工业建筑设计论文
工业建筑是为生产产品提供工作空间场所的建筑物，是为满足生产活动需要的建筑类型。下文是小编为大家整理的关于工业建筑设计论文的范文，欢迎大家阅读参考!
工业建筑设计论文篇1
探讨工业建筑钢结构的设计
[摘 要]钢结构的应用，促进城市建筑业蓬勃发展，成为了建筑行业中一颗耀眼的新星，被广泛的运用于当前各种建筑结构中。钢结构在提高建筑行业的经济效益的同时，也具有美化环境、节能降耗的作用。
[关键词]钢结构;设计;工业建筑
一、钢结构工业建筑的特点
1.预工程化程度高
预工程化钢结构建筑概念最早是在西方产生的，其主要是实现了材料加工与安装的一体化，以此来降低工程的施工成本，并且能够有效的缩短工期，能够使建筑物更早的投 入使用，这对于房地产开发商的资金流转来说，速度也获得了 有效的提升。
2.跨度更大
钢结构的组织均匀，而且强度较高，弹性模量也较高，密度与强度的比值相比砖石、混凝土结构要更小，因此在受到同样的外力情况下，钢结构的自重较小，所以其能够实现大跨度的结构体系，也能够形成更高和更灵活的建筑结构。当前，在建筑业已经存在跨度超过9O米的超大穹顶，以及高度超过l00米至最高400米的超高层建筑。
3.增强建筑物的美感
当前建筑行业中一种较为常用的外围护结构，使用金属构件与玻璃板组成，称之为玻璃幕墙。将钢结构与玻璃幕墙结构进行适当的组合，能够获得更具艺术特色的建筑结构，比如1989年贝聿铭存卢浮宫改建工程中，将地下广场的部分结构采用了单拉互连点式技术，设计了一个金字塔形的玻璃结构，把建筑、结构、机械技术相结合，成为建筑精品，获得世人的赞赏。
二、钢结构在工业建筑中的应用
由于钢结构的自身优势以及特点直接决定了钢结构广泛应用于各行各业的结构建设中。钢结构一般适合于高层、体系复杂、跨度大、荷载大、吊车起重量大、振动幅度大、密封性能要求高以及用于经常拆装的结构中。主要的结构形式有平面架、网架、轻钢、索膜以及塔桅等。例如：大型的体育场、火车站候车室、机场等都采用大跨度的钢结构设计;重型的工业厂房以及生产车间都采用荷载作用强的钢结构设计;井塔、电视塔、气象塔、通讯塔等都采用高层结构的钢结构设计;气罐、油罐、高炉等都采用轻型的钢结构设计。
另外，随着科技的不断发展以及建筑材料的不断改进，钢结构形式也随着发生变化。例如：传统中的悬索结构具有施工复杂，施工难度大，施工速度慢等特点，对实际的施工带来一定困扰。而现今网架结构正好取代了悬索结构，改变了悬索结构的缺陷，真正实现了施工技术简单，施工速度快，制作方便，易操作等优势。我国普遍在施工中应用的钢结构还有预应力的钢结构。这种结构主要以节省材料消耗，强化材料的整体性能受到了人们的欢迎。而国外的施工技术中，还将薄钢板的集合构件取代了常用的型钢以及组合件用作受力构件的钢结构形式，突破了传统中受力钢的局限，降低了整体构件的重量，节约了钢材的使用。
三、工业建筑中钢结构的设计
1.钢结构工业建筑的基本原则
在钢结构建筑的设计过程中，要严格遵守一定的设计原则，才能够保证其结构的稳定性与可靠性，笔者将其归纳为以下几点：
第一，要本着节约的原则，尽量节省材料的运用，降低钢结构自身的重量，缩短钢结构安装的时间，并且能够缩短运输时间，降低成本;第二，要保证其符合建筑物施工和使用的要求，使其具有足够的稳定性，在刚度和强度方面应当具有很好的耐久性;第三，要注重外形与整体的美观程度，符合建筑美学的要求。
2.设计的前期准备
工业建筑中钢结构设计的前期准备主要是指在前期建设时，建筑设计人员为土木设计人员提供相应的设计分布图纸以及相关建筑的荷载资料。其中设计工艺分布图必须明确阐述具体的工艺设计流程以及各程序之间的相互联系和相互关系，确定平面位置与空间位置是否相一致根据结构的分布形式，设计各构件的计算长度，并在实际中检验运算结构，保证各项数据都能达到准确无误。另外，专业的设计人员要充分调查施工当地的地理条件、水文特征以及气象资料，通过衡量钢材料的雪荷载、地震荷载以及风荷载等方面，确定材料的强度选择，以保证设计的安全性和整体钢结构的稳定性。
3. 钢结构的具体设计
(1)选择钢结构的结构形式
钢结构的结构形式首先要满足基本的工艺要求和施工规范，在明确荷载作用的情况下，设计钢结构的主梁以及立柱的设计分布图，保证在传力的过程中达到受力均匀，维持整体结构的稳定。同时传力方式的设计一般按照板一梁一柱一基础的顺序进行安排。当传力方式确定后，与之相应的结构形式也得到了确定。在结构形式的基础上明确各结点之间的约束关系，从而建立设计计算简图。我国普遍采用的钢结构结点的连接主要有以下三种形式：①螺栓连接法。②高强螺栓连接法。③焊接法。这三种方式中，高强螺栓连接法较其他的两种形式，具有传递线性荷载以及传递弯矩的优势，适用范围较广。同时，工业建筑的结构一般都为重型的工业厂房，这需要在连接屋顶、钢柱以及支撑系统时选择强度较高的高强螺栓进行连接，以保证整体结构的刚度，维持重型厂房的建设。计算简图的确定主要取决于跨度、荷载作用以及柱距的实际承受力度。一般计算简图都为门型钢架，且以刚性节点为主，用钢支架节点和承重钢平台作为铰结点，配合梁柱两端的简支，使之符合整体的荷载承受范围。
(2)钢结构的构件选型
构件选型主要是指利用各构件之间的支撑形式、荷载大小、跨度程度等来确定基本的构件型号，方便计算结构的作用。构件大致分为受压构件以及受弯构件两种。其中受压构件选定型号是依据荷载的具体大小以及长短来进行确定。而受弯构件是利用挠度值进行确定的。平台梁的挠度值是 L/400;单梁吊车梁的挠度值是L/500;平台板的挠度值是L/150。钢结构的结构计算主要强调了各构件之间的强度、连接度、刚度的运算一般遵循从上到下，从分支到主干的运算顺序。例如计算板、受弯构件、受压构件、构件的连接度、支撑系统等各个部分。
(3) 选择构件的型号及规格
依据简图计算的结果，符合对构件的基本刚度、强度的要求，确定构件的规格以及型号的选择。在选择的过程中应注意要严格按照施工的具体要求规范，遵照“安全可靠、经济科学”的方针，在保证结构稳定的情况下，适当考虑结构的整体性以及美观性。如果各构件的局部符合要求，但组合在一起时影响整体的协调性时，则适当调整局部构件，以免破坏整体的承重重量。
由于钢结构本身具有诸多的优点，因此其在现代城市建设和工业建设中获得了广泛的应用。钢结构建筑同时具有高效、节能的特点，这与我国环境和经济的可持续发展战略是相适应的，因此在促进城市可持续发展方面也有着一定的优势。随着建筑行业的不断发展，钢结构建筑的应用也越来越广泛，我们应当对钢结构的优缺点进行全面的考虑，将其存在的缺陷进行有效的克服，以此来不断的拓宽钢结构的应用领域，促进我国建筑业的持续发展。
工业建筑设计论文篇2
浅析工业建筑结构设计要点
【摘要】本文作者结合多年来的工作经验，对工业建筑结构设计中需注意的问题进行了研究，供同行参考。
【关键词】工业建筑;结构设计;关注问题;未来发展
因工业建筑是以工业生产为核心的，其外形及内部构造与通常我们见到的类型存在很大的差异性，到处能够展现出功能主义的特质，表现了超强的经济适用性能、灵活性能及先进的科技化水平。由于工业建筑受载状况比较复杂，这种因素的存在就造成对建筑结构构件材料及结构有了非常独特的要求。与此同时，工业建筑有着很多的预埋件，如果有遗漏的问题需要及时的对其加以修补，这样不仅仅会造成成本增加，而且影响了工程进展。接下来，针对现场施工中经常遇到的问题进行阐述，结合自身多年的工作经验，针对工业建筑结构设计中需关注的问题开展有关探究。
1 混凝土结构设计重点
1.1 地基
工业建筑是一项投资大、占地面积广、地质条件非常复杂的工程，所以在进行工业建筑结构设计的过程当中需要选用多种类型的地基。从工业结构设计的方面来看，混凝土标号需要与结构耐久性要求相吻合(一般采用C30)。地基配筋最好能够降低配筋率。条基接触位置的钢筋设置一定要有详细的工程图，对于条基交叉部位的基底面积只能够单独使用，坚决不能反复使用，同时一定要做到科学合理。砌体结构局部墙体具有强大的集中荷载，需要依据相关准求来满足大地基的标准，除此之外，需特别关注的问题是，柱下条形基础，假设基础的翼缘板选用的是缓坡形式，则一定要注意坡角不能太陡，不然则会降低工程施工工艺效果。
1.2 梁和板件的合理设计
工业建筑受载非常大，为确保其强度方面的准求，通常会将梁柱截面面积设计的会大一些，钢筋比较粗密，这会给工程施工造成较大的难度。一些设计者为能够掌控截面高度，通常会把配筋率提升2.5%，但是在现实的施工作业中非常难以做好这一方面的工作。假设钢筋分布太密集的话，那么会在梁柱节点的位置，混凝土不能够进行密实的浇筑，这将在一定程度上造成钢筋出现移位的现象，为工程施工留下巨大的安全问题。在设计过程中，一定先要想到提升截面高度，降低钢筋率。为了能够便于施工，争取不要让梁柱交接部位有大梁钢筋堆积的状况出现。为不存在特殊荷载的状况下，配筋率通常要低于1.7%，这样对梁结构塑型有着很好的效果，提升建筑结构的抗震功能。
因挑梁自重的总荷载通常很小，将其做成变截面对自重减轻不会有太大的影响，为此争取把挑梁做成等截面的样式。在对挑梁钢筋率进行计算的时候，需要预留适合的安全系数，砌体结构挑梁深入墙体的长度需满足结构设计方面的要求，同时要对抗倾翻临界条件进行有关计算。
对于过梁的设计需要严格的遵循有关标准图纸来选择使用，但是在施工图纸中一定要明确标出所选择使用的具体方法。假设门窗洞口比较大的话或者是作用力比较集中的情况下，过梁的设计可以按标准图选用，但要在施工图中特别标明选用方法和具体图号需要经过详细的计算来检验过量的受力程度。在进行结构设计的过程中，争取能够把过梁与圈梁进行综合浇筑，这样对工程施工抗震性的提升有很大的帮助效果。
目前现浇板配筋大多使用的是软件自动生成技术，这样能够有效的提升速度，避免错误问题的出现。在对配筋率进行有关计算的过程中，需要考虑一下塑性变形重的分布情况，把板筋上的筋应力乘以0.8―0.9的折减系数，将板下筋乘以1.1―1.2的放大系数。在对砌体结构板件进行配筋的过程中，一定要注重支撑外墙的板筋不要太大，不然肯定会对砖墙造成强大的附加弯矩。
1.3 柱形件的设计重点
在工业建筑结构设计过程当中，轴向受力构件的使用是非常广泛的。在选择使用的柱截面的时候，为了能够达到最佳的经济效果，可以选择使用钢管混凝土柱或者型钢格构柱。考虑到性价比问题，在施工工艺能够满足的前提下可以增加纵向系杆，这样能够有效的减少厂房柱平面以外的计算长度。
支撑杆件结构设计往往会是单拉杆，或是一拉一压杆件的组合方式。但是需要在现实的施工作业当中依据受力情况及杆件的长短度来对其进行挑选使用。单杆设计当下属于常常选用的一种当时，但需要在前后杆件之间不设置缀条，这种方式会很方便的进行中间穿行管道、楼梯和参观走廊的。
1.4 楼梯的设计
在工业建筑结构当中，生活区建筑物大都选用的是板式结构，这样既能够达到一定的外形美观的效果，又便于进行施工。但是需要在梯梁与梯板之间留有一定的高度，特别是在建筑的入口区域。梯段高度差小于等于20cm，预防绊倒。休息平台与梯段板平行方向的上部筋应拉通，并且要跟梯段板配筋要密切配合，如果有特殊情况存在，就要在施工图纸上明确的标出，以便于加大反拱力度。需要注意的是，在第一段梯板的基础需要考虑其沉降问题，需要的时候要设置梯梁以提升建筑结构的稳定性能。
1.5 预埋件的合理埋设
工业建筑结构是一个承载体，除了需要各种安装设备以外，还需许多的预埋件。在施工过程中一定要严格的按照施工图纸来进行，而一些单位在施工过程中有遗漏了对楼梯埋件，需要及时的进行现场补救，不仅浪费时间而且将增加施工成本。在进行技术交底的过程中，一定要对施工企业说明具体的埋件要求， 埋件一定要承受一定的负载。工业建筑结构在进行安装埋件的过程中，需要注意一下是不是有滑膜导致埋件产生了位移情况，避免给安装带来一定的难度。
2 钢结构设计重点
在工业建筑结构当中，钢结构是非常多见的一种结构形式，钢结构设计需要具备良好的工艺性能，这样有利于施工及今后检修工作的开展。比如在工程设计当中，选择使用轻型门钢结构设计，在施工现场装配的过程中，最下端的螺栓没有预留足够的扳手空间，避免力矩扳手没有办法安全运用。如果设计过程中对这一问题进行了科学考虑，留下了足够的空间或者选用其他的连接方式，那么就不会出现上述问题。
在钢结构设计当中节点构造设计是非常关键的，杆件设计与节点设计是钢结构设计的两方面重要性内容。节点结构设计将直接影响着钢结构设计的安全性能。节点设计一定要达到构造简单、传力可靠、受力明确、工艺性良好的等方面的要求。节点连接设计争取设定10%―15%的安全系数。对于构件应力小的情况，连接焊缝长度一般要高于120mm。在工业厂房钢结构设计工作当中，上述因素是非常关键的。在工程施工过程当中不要随意的增加杆件截面，避免对节点结构安全性造成不良影响。
结束语
在开展的工业建筑结构设计工作当中，结构设计的安全性、耐久性及实用性是设计需要遵循的基本性准则，为此就要求设计工作者需严格的按照有关的设计规章制度来工作，详细的了解施工工艺顺序，全方位的对其影响因素进行考虑，对建筑结构进行科学优化，最终达到建筑技术经济性能的有效统一。与此同时，结构设计者要抓住社会发展的总趋势，不断的去探究新技术、新设计方法，来提升工业建筑结构设计质量，创造出新颖、高质量的工程。
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