工業(yè)建筑設計論文
工業(yè)建筑設計論文
工業(yè)建筑是為生產(chǎn)產(chǎn)品提供工作空間場所的建筑物，是為滿足生產(chǎn)活動需要的建筑類型。下文是學習啦小編為大家整理的關于工業(yè)建筑設計論文的范文，歡迎大家閱讀參考!
工業(yè)建筑設計論文篇1
探討工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的設計
[摘 要]鋼結(jié)構(gòu)的應用，促進城市建筑業(yè)蓬勃發(fā)展，成為了建筑行業(yè)中一顆耀眼的新星，被廣泛的運用于當前各種建筑結(jié)構(gòu)中。鋼結(jié)構(gòu)在提高建筑行業(yè)的經(jīng)濟效益的同時，也具有美化環(huán)境、節(jié)能降耗的作用。
[關鍵詞]鋼結(jié)構(gòu);設計;工業(yè)建筑
一、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的特點
1.預工程化程度高
預工程化鋼結(jié)構(gòu)建筑概念最早是在西方產(chǎn)生的，其主要是實現(xiàn)了材料加工與安裝的一體化，以此來降低工程的施工成本，并且能夠有效的縮短工期，能夠使建筑物更早的投 入使用，這對于房地產(chǎn)開發(fā)商的資金流轉(zhuǎn)來說，速度也獲得了 有效的提升。
2.跨度更大
鋼結(jié)構(gòu)的組織均勻，而且強度較高，彈性模量也較高，密度與強度的比值相比磚石、混凝土結(jié)構(gòu)要更小，因此在受到同樣的外力情況下，鋼結(jié)構(gòu)的自重較小，所以其能夠?qū)崿F(xiàn)大跨度的結(jié)構(gòu)體系，也能夠形成更高和更靈活的建筑結(jié)構(gòu)。當前，在建筑業(yè)已經(jīng)存在跨度超過9O米的超大穹頂，以及高度超過l00米至最高400米的超高層建筑。
3.增強建筑物的美感
當前建筑行業(yè)中一種較為常用的外圍護結(jié)構(gòu)，使用金屬構(gòu)件與玻璃板組成，稱之為玻璃幕墻。將鋼結(jié)構(gòu)與玻璃幕墻結(jié)構(gòu)進行適當?shù)慕M合，能夠獲得更具藝術特色的建筑結(jié)構(gòu)，比如1989年貝聿銘存盧浮宮改建工程中，將地下廣場的部分結(jié)構(gòu)采用了單拉互連點式技術，設計了一個金字塔形的玻璃結(jié)構(gòu)，把建筑、結(jié)構(gòu)、機械技術相結(jié)合，成為建筑精品，獲得世人的贊賞。
二、鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中的應用
由于鋼結(jié)構(gòu)的自身優(yōu)勢以及特點直接決定了鋼結(jié)構(gòu)廣泛應用于各行各業(yè)的結(jié)構(gòu)建設中。鋼結(jié)構(gòu)一般適合于高層、體系復雜、跨度大、荷載大、吊車起重量大、振動幅度大、密封性能要求高以及用于經(jīng)常拆裝的結(jié)構(gòu)中。主要的結(jié)構(gòu)形式有平面架、網(wǎng)架、輕鋼、索膜以及塔桅等。例如：大型的體育場、火車站候車室、機場等都采用大跨度的鋼結(jié)構(gòu)設計;重型的工業(yè)廠房以及生產(chǎn)車間都采用荷載作用強的鋼結(jié)構(gòu)設計;井塔、電視塔、氣象塔、通訊塔等都采用高層結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)設計;氣罐、油罐、高爐等都采用輕型的鋼結(jié)構(gòu)設計。
另外，隨著科技的不斷發(fā)展以及建筑材料的不斷改進，鋼結(jié)構(gòu)形式也隨著發(fā)生變化。例如：傳統(tǒng)中的懸索結(jié)構(gòu)具有施工復雜，施工難度大，施工速度慢等特點，對實際的施工帶來一定困擾。而現(xiàn)今網(wǎng)架結(jié)構(gòu)正好取代了懸索結(jié)構(gòu)，改變了懸索結(jié)構(gòu)的缺陷，真正實現(xiàn)了施工技術簡單，施工速度快，制作方便，易操作等優(yōu)勢。我國普遍在施工中應用的鋼結(jié)構(gòu)還有預應力的鋼結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)主要以節(jié)省材料消耗，強化材料的整體性能受到了人們的歡迎。而國外的施工技術中，還將薄鋼板的集合構(gòu)件取代了常用的型鋼以及組合件用作受力構(gòu)件的鋼結(jié)構(gòu)形式，突破了傳統(tǒng)中受力鋼的局限，降低了整體構(gòu)件的重量，節(jié)約了鋼材的使用。
三、工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)的設計
1.鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的基本原則
在鋼結(jié)構(gòu)建筑的設計過程中，要嚴格遵守一定的設計原則，才能夠保證其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性，筆者將其歸納為以下幾點：
第一，要本著節(jié)約的原則，盡量節(jié)省材料的運用，降低鋼結(jié)構(gòu)自身的重量，縮短鋼結(jié)構(gòu)安裝的時間，并且能夠縮短運輸時間，降低成本;第二，要保證其符合建筑物施工和使用的要求，使其具有足夠的穩(wěn)定性，在剛度和強度方面應當具有很好的耐久性;第三，要注重外形與整體的美觀程度，符合建筑美學的要求。
2.設計的前期準備
工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)設計的前期準備主要是指在前期建設時，建筑設計人員為土木設計人員提供相應的設計分布圖紙以及相關建筑的荷載資料。其中設計工藝分布圖必須明確闡述具體的工藝設計流程以及各程序之間的相互聯(lián)系和相互關系，確定平面位置與空間位置是否相一致根據(jù)結(jié)構(gòu)的分布形式，設計各構(gòu)件的計算長度，并在實際中檢驗運算結(jié)構(gòu)，保證各項數(shù)據(jù)都能達到準確無誤。另外，專業(yè)的設計人員要充分調(diào)查施工當?shù)氐牡乩項l件、水文特征以及氣象資料，通過衡量鋼材料的雪荷載、地震荷載以及風荷載等方面，確定材料的強度選擇，以保證設計的安全性和整體鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
3. 鋼結(jié)構(gòu)的具體設計
(1)選擇鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式
鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式首先要滿足基本的工藝要求和施工規(guī)范，在明確荷載作用的情況下，設計鋼結(jié)構(gòu)的主梁以及立柱的設計分布圖，保證在傳力的過程中達到受力均勻，維持整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。同時傳力方式的設計一般按照板一梁一柱一基礎的順序進行安排。當傳力方式確定后，與之相應的結(jié)構(gòu)形式也得到了確定。在結(jié)構(gòu)形式的基礎上明確各結(jié)點之間的約束關系，從而建立設計計算簡圖。我國普遍采用的鋼結(jié)構(gòu)結(jié)點的連接主要有以下三種形式：①螺栓連接法。②高強螺栓連接法。③焊接法。這三種方式中，高強螺栓連接法較其他的兩種形式，具有傳遞線性荷載以及傳遞彎矩的優(yōu)勢，適用范圍較廣。同時，工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)一般都為重型的工業(yè)廠房，這需要在連接屋頂、鋼柱以及支撐系統(tǒng)時選擇強度較高的高強螺栓進行連接，以保證整體結(jié)構(gòu)的剛度，維持重型廠房的建設。計算簡圖的確定主要取決于跨度、荷載作用以及柱距的實際承受力度。一般計算簡圖都為門型鋼架，且以剛性節(jié)點為主，用鋼支架節(jié)點和承重鋼平臺作為鉸結(jié)點，配合梁柱兩端的簡支，使之符合整體的荷載承受范圍。
(2)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件選型
構(gòu)件選型主要是指利用各構(gòu)件之間的支撐形式、荷載大小、跨度程度等來確定基本的構(gòu)件型號，方便計算結(jié)構(gòu)的作用。構(gòu)件大致分為受壓構(gòu)件以及受彎構(gòu)件兩種。其中受壓構(gòu)件選定型號是依據(jù)荷載的具體大小以及長短來進行確定。而受彎構(gòu)件是利用撓度值進行確定的。平臺梁的撓度值是 L/400;單梁吊車梁的撓度值是L/500;平臺板的撓度值是L/150。鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)計算主要強調(diào)了各構(gòu)件之間的強度、連接度、剛度的運算一般遵循從上到下，從分支到主干的運算順序。例如計算板、受彎構(gòu)件、受壓構(gòu)件、構(gòu)件的連接度、支撐系統(tǒng)等各個部分。
(3) 選擇構(gòu)件的型號及規(guī)格
依據(jù)簡圖計算的結(jié)果，符合對構(gòu)件的基本剛度、強度的要求，確定構(gòu)件的規(guī)格以及型號的選擇。在選擇的過程中應注意要嚴格按照施工的具體要求規(guī)范，遵照“安全可靠、經(jīng)濟科學”的方針，在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況下，適當考慮結(jié)構(gòu)的整體性以及美觀性。如果各構(gòu)件的局部符合要求，但組合在一起時影響整體的協(xié)調(diào)性時，則適當調(diào)整局部構(gòu)件，以免破壞整體的承重重量。
由于鋼結(jié)構(gòu)本身具有諸多的優(yōu)點，因此其在現(xiàn)代城市建設和工業(yè)建設中獲得了廣泛的應用。鋼結(jié)構(gòu)建筑同時具有高效、節(jié)能的特點，這與我國環(huán)境和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略是相適應的，因此在促進城市可持續(xù)發(fā)展方面也有著一定的優(yōu)勢。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑的應用也越來越廣泛，我們應當對鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點進行全面的考慮，將其存在的缺陷進行有效的克服，以此來不斷的拓寬鋼結(jié)構(gòu)的應用領域，促進我國建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
工業(yè)建筑設計論文篇2
淺析工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計要點
【摘要】本文作者結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗，對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計中需注意的問題進行了研究，供同行參考。
【關鍵詞】工業(yè)建筑;結(jié)構(gòu)設計;關注問題;未來發(fā)展
因工業(yè)建筑是以工業(yè)生產(chǎn)為核心的，其外形及內(nèi)部構(gòu)造與通常我們見到的類型存在很大的差異性，到處能夠展現(xiàn)出功能主義的特質(zhì)，表現(xiàn)了超強的經(jīng)濟適用性能、靈活性能及先進的科技化水平。由于工業(yè)建筑受載狀況比較復雜，這種因素的存在就造成對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料及結(jié)構(gòu)有了非常獨特的要求。與此同時，工業(yè)建筑有著很多的預埋件，如果有遺漏的問題需要及時的對其加以修補，這樣不僅僅會造成成本增加，而且影響了工程進展。接下來，針對現(xiàn)場施工中經(jīng)常遇到的問題進行闡述，結(jié)合自身多年的工作經(jīng)驗，針對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計中需關注的問題開展有關探究。
1 混凝土結(jié)構(gòu)設計重點
1.1 地基
工業(yè)建筑是一項投資大、占地面積廣、地質(zhì)條件非常復雜的工程，所以在進行工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計的過程當中需要選用多種類型的地基。從工業(yè)結(jié)構(gòu)設計的方面來看，混凝土標號需要與結(jié)構(gòu)耐久性要求相吻合(一般采用C30)。地基配筋最好能夠降低配筋率。條基接觸位置的鋼筋設置一定要有詳細的工程圖，對于條基交叉部位的基底面積只能夠單獨使用，堅決不能反復使用，同時一定要做到科學合理。砌體結(jié)構(gòu)局部墻體具有強大的集中荷載，需要依據(jù)相關準求來滿足大地基的標準，除此之外，需特別關注的問題是，柱下條形基礎，假設基礎的翼緣板選用的是緩坡形式，則一定要注意坡角不能太陡，不然則會降低工程施工工藝效果。
1.2 梁和板件的合理設計
工業(yè)建筑受載非常大，為確保其強度方面的準求，通常會將梁柱截面面積設計的會大一些，鋼筋比較粗密，這會給工程施工造成較大的難度。一些設計者為能夠掌控截面高度，通常會把配筋率提升2.5%，但是在現(xiàn)實的施工作業(yè)中非常難以做好這一方面的工作。假設鋼筋分布太密集的話，那么會在梁柱節(jié)點的位置，混凝土不能夠進行密實的澆筑，這將在一定程度上造成鋼筋出現(xiàn)移位的現(xiàn)象，為工程施工留下巨大的安全問題。在設計過程中，一定先要想到提升截面高度，降低鋼筋率。為了能夠便于施工，爭取不要讓梁柱交接部位有大梁鋼筋堆積的狀況出現(xiàn)。為不存在特殊荷載的狀況下，配筋率通常要低于1.7%，這樣對梁結(jié)構(gòu)塑型有著很好的效果，提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震功能。
因挑梁自重的總荷載通常很小，將其做成變截面對自重減輕不會有太大的影響，為此爭取把挑梁做成等截面的樣式。在對挑梁鋼筋率進行計算的時候，需要預留適合的安全系數(shù)，砌體結(jié)構(gòu)挑梁深入墻體的長度需滿足結(jié)構(gòu)設計方面的要求，同時要對抗傾翻臨界條件進行有關計算。
對于過梁的設計需要嚴格的遵循有關標準圖紙來選擇使用，但是在施工圖紙中一定要明確標出所選擇使用的具體方法。假設門窗洞口比較大的話或者是作用力比較集中的情況下，過梁的設計可以按標準圖選用，但要在施工圖中特別標明選用方法和具體圖號需要經(jīng)過詳細的計算來檢驗過量的受力程度。在進行結(jié)構(gòu)設計的過程中，爭取能夠把過梁與圈梁進行綜合澆筑，這樣對工程施工抗震性的提升有很大的幫助效果。
目前現(xiàn)澆板配筋大多使用的是軟件自動生成技術，這樣能夠有效的提升速度，避免錯誤問題的出現(xiàn)。在對配筋率進行有關計算的過程中，需要考慮一下塑性變形重的分布情況，把板筋上的筋應力乘以0.8―0.9的折減系數(shù)，將板下筋乘以1.1―1.2的放大系數(shù)。在對砌體結(jié)構(gòu)板件進行配筋的過程中，一定要注重支撐外墻的板筋不要太大，不然肯定會對磚墻造成強大的附加彎矩。
1.3 柱形件的設計重點
在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計過程當中，軸向受力構(gòu)件的使用是非常廣泛的。在選擇使用的柱截面的時候，為了能夠達到最佳的經(jīng)濟效果，可以選擇使用鋼管混凝土柱或者型鋼格構(gòu)柱?？紤]到性價比問題，在施工工藝能夠滿足的前提下可以增加縱向系桿，這樣能夠有效的減少廠房柱平面以外的計算長度。
支撐桿件結(jié)構(gòu)設計往往會是單拉桿，或是一拉一壓桿件的組合方式。但是需要在現(xiàn)實的施工作業(yè)當中依據(jù)受力情況及桿件的長短度來對其進行挑選使用。單桿設計當下屬于常常選用的一種當時，但需要在前后桿件之間不設置綴條，這種方式會很方便的進行中間穿行管道、樓梯和參觀走廊的。
1.4 樓梯的設計
在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)當中，生活區(qū)建筑物大都選用的是板式結(jié)構(gòu)，這樣既能夠達到一定的外形美觀的效果，又便于進行施工。但是需要在梯梁與梯板之間留有一定的高度，特別是在建筑的入口區(qū)域。梯段高度差小于等于20cm，預防絆倒。休息平臺與梯段板平行方向的上部筋應拉通，并且要跟梯段板配筋要密切配合，如果有特殊情況存在，就要在施工圖紙上明確的標出，以便于加大反拱力度。需要注意的是，在第一段梯板的基礎需要考慮其沉降問題，需要的時候要設置梯梁以提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能。
1.5 預埋件的合理埋設
工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)是一個承載體，除了需要各種安裝設備以外，還需許多的預埋件。在施工過程中一定要嚴格的按照施工圖紙來進行，而一些單位在施工過程中有遺漏了對樓梯埋件，需要及時的進行現(xiàn)場補救，不僅浪費時間而且將增加施工成本。在進行技術交底的過程中，一定要對施工企業(yè)說明具體的埋件要求， 埋件一定要承受一定的負載。工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)在進行安裝埋件的過程中，需要注意一下是不是有滑膜導致埋件產(chǎn)生了位移情況，避免給安裝帶來一定的難度。
2 鋼結(jié)構(gòu)設計重點
在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)當中，鋼結(jié)構(gòu)是非常多見的一種結(jié)構(gòu)形式，鋼結(jié)構(gòu)設計需要具備良好的工藝性能，這樣有利于施工及今后檢修工作的開展。比如在工程設計當中，選擇使用輕型門鋼結(jié)構(gòu)設計，在施工現(xiàn)場裝配的過程中，最下端的螺栓沒有預留足夠的扳手空間，避免力矩扳手沒有辦法安全運用。如果設計過程中對這一問題進行了科學考慮，留下了足夠的空間或者選用其他的連接方式，那么就不會出現(xiàn)上述問題。
在鋼結(jié)構(gòu)設計當中節(jié)點構(gòu)造設計是非常關鍵的，桿件設計與節(jié)點設計是鋼結(jié)構(gòu)設計的兩方面重要性內(nèi)容。節(jié)點結(jié)構(gòu)設計將直接影響著鋼結(jié)構(gòu)設計的安全性能。節(jié)點設計一定要達到構(gòu)造簡單、傳力可靠、受力明確、工藝性良好的等方面的要求。節(jié)點連接設計爭取設定10%―15%的安全系數(shù)。對于構(gòu)件應力小的情況，連接焊縫長度一般要高于120mm。在工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設計工作當中，上述因素是非常關鍵的。在工程施工過程當中不要隨意的增加桿件截面，避免對節(jié)點結(jié)構(gòu)安全性造成不良影響。
結(jié)束語
在開展的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計工作當中，結(jié)構(gòu)設計的安全性、耐久性及實用性是設計需要遵循的基本性準則，為此就要求設計工作者需嚴格的按照有關的設計規(guī)章制度來工作，詳細的了解施工工藝順序，全方位的對其影響因素進行考慮，對建筑結(jié)構(gòu)進行科學優(yōu)化，最終達到建筑技術經(jīng)濟性能的有效統(tǒng)一。與此同時，結(jié)構(gòu)設計者要抓住社會發(fā)展的總趨勢，不斷的去探究新技術、新設計方法，來提升工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量，創(chuàng)造出新穎、高質(zhì)量的工程。
參考文獻
[1] 何俊奎，郭義峰等.淺談工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計中應注意的一些問題[J].四川建材，2012，(08).
[2] 蘭文清.鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設計中應注意的問題[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2010，(8).
[3] 趙健玲.建筑結(jié)構(gòu)設計中常見錯誤分析[J].科技風，2011，(16)
[4] 凌燕.建筑結(jié)構(gòu)設計的基本方法及存在的問題[J].科技創(chuàng)新導報，2013，(29).
[5] 劉國營.工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計常見錯誤分析[J].廣東科技，2012，(10).