，因此对结构组合、构件材料都具有着较高的要求。在结构工程材料中，主要包括有砂浆、混凝土、砌体与钢筋等材料。在实际材料选择时，要结合实际选择方便、经济的材料。在材料选择中，要保证相关材料都能够满足国家质量检测需求，具有良好的质量。同时，要从建筑强度角度做好材料选择。

在工业建筑建设中，钢板是经常应用到的材料，需要能够做好对应型号的选择。对于部分特殊工程类型，则需要选择特种钢材。在确定钢板型号后，要按照要求做好焊接处理，保证在牢固性方面能够满足要求，能够较好的承受主体结构。焊条方面，要结合钢板型号进行选择。

3.4 结构设计

在结构设计中，将通过楼梯、基础、梁板、墙柱等方式形成结构体系。根据结构的不同，可以将工业建筑分为钢结构、钢混结构与砌体混合结构几种类型。在实际结构设计中，需要做好相关技术条件与影响因素的考虑，结合荷载分布、体系特征进行分析。在具体工作中，要结合力学模型进行设计，保证刚度的均匀性，避免受到移动荷载或者较大荷载的影响。

3.4.1 概念设计

工业建筑结构具有较为复杂的荷载与结构形式，在具体设计当中，可以通过概念方式进行细致的分析，从整体角度分析相关的力学性能、抗震机理等等。在初步设计阶段，对于屋顶、厂房局部框架与设备减振方面很难以计算机的使用进行分析，需要能够结合工艺布置与设计需求进行规划，保证方案在合理性与可行性方面具有好的表现。在设计中，要不断优化结构概念体系，做好相关结构性能的深入了解，以此为基础设计出适合的结构设计方案。

3.4.2 梁板柱设计

工业建筑具有着多变的工作环境与复杂的工艺流程，将在运行中具有较大的荷载，且有较大的几率发生变化。在实际结构设计当中，要充分结合环境、工艺与设备要求做好荷载的确定工作。在以往设计中，从建筑强度角度考虑，通常按照较大的方式设计梁柱截面，钢筋存在密度大且粗的特点。对于该结构来说，将会对施工产生较大的影响。部分设计人员从界面高度角度考虑，以及受到箍筋弯钩影响，减少了设置数量。而当钢筋密度过大时，则很难在梁柱结点位置浇筑混凝土，无法将探棒插入到其中，并因此使其发生位移情况。在实际设计中，要做好梁截面的考虑，做好配筋率的控制，按照大间距、大直径的方式设计，保证板上下钢筋具有同等的间距。

3.4.3 柱形件设计

在工业建筑结构中，轴向受力构件具有着较为广泛的应用。在实际柱截面确定时，从经济角度考虑，可以选择型钢格构柱与钢管混凝土柱。如工字钢、角钢等，也可以应用钢板与型钢制作形成截面桩。为了能够有效的节约成本，可以在满足工艺要求的情况下，对纵向系杆进行设置，以此对厂房柱平面外计算长度起到减小的作用。

3.4.4 抗震设计

抗震是工业建筑结构设计当中必须重视的环节，在具体设计中，要保证建筑结构具有好的表现，结合所处区域烈度作为抗震依据，以此为基础进行概念性设计。选址方面，需要尽可能选择良好的区域，避开危险地段。同时应用型钢混凝土、钢结构等具有较好抗震性的结构类型。

3.4.5 防火防爆设计

从使用功能角度考虑，工业建筑内部环境较为复杂，存在一定的设备与材料等，需要能够做好防火防爆工作。在实际设计中，对于存在危险品存放的厂房，需要以半敞开、敞开的方式设计。在特殊情况下，受到实际条件与使用功能的限制，需要将部分厂房设计为半封闭式厂房。对于此种情况，作为设计人员即需要能够对厂房的泄压面积进行充分的考虑，避免因泄压面积不够影响到后续的消防与设施验收。

4 结束语

在我国工业不断发展的过程中，对于工业建筑具有了较高的需求。在现今的工业建筑结构设计中，内部功能类型多样、结构较为复杂。在工业建筑结构设计当中，需要能够充分按照要求做好结构设计工作，充分考虑好结构的安全性、稳定性，节约土地占用面积，在节约城市土地资源的情况下，高质量完成工业建筑结构建设。

参考文献

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