邓金城
北京市顺工建筑工程公司,北京 101300
摘要:目前,随着工业化的全面发展,工业建筑的功能越来越多样化,同时其结构的复杂化,对工业建筑的设计环节提出了全新的要求,为建筑企业带来了巨大的挑战,为了更好地满足工业建筑结构设计需求,应该对工业生产的实际情况进行分析,结合工业多样化的需求,科学进行工业建筑结构设计,实现良好的设计效果,进而满足工业生产的多项需求,促进工业企业的发展。文章针对工业建筑结构的设计要点进行分析,探讨工业建筑结构设计中需要注意的内容,从而实现良好的工业建筑结构设计。
关键词:现代工业建筑;设计新尝试;探讨
引言
随着国民经济的迅速发展,第二产业工业的发展速度加快,企业对工厂建设的要求不断提高,涌现出了一批具有鲜明特色的“示范工厂”和“形象工厂”,也带动了工业旅游热。与民用建筑不同,工业建筑的设计考虑实际功用,存在诸多限制因素,如何摆脱束缚,寻求新尝试,是现代工业建筑设计的突破点。文章结合作者多年工作经验,对现代工业建筑设计的新尝试进行了多方位的探讨。
1建造地点
1.1临近原料供应地
企业生产需要大量原物料供给,特别是以地域性较强的农作物或水资源等原料为依托的企业,其建造地点是否合适,将直接影响工厂的基建进度,投资费用以及建成投产后的经济效益。例如:浙江新安江、贵州武陵山等全国知名的优质水源地,引进了不少大型水厂、啤酒厂投资建厂;山东济南,地下泉眼密布且地下水品质高,也吸引了很多水厂的入驻。而江西信丰这样全国知名的赣南脐橙产地,也应运而生了不少知名果汁饮料厂。从以上选址均可以看出,只有靠近原料地,才能从根本上保证货源的充足和品质,减少生产成本,提高生产能力,为企业的后续发展提供强有力的物资保障。
1.2依托周边条件
成熟的周边条件主要表现在交通便利,基础设施齐全等方面,也是建造地点选择的先决条件。交通方面,以物流仓储类建筑为例,有的选择配套条件成熟的工业园区,有的选择靠近机场的航空港区。基础设施方面,供水供电供气,排水,“三废”处理都是需要考虑的,例如化工化学工艺加工过程中需要大量的电,若周边市政设施不具备该条件,则需首先排除。而若企业生产会产生大量废水,则周边是否有完善的污水处理及排放设施就成了先决条件。
2工业建筑各环节的设计要点分析
在工业领域的建筑结构设计中,由于使用情况复杂,其对建筑的材料和结构都具有独特的要求,并且在工业建筑的结构中需要应用到大量的预埋件,如果在施工中出现遗漏的现象,就需要马上进行补救,这样不仅提高了建筑成本,还降低了施工效率,不利于工业建筑结构的施工。在工业建筑结构的设计环节中,主要是针对建筑的基础、梁和板、柱、楼梯以及预埋件等结构进行合理的设计,并针对施工中遇到的问题进行分析,并制定出合理的解决方案,进而快速完成工业建筑工程。
2.1基础的设计要点
地基作为建筑结构的基础,对建筑活动起到了重要的作用。其对工业建筑而言,具有一定的特殊性,由于工业建筑基础的投资通常比较大,需要用的厂房占地面积也比较广,并且通常工业建筑的建设区域都属于郊区,周围的环境和地质情况都比较复杂,因此在开展工业建筑的基础设计时,应该依据实际情况,运用多种地基的设计形式。例如,负荷较大的区域可以采用桩基或弹性地基等,由于工业建筑的输送皮带支架通常采用底部铰接的方式,而传给基础的只有剪力与轴力。
因此,在基础的设计中,通常利用柱下独基设计,采用独立基础的设计,这就必须根据实际需求合理的选择混凝土标号,同时也应该充分考虑混凝土的耐久性,在独立基础的交接部分采用钢筋进行设定,确保宽度的合理性。在砌体结构设计中,应该结合实际需求适当增加基础的宽度。
2.2梁与板件的设计要点
在完成工业建筑结构的基础设计时,还应该对工业建筑的梁和板件进行合理设计,确保建筑梁与板件满足工业生产的实际需求。在工业建筑结构设计中,由于工业建筑对承载力的要求比较大,为此,需要满足工业建筑的强度要求,必须加大梁和柱的横截面,这就为施工增加了难度。设计人员在进行结构设计中为了更好地控制截面的高度,可以将配筋率提高到2.5%左右,但是这项工作比较难以实现,如果钢筋的分布太密,就会导致混凝土的浇筑过程很难实现密实的效果,造成钢筋移位的现象。因此,在实际的设计中,应该充分考虑截面的实际情况,避免梁和柱交接处出现钢筋过密的情况。在没有特殊情况下,配筋率可以小于1.7%,并提高建筑结构的抗震性。在挑梁的设计中,通常挑梁承担的载荷要小很多,因此在制作挑梁时,应该尽可能做成等截面的形式,在计算挑梁的配筋率时,也要预留出合理的安全系数,如果挑梁的负荷比较大,则需要增加底筋。
2.3柱构件的设计要点
在开展工业建筑结构的设计时,最常用到的是轴向受力构件。在选择柱截面时,为了降低施工成本,使施工更经济实惠,可以优先选择钢管混凝土柱结构,也可以采用型钢或板钢作为截面柱材料。为了提高柱构件的性价比,可以适当地增加纵向系杆,从而减少工业建筑柱体的计算长度。在进行支撑杆件的设计时,通常采用单拉杆或者组合杆件形式,并根据受力需求选择适合的杆件长度,便于走廊和楼梯穿行。
2.4平面设计
不同性质的工业建筑,在生产操作时会出现不同的生产特征,而生产特征也会影响厂房的平面设计。有些厂房(机械工业的铸造车间、热加工车间、炼钢车间等)在生产过程中会散发出大量的热量、烟气、粉尘,此时平面设计应使厂房具有良好的自然通风;有些厂房(机械冷加工车间、家电组装车间等)是在正常的温度、湿度下进行生产的,室内无大量的余热及有害气体散发,但该类车间对采光有一定的要求,在平面设计时应综合考虑厂房所在地区的气象条件、地形特征等,以满足厂房的采光和通风的要求;还有些厂房(电子车间、纺织车间等)对温度、湿度、清洁度有严格的要求,需要采用空气调节设备,这类厂房不宜采用联跨整片式设计,以方便空气调节设备的安装。根据工业建筑不同的生产工艺流程,平面设计一般有3种组合方式。(1)直线布置:厂房由若干个跨间平行组成,工艺流程顺跨间直线进行。这种布置方式适用于规模不大、吊车吨位不大的厂房。采用这种布置方式的厂房平面可全部为平行跨,具有结构简单、扩建方便等优点。但当跨度较小、跨数较少时,厂房成长条状平面,厂房外墙面积大,土建投资不经济。(2)平行布置:厂房由若干个跨间平行组成。在建筑结构上与前一种基本相同,生产时通常需要采用传送带、平板车或其他越过跨间的运输设备。(3)垂直布置:厂房平面跨间相互垂直。在不同跨间,可以根据工艺需要,对零部件进行加工装配。厂房设有越跨运输设备,由于跨间相互垂直,建筑结构较为复杂,在大、中型厂房中由于工艺布置和生产运输有优越性,故其应用也较为广泛。
结语
工业建筑是现代城市的重要组成部分,不但是工业生产所必不可少的,同时也是社会、城市正常运转所必需的。随着工业化进程不断加快,工业建筑正朝着更新兴更节能环保的方向发展。现代工业建筑在中国还有很长的路要走,我们需要顺应时代新趋势,不断努力和创新,用新的理念、新的建筑技术去创造出充满现代感的优质工业建筑产品。
参考文献
[1]GB50187-2012,工业企业总平面设计规范[S].
[2]金邦才,张勇,徐赢.现代工业厂房的建筑探索与实践[J].建设科技,2012(06):100-101.
[3]刘菲.工业厂房建筑设计概述[J].价值工程,2010,29(31):103.
[4]李聪.工业建筑设计创新研究[D].哈尔滨工业大学,2011.