工業建筑結構設計精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的工業建筑結構設計主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：工業建筑結構設計范文
工業建筑是維持工業生產安全平穩進行的重要保障，工業建筑的結構設計對于企業來說至關重要。工業建筑結構在很大程度上決定著企業的生產、管理效率。工業建筑結構的合理性缺失必將導致企業增加生產運營成本，無法有效的利用人力物力，使企業發展陷入困境。好的工業建筑結構應該綜合企業的生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等，針對企業自身的特點進行結構性優化，實現生產環節的最優化設計，從而降低企業生產運營成本，提高企業利潤率。
1工業建筑結構設計
工業建筑結構設計應秉承安全性強、建設成本合理、結構質量高三個基本原則，并嚴格按照國家的規范標準，結合企業自身生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行系統化設計。首先，根據企業對建筑強度的要求，合理選擇鋼材型號。選用鋼材必須通過國家質量檢測體系的認證，確保鋼結構的強度與質量。在合理選用鋼材型號的同時，對鋼結構進行防腐防銹處理也是保障其剛度及強度的重要措施。根據所選的鋼材型號，對建筑結構進行系統的應力分析，選擇對應的焊條，保證其焊縫的結構強度。同時也不能忽視結構附件的性能要求，應按照實際需求及相關規范進行選型配備。此外，還應格外注意對地基的處理，根據建筑結構進行針對性的地基處理，確保工業建筑結構的穩定性與抗震等級要求。
2工業建筑結構設計的優化
2．1工業建筑結構設計優化概念
現代工業建筑結構設計優化概念較之以往有很大不同。與傳統工業建筑結構設計優化只重視建筑結構的分析、設計相比，現代工業建筑結構設計優化更加注重對生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行多方面多角度綜合評價、分析，權衡性能、成本、結構、舒適度等多方因素，確立科學、合理的工業建筑結構設計方案。通過對工業建筑結構設計進行最大程度優化的方式，達到有效提高企業生產效率、管理效率，降低企業生產運營成本，提高企業利潤率的目的。
2．2工業建筑結構設計優化中存在的問題
結構優化與建筑美學的矛盾在當前工業建筑結構設計優化過程中尤為突出。通常在結構設計中很難做到對結構強度、建筑性能、實用性與現代設計理念、建筑美學兼顧。過多關注設計理念與建筑美學的優化，會造成設計方案對結構布局、工藝流程的考慮不足，使得優化方案缺少實用性，對工業生產的提升效果不明顯，很難得到企業的認可。另一個主要問題是工業建筑結構設計方案中工程造價優化與結構強度優化的矛盾。鋼結構的設計除了要保障剛度、強度的同時還要做到兼顧經濟合理性。如何在保證設計要求的情況下盡可能優化結構工程造價、減少鋼材使用量，也是設計人員在工業建筑結構設計優化中主要考慮的問題。
3工業建筑結構設計優化的探討
3．1建立工業建筑結構設計優化模型
科學、合理的開展工業建筑設計優化工作離不開一個好的結構設計優化模型。在工業建筑設計優化過程中，針對重點變量進行函數模型的建立，對多種結構參數進行模擬、分析。函數模型的建立與運用有助于實現設計參數的最優化，從而根據實際需要，找出最科學的優化方案。在工業建筑結構優化模型的建立中，針對工程的基礎結構、屋蓋系統、圍護結構三個重要方面進行重點優化，對其進行選型分析、受力分析、工藝分析、造價分析等全面評價，確保優化方案的有效性。工業建筑結構設計優化模型構建的重點在于確定參數變量，根據約束性條件與結構設計的主要影響因素確定模型中的參數內容。參數內容確定后，應根據企業對工業建筑結構設計的優化目的與優化方向選定合適的函數模型，確定最終的優化方案。
3．2完善工業建筑結構設計管理體系
在工業建筑結構設計優化中，常因為缺乏指導性的優化理念與量化標準，使得結構優化方案有很大的變動性，并對設計管理與施工管理造成不利影響。為了保障工業建筑結構設計優化工作的有效進行，滿足現代工業建筑結構設計優化的需要，必須完善與之相匹配的管理體系，建立專業的指導思想與量化標準。對工業建筑結構設計的優化活動進行有效的管理與評估，采取針對性措施對優化進行規范管理，根據相關標準規范與思想理念對設計人員的工作進行指導和考核，實現對工業建筑結構設計優化的質量控制。
4結語
工業建筑的結構設計是一項專業性強、內容復雜的工作，對設計人員的專業素養與綜合能力都有著很高的要求。必須充分結合企業自身特點，綜合考慮生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行多種因素，對設計方案的性能、成本、結構、舒適度、建筑美學等多方面進行科學合理的取舍，選擇合適的參數變量，根據優化方向針對性選擇函數模型，確立科學合理的參數內容，做出最佳的工業建筑結構設計優化方案，實現設計的最優化。
作者:李雷 單位:山東省冶金設計院股份有限公司
參考文獻:
［1］姚大園．建筑結構設計優化方法及應用［J］．江西建材，2012，(03)．
第2篇：工業建筑結構設計范文
【關鍵詞】工業建筑；結構設計；輕型鋼；應用探討
1輕型鋼結構建筑概述
輕型鋼結構建筑經歷了實腹式單層輕型鋼結構面板建筑到后來的大型工業廠房的發展過程，現在給它賦予了具有更廣泛的內容和意義[1]。體系中的輕不僅僅指的是建筑結構的輕，更重要的一個特點是體現在其經濟效益上，與傳統的建筑相比，輕型鋼結構建筑具有建造速度快，施工成本低的特點，從而大大提高了業主的經濟效益。在房屋建筑中，衡量該結構是否為輕型鋼結構建筑體系的標準有兩條，即f指標和t直標，在其他建筑結構形式中以f指標為主。
2輕型鋼結構建筑設計要點
輕型鋼結構建筑設計同一般結構設計，均需滿足適用性、安全性、經濟性和美觀性[2]。適用性是指建筑物在空間上滿足生產生活要求，室內環境滿足生產過程中滿足安全規范生產要求，包括聲環境、熱環境、光環境等。聲環境要求廠房外的噪聲不得超過30分貝，在建筑活動中往往會造成噪聲的有震動、雨水沖擊和空氣噪聲。進行建筑設計時根據噪聲來源的不同，采取相對應得設計措施進行隔聲處理。熱環境要求建筑物內空氣流通、溫度等滿足人體冷熱感和健康要求。光環境分為室內自然采光和人工補光，在建筑結構設計中則盡可能的要求加大自然采光，減少人工補光，降低能源的消耗，保證室內生產生活的安全進行。
3輕型鋼結構廠房基礎設計要求
對于門式鋼架輕鑰結構工業廠房基礎的設計，因為其受力影響因素多，具有一定的不確定性，根據一般規律，廠房通常布置有重型大噸位吊車同時又布置多臺吊車，則因為其水平移動難以控制，因此對水平采取腳柱剛接，豎向鉸接。因為輕型鋼結構廠房自身具有自重輕的特點，所以水平荷載主要為風荷載和起重設備所產生的水平力。因此其就會產生較大的偏心力，這是輕型鋼結構廠房基礎受力最大特點。
4輕型鋼結構建筑設計方法
輕型鋼結構建筑設計包括屋面設計、墻體設計、加層構造設計三方面。屋面設計通常包括屋面建筑材料的選擇和屋面坡度的選擇，對于干旱地區，屋面材料主要保溫隔熱性能好，雨水少，與多雨地區相比對材料的防水性能適當降低，屋面的坡度較小；在多雨區則要求屋面防水性能好，同時屋面的坡度較大。墻體設計可分為內墻和外墻，設計中應根據不同墻體的要求及相關的設計規范對墻體材料進行選擇并設計，科學選擇墻體板塊的布置當時，做到經濟安全美觀合理，保證設計質量。加層設計與傳統的加層設計略有不同，它在傳統的加層功能基礎上還具有其自身的特點。它是在原有結構的基礎上對原有結構進行加固，達到對原有結構優化的目的，在設計中為了提高結構穩定性，彌補鋼結構的缺點，需合理設計縱橫向的支撐，使其剛度達到設計要求。
5山形門式輕型鋼剛架結構體系的應用
改革開放以來，我國鋼鐵產業獲得了快速發展，山形門式輕型鋼剛架結構以其節約鋼材、節約工期和節約成本的優點被許多工業廠房所選用。采用普通的輕型鋼結構雖然大大降低了建筑物的自重，但是當有風荷載和起重設備作用時，會產生較大的偏心力，嚴重影響到結構的穩定性，對基礎的設計和施工帶來巨大壓力。因此本文采用山形門式輕型鋼剛架結構體系，可大大降低上述普通輕型鋼結構設計中的問題。山形門式輕型鋼剛架結構體系一般應用于倉庫式工業建筑和工業廠房，在小跨度結構中優勢最為明顯。當廠房中無吊車時，結構對側向力抵抗能力要求較低，因此根據結構彎矩圖，結構采用線性變截面鋼柱，即節省可鋼材又節約成本。當廠房安設大型起重設備時，則結構具有較大的側向力作用，則結構需提高側向抵抗力和剛度。因此采用剛陛柱腳來提高廠房的整體剛度，在結構設計中，該結構基礎通常設計為偏心基礎，來避免基礎底面出現拉應力的現象。在結構的連接處采用法蘭盤鏈接已經成為了一種趨勢，值得我們在以后的結構設計中借鑒。
6結論
輕型鋼在結構設計中的廣泛應用已成為現代建筑結構設計中的必然趨勢。與傳統的施工相比，其節約鋼材、節約工期和節約成本的優點使其在建筑材料領域占據了絕對的優勢，進一步挖掘鋼結構設計特點，并結合中國古建筑形式為鋼結構的設計將會有更進一步的發展。
參考文獻
[1]萬紅霞，吳代華，蔣淪如.大跨度門式剛架輕型鋼結構設計[J].武漢理工大學學報，2004（2）.
[2]周暉，韋洪生，宋雪峰.輕型鋼結構設計中的材料選用[J].河北煤炭，2004（2）.
[3]王德山.鋼結構設計及輕型鋼結構應用[J].山西建筑，2006（7）.
第3篇：工業建筑結構設計范文
關鍵字：工業建筑，結構設計，常見問題
中圖分類號： S611文獻標識碼：A文章編號：
引 言
科技的不斷進步及工業的不斷發展，使得工地用戶面積不斷增多，人們對工作環境的舒適性和方便性等要求也不斷提高，同時許多舊式廠房因為功能單一逐漸被多功能的綜合性廠房所替代，新型工業建筑行業隨之興起。以往常采用鋼筋混泥土結構，但目前建筑行業響應了國家對節能環保、可持續利用的號召，目前主流為鋼結構。工業建筑通常荷載較大、工藝與結構復雜、附加地震作用比較大，在工業生產過程中常常會對建筑施加較大的水平力，機器旋轉時也難免產生噪聲和震動，工業建筑需施加吊車載荷等特點。工業建筑結構設計是工程建設的重點，即進行全面規劃和具體描述實施意圖的過程，應以設計出經理合理、結構質量安全可靠、達到相應的抗震能力為目標進行，并非能國家有關的建筑設計規范嚴格要求。目前我國的工業建筑結構設計處于世界先列，但新型工業建筑結構復雜，在預處理、設備布置、及設計人員的設計中容易出現問題，且急待優化和解決。
常見參數選擇及優化問題
（1）常見的系數取值錯誤有梁扭矩折減系數與活載組合值系數。梁扭矩折減系數出現錯誤的原因為：許多工業建筑，如化工廠房等懸掛設備較多，致使樓面孔洞較多，而這些孔洞周圍需要支撐設備（邊梁或附加鋼筋）進行支撐，在邊梁配筋的計算時設計人員多采用PKPM中的SATWE模塊，而軟件默認的梁扭矩者減系數為0.4，但在實際的應用中，系數值的大小應該根據孔洞的數量和大小在0.4和1之間取值。活載組合值系數的取值錯誤情況與之類似，均是采用了軟件中的默認值，在SATWE模塊中此系數的默認值為0.7，但我們在實際應用時必須根據實際情況如工業建筑的類型及其用途等確定系數值。
（2）動力系數未考慮問題及泄壓面積未考慮問題
在輸入設備荷載時動力系數未考慮或考慮錯誤，動力設備按靜力計算即將自身的重量與動力系數相乘。對于帶有傳動裝置的設備，乘以其中傳動部件的重量即可。
有爆炸危險的廠房應該考慮泄壓面積，但在實際中被很多設計人員忽視。泄壓設備應該采用容易掉落的輕型屋頂、窗和門, 也可采用容易掉落的輕質墻板。泄壓面積應靠近爆炸危險源并均勻分布, 并避開人群聚集區和一些主要道路。
（3）其他常見參數要求
水池裂縫寬度應不超過0.3mm，混凝土抗滲標號的要求為不小于S6，吊環應固定在受力鋼筋上, 使用綁扎固定時埋入深度應大于30d, 而焊接時沒有這個限制。每個吊環按兩個截面計算, 在構件的自身重量的作用下, 吊環拉力應不大于 50MPa。當 300mm≤D(B) ≤
1000mm 時,周邊應加設附加鋼筋,當D( B) >1000mm或孔洞邊有較大荷載時, 應在孔洞邊加設邊梁(B 、D分別代表方孔邊長、圓孔直徑) 。
（4）參數優化問題
優化即指在實現目標功能、達到相應指標的基礎上，以最小的代價實現，因而節省資金、材料及空間等。在參數優化時確定設計變量，即需要優化的變量，如結構的形狀參數，配件截面尺寸、使用材料等。設計變量取的越多，效果越好，但代價和開銷也越大，常常折中選擇。其次需要確定目標函數和約束條件，再根據它們建立合理的優化模型，在選擇優化算法時選擇收斂速度快，計算量不是很大的優化算法。
二、總體結構設計中存在的問題
總體結構設計無疑是工業建筑結構設計中重中之重，以合理、經濟、安全為主要任務的總體結構設計，需要把結構設計的工程、結構力學分析法、技術經濟、參數優化理論和設計方法及設備和工藝流程等所有因素綜合考慮，對于結構而言，考慮的因素越多，經濟效益越好，但是同時復雜性也相應加大。結構設計應滿足承載力、穩定、變形等的要求，對結構受力的具體情況、受力方式及傳力途徑優化配備，設計荷載應足夠大，使得結構設計留有充分的富余度并提高了經濟性。日后使用過程中方便改動（增加設備或改變位置等），增加了靈活性。
以往在結構設計中常常出現一味的對設備基礎加大，再乘以系數，再加大等現象，最終導致工業結構設計中出現“粗、笨、大”。為了避免這個問題，部分基礎設計中沒有采用大面積的厚板筏基礎，這樣既使得計算量變小，也提高了經濟性。
例如，在一些工業中，應用垂直提升機較多，一般采用鋼筋混凝土塔式框架作為支撐提升的機身，維護墻由磚填充。塔架垂直方向載荷比較小，主要受力為水平風力和地震力，而減輕塔架自身重量，可以減輕水平風力的影響，故可取消除頂層外的各層維護墻體，這樣既能滿足生產要求也減輕了自身重量，節約成本。進一步認為可以撤掉提升框架，實踐表明在采取相應的措施后這種方法是可行的，在軟弱地基時還可以避免框架對建筑物的影響。所以，總體結構的布局與優化是非常重要的，不過設計人員需了解多種相關專業領域。
總之，設計出的建筑物需在各種外力作用下時，能滿足結構剛度、強度及裂縫的要求，受力合理且傳力路線短而明確。首先要盡力做到結構合理，再做到經濟設計合理，并能達到充分利用工料和結構的性能和受力特征，符合工業生產和使用的要求。
經濟成本問題
（1）設計和工料實際成本
工業建筑結構設計必須走優化設計路線，但總體設計的經濟性和總體結構的優化常常很復雜，難度很大，在實際應用過程中可以先從局部優化開始，層層深入。如何利用有限的工料，在充分發揮結構的優越性時又能達到理想的經濟指標是設計人員設計的基本思路。
（2）成本預算和規劃問題
目前的建筑成本管理仍然為傳統的工程管理模式，包含預結算、事后反饋、返工調節等，常常造成成本估算不準確，造成大量浪費。盡管近年來逐漸意識到設計階段成本控制的重要性，但目前的控制效果仍然不盡如人意，主要為控制策略及方法簡單，控制措施的不同步，設計成本與設計的工作量匹配不當，工程設計要求的功能與施工的實際成本不對等，使得管理效果不容樂觀。
由于建筑業的不斷興起，已經出現了多種建筑成本估算方法能實現對工料和成本的快速預測和估算，但在預測和估算時，常常以經驗選擇設計變量和其所占比例，說服力及其可信度不夠，在實際應用中，缺少理論依據，且數據處理量大，設計階段許多設計參數未考慮，參數對工料和成本的影響不明確；其次，在分析過程中使用的樣本數據可能不足以反映實際情況，如樣本數據太少、工程案例及數據不足等因素，而造成計算得出的目標值與實際值偏差太大。
但采用計算機軟件等工具實現工業建筑的經濟預算與估計，應用數學知識實現資源的優化配備，改變了傳統結構分析需要人工計算的被動局面，使得設計進度加快，也方便探索新型工業建筑結構，節省工程成本。
第4篇：工業建筑結構設計范文
【關鍵詞】工業建筑；結構設計；工程造價控制
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
引言
工程造價即工程的建造價格，是指工程項目在項目決策、項目設計和項目實施等環節所花費的總費用。工程造價的控制貫穿于工程建設的整個過程，但在不同階段工程造價所占的比例不同。據有關資料統計分析，設計階段對整個項目造價的影響約為35％～75％。可見設計階段是控制工程造價的重要階段。而在整個工業建筑工程的各專業設計中，結構設計對整個建筑工程造價影響最顯著，是工程造價控制的關鍵環節。結構設計是以充分實現建筑設計方案為目的，嚴格遵守設計規范，保證結構安全，把建筑師的構想變為可以付諸實施的藍圖。結構設計是處理技術與工程造價的關鍵環節，是確定與控制工程造價的重要階段。
1 工業建筑結構設計與工程造價的關系
1.1 基本概念
建筑結構設計是建設項目進行全面規劃和具體描述實施意圖的過程 , 是處理技術與造價的關鍵環節,是確定與控制工程造價的重點階段。結構設計以最大程度滿足建筑方案為前提,以規范為準繩,使建筑滿足安全、可靠、經濟、適用的統一。工程造價則是指工程項目在項目決策、項目設計和項目實施等環節所花費的總費用。
1.2 結構設計與工程造價的相互關系
工程設計是具體實現技術與經濟對立統一的過程。擬建項目一經決策確定后,設計就成為工程建設和控制工程造價的關鍵。而設計階段對工程造價的影響大概在35%-75%范圍內,即設計可以使工程造價在較大范圍內波動,其中結構設計占有主導地位,主要體現在以下幾個方面：
（1）設計方案對投資的影響。單項工程設計中,建筑結構方案的選擇及建筑材料的選用對投資都有較大影響。如基礎類型、結構形式等。
（2）設計過程對投資的影響。在結構設計過程中,建筑結構的細部設計及工程師根據實際情況對設計過程的掌控能力也直接影響到工程造價。如截面尺寸選取、鋼筋形式、鋼筋連接方式等。
（3）設計質量對工程造價的影響。據統計,引起工程質量事故的諸多原因中,設計責任所占比例接近50%,很多建筑因設計時功能不合理影響正常使用或受力不合理引起應力集中,而導致重復投資或設計圖紙質量太差造成各專業相互矛盾,相互制約,從而造成停工、返工,引起投資浪費等。
2 加強建筑結構設計中的工程造價控制的措施
2.1 重視設計階段的工程造價控制，將技術與經濟有機的結合在一起
一方面，增強設計人員的經濟觀念，在設計各階段與建設經濟參與人員密切聯系，避免設計人員只管畫圖，建筑經濟參與人員只管算錢，投資多少與設計人員無關的現象。設計人員應在初步設計階段重視方案選擇，施工圖預算嚴格。控制在批準的概算以內，同時加強設計變更的管理，樹立動態管理意識。另一方面，建筑經濟參與人員要當好設計人員的經濟參謀，積極收集有關資料，及時地為設計人員提供經濟指標，準確測算最節省投資的技術方案，為設計人員做經濟比較的引路人、設計的先行者，使概算投資更加準確合理，達到控制工程投資的目的。建筑經濟專業人員要參加設計階段拿過程管理，從經濟適應的角度對設計中造成不必要浪費進行干預，對各方案進行經濟上的充分論證，同時應集各專業于一體，統攬項日全局，達到控制投資優化設計的日的。
2．2選用合適的建筑結構體系
建筑物的結構體系對工程造價有很大影響。同一建筑，如果采用不同的結構體系，其造價相差很大。如果結構選型不合理，其工程造價就會相應的增加很多。常用的建筑結構形式主要有磚混結構、框架結構、框剪結構、剪力墻結構等。結構設計時，應該根據建筑工程的功能要求、建筑高度、抗震等級、場地地基條件等特點，選用合適的結構體系。
2.3 合理選擇建筑材料
建筑結構的設計要充分利用建筑材料。建筑材料的合理選擇,既可以滿足使用功能、提高工程質量的要求,又達到可以節省資金,降低造價的目的。因此,需要在熟悉建筑材料的性質、性能和各項技術指標的基礎上,了解不同類型建筑材料的價格,按照靈活、經濟、適用的原則選用材料。建筑材料的選擇以安全適用、造價合理、施工方便為基本原則,應就地取材,減少運輸費用,降低造價。以磚混結構為例 , 由于其保溫性能不好,須通過增加墻體厚度以達到保溫隔熱的目的。而采用空心磚或具有更好隔熱性能的建筑材料,對減少墻體厚度、降低工程造價效果顯著。
2.4 合理選擇鋼筋種類
現在市場上的鋼筋種類很多,如Ⅰ級鋼筋、Ⅱ級鋼筋、Ⅲ級鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、新Ⅲ級鋼筋、冷軋扭鋼筋等。大多數建筑結構的設計人員把設計的重點放在配筋計算上,而忽視了鋼筋種類的選擇。事實上,建筑結構設計的設計人員,如果在能夠滿足結構設計的前提下,選擇造價低的鋼筋方案,可以使整個項目的工程造價得到有效控制。例如,過去在一些大跨度無梁板的設計中,常采用φ10-φ12Ⅰ級鋼筋,事實上,如果采用φ12Ⅱ級鋼筋,則可以減少30%的鋼筋用量，而二者價格基本相等。在這種情況下,顯然使用 Ⅱ 級鋼筋會經濟很多。新 Ⅲ 級鋼筋是近年來推廣使用的新型鋼筋 , 它是為建筑結構應用而專門開發的新型鋼筋 , 相比較普通 Ⅱ 級鋼而言 ,它的的強度提高近20%, 而每噸的價格增加卻不超過10%, 通過使用它,不僅可以節省用鋼量,而且可以增加建筑物砼結構強度和安全儲備。
2.5 大力推行設計招投標制，引入優勝劣汰的競爭機制。
在設計招標工作中，不僅方案設計階段通過招標完成，而且對技術設計或施工圖設計也需引入競爭機制，使每個設計階段均通過競爭完成。這樣設計單位在每一個細節上如果不足精益求精地去完成，就有落選的可能。在評標中主要評價設計構思的巧妙性、新穎性、工程質量的優劣、投資估算的經濟性和合理性。通過技術比較、經濟分析和效果評價，力求選擇在技術先進的條件下經濟合理，在經濟合理條件下確保技術先進，在滿足使用功能前提下注意造型別致美觀從而最少的投入創造最大經濟效益的設計投標單位為中標人。
3 結束語
總之，工程造價是工程項目投資建設中的核心指標，工程造價的多少直接決定了投資者投資收益的大小。因此，造價管理人員應以嚴謹敬業的工作態度，采用先進科學的工作方法，才能使每個環節都從專業的角度出發，真正實現做好工程造價管理與控制工作的目的。
參考文獻
[1]寒軍,黃宇.工程造價與建筑結構優化設計的關系[J].低溫建筑技術,2010,(06)
第5篇：工業建筑結構設計范文
工業建筑是用于工業生產的建筑物，其不僅包括生產車間及倉儲空間，同時還包括宿舍、食堂、辦公樓等配套建筑。在現代管理理論及實踐經驗日漸豐富的今天，企業對生產效率、管理效率的重視日漸增強。如果工業建筑結構設計不合理，不僅增加了生產、儲運環節的成本，同時還造成了人力、物力的浪費。針對現代企業生產管理需求，企業的建筑結構設計中必須引入優化理念。通過對管理流程、生產流程、生產設備、生產工藝等內容的分析與掌握，可以實現科學的工業建筑結構優化設計，促進企業生產環節成本最優化目標的實現。根據廠房的層數與建筑高度，工業建筑可分為單層、多層以及高層，比較常見的結構類型有門式剛架，框架結構等，其需要根據企業產品的生產特點進行選擇，并以優化的設計實現科學的管理流程。
1 工業建筑結構設計優化基本概念分析
傳統的結構設計優化是對結構進行分析、校核及設計優化。現代意義上的工業建筑結構設計優化是從工業生產工藝、流程、設備放置等角度出發，對工業建筑結構的使用性能、成本、結構等進行分析與評價，確定結構設計科學性。利用工業建筑結構設計優化能夠最大限度的為投資建設單位提供最為科學的工業建筑結構，并滿足現代市場經濟體制下企業生產效率、管理效率及綜合成本控制的目的。
2 工業建筑結構設計優化的探討
2.1 工業建筑結構設計優化的目的
在現代工業建筑結構設計優化中，根據優化需求可以將其目的分為兩類。一類是傳統意義上的建筑結構設計優化目的，其包括了結構成本設計優化、提高設計質量、保障結構設計科學性、滿足低碳環保需求等。而另一類建筑結構設計優化目的是以企業工業生產環節為核心，對結構布局、設備布局、工藝流程等進行分析，以此為基礎提高生產工作效率、降低企業生產成本。
2.2 工業建筑結構設計優化開展的基礎――團隊建設
受建筑結構設計優化人員專業性因素影響，工業建筑結構設計優化需要企業以科學的優化團隊為基礎開展優化工作。工業建筑結構設計優化團隊中應具備建筑專業工程師對結構主體設計進行分析優化，同時具備工業生產相應工藝技術人員對工藝布局、工藝流程需求進行分析，提出建筑結構布局要求，并分析建筑結構設計的實用性、科學性。另外，優化團隊中還需要加入機械設備工程，對設備的安裝、布局等進行分析，保障設備運行安全性及運行成本。以基礎團隊建設為中心，可以確保工業建筑結構設計優化工作的科學開展。
2.3 工業建筑結構設計優化中的常見問題
在現代建筑結構設計優化的經驗總結及經驗分享中，多數優化團隊及個人提出了常見的問題。首先，鋼結構應用日益增加，對概念性設計及空間美學產生了極大的影響。另外，許多工業建筑結構設計優化項目中，設計人員缺乏對結構布局的認識，缺乏對工藝的深入了解與探討，造成了優化項目效果不明顯，造成了多數企業對工業建筑結構設計優化工作的不認可問題。在一系列的問題中，土建工程含鋼量問題也是設計優化的重點。工業建筑土建項目中的成本70%以上為材料費，其中鋼材價格高達幾千元每噸。科學的減少含鋼量能夠有效降低工程造價。因此在工業建筑結構設計優化中應在保障工程設計要求前提下，合理優化含鋼量，實現減低造價的目標。
在目前的工業建筑物結構設計優化中，由于概念性設計缺乏具體量化標準，因此設計優化存在較大的差異，影響了建筑物的設計與施工。針對這一問題，現代工業建筑物結構設計優化中應靈活運用結構設計優化方法，以數值為參考依據，提高優化效果。
在工業建筑物結構設計優化中，雖然考慮了管理工作需求以及數字化辦公對管理工作的影響，但是在實際的工作中仍需要各崗位人員不斷出入各工序，因此結構設計優化中還需要考慮結構布局。根據質檢工作、工藝管理等工作的實際行進路線，根據各崗位溝通及管理工作需求，對工業建筑物結構設計進行布局優化，實現高效率管理、提高工作效率，促進企業綜合成本的降低的目的，借以提高工業企業綜合市場競爭力。
2.4 工業建筑結構設計優化注意事項的分析
現代工業建筑結構設計優化理論指出，設計優化的主要目標是在保障建筑安全、技術可行、配合并促進建筑設計的前提下，通過優化工作實現最經濟的工業建筑投資預期效果。根據工業建筑物的使用特點及設計特點，優化工作需要從每一個環節及步驟的分析入手，深入挖掘。但是，在優化過程中不能以犧牲結構安全度及抗震性能實現經濟效益。設計師需要通過對工業建筑投資建設的目的進行深入掌握，以實質內涵的理解及靈活的優化方法為基礎，實現優化目的。
優秀的工業建筑結構設計優化是美觀與實用、經濟與質量相結合的系統工作，以滿足工業建筑結構安全性能、設備布局及人員通路需求為基礎的活動。工業建筑結構設計優化活動以設計方案為基礎，以工藝需求及設備布局為重點，實現工業建筑物內部生產及管理活動的需求。
2.5 建立工業建筑結構設計優化模型，提高優化質量
為了實現科學的工業建筑結構設計優化工作，在優化工作開展前應建立結構設計優化模型。從諸多變量參數中選出重點參數，并建立函數模型，以此為基礎實現最佳優化方案。在這一過程中，應首先確定各種變量是重點，針對影響工業建筑結構設計的重點確定模型中參數內容。其次，選定函數模型及優化方向，以此使各類約束性條件符合既定標準，滿足優化工作需求。
3 建立完善的優化管理體系，保障工業建筑結構設計優化質量
在目前的工業建筑結構設計優化中，由于優化活動缺乏統一的指導、缺乏具體的管理，常會造成優化質量效果不明顯的問題。因此，現代工業建筑結構設計優化必須建立相應的管理體系，且該體系具有動態完善性。通過對管理體系的實時評測，及時掌握管理體系中存在的問題，并采取針對性措施對管理體系進行完善，以此實現管理目標。另外，對相關的崗位工作人員也應采取相應的管理方式，以崗位職責的不斷完善，指導設計優化人員的具體工作，實現對工業建筑結構設計優化質量管理目標。
4 結束語
隨著我國現代工業的不斷發展，行業領軍企業的規模不斷加大，新建工業園區過程中企業對工業建筑的要求也不斷提高。針對工業建筑的特殊性，工業企業加強了對建筑結構設計的關注。利用工業建筑結構設計優化方法、優化技巧，降低工程總體投資。同時，滿足工業建筑結構使用功能需求。隨著市場競爭的日益激烈，企業的管理成本成為了影響企業發展的關鍵因素。工業建筑結構設計優化能夠通過優化活動，縮短管理過程中人員、物料移動距離，提高工作效率、減低綜合成本。
參考文獻
[1]宋輝.工業建筑結構設計優化方法及模型應用[J].工業建筑資訊，2013，9.
第6篇：工業建筑結構設計范文
關鍵詞：鋼結構；工業建筑設計；懸挑結構設計；線狀軌跡錯列
科技水平的不斷進步，使得工業發展對鋼結構建筑物設計使用的安全穩定需求越來越大。然而，受設計內容與工程建設環境的復雜性，使得設計實踐效果并不理想。這種情況下，相關人員應加大鋼結構工業建筑物的設計研究力度，以使其作用于實踐的高穩定性、低造價成本與施工操作簡便等效果充分發揮出來。即在掌握鋼結構工業建筑物設計應用局限的情況下，找出優化設計控制實踐的策略方法。于此，鋼結構工業建筑就能更好地服務于當前現代化經濟建設步伐，進而推動經濟建設的全面發展進程。
1研究鋼結構工業建筑設計實踐的現實意義
當前階段，鋼結構已經在工業建筑行業中得到了廣泛應用，其不僅能提高施工進度，還能使鋼結構構件的作用效果得到應有發揮。與鋼筋混凝土結構的工業建筑相比較，其自重很輕，有利于控制工業建筑的整體重量。在環境保護方面，由于鋼結構是由鋼材構成的，因此，不僅能夠滿足工業建筑市場環境對建筑物提出的高效能與高強度要求，還能實現循環利用目標。然而，隨著經濟發展速度的不斷加快，工業建筑對鋼結構的應用實踐效果需求越來越大。故，相關建設人員應不斷優化鋼結構工業建筑的設計與計算，來使結構作用更趨穩定。在此之前，研究人員應先對已建鋼結構工業建筑設計使用效果進行分析，以找出局限問題所在，進而使優化設計控制措施的應用實踐更具針對性[1]。
2鋼結構在工業建筑設計中的應用局限
就目前來說，工業鋼結構的建筑設計，并未得到應有的重視與研究控制。這是因為傳統的混凝土施工結構設計理念，始終影響著設計建設人員的判斷，即認為工業建筑設計只有采用混凝土結構，才能更具安全穩定效果。這種情況下，就導致工業鋼結構建筑體系仍存在諸多不合理問題，如多種配套體系不健全、屋面、防腐、墻體以及保溫隔熱的配套材料使用未達到鋼結構穩定性控制要求[2]。據權威數據統計，我國設計使用的鋼結構工業建設，與西方發達國家相比較，在技術水平與設計理念方面，均處落后階段。再加上，投入不足導致的專業人才素質培養、開發新產品以及設備安裝制作等，均未得到有效控制，這在很大程度上阻礙了工業建筑行業的現代化建設進程。這里的專業人才素質培養問題是指，鋼結構工業建筑設計人員并未掌握相關領域的新興知識，導致新設計理論難以落實于當前的工業建筑行業市場環境。此外，鋼結構工業建筑設計人員也未關注挖掘材料與施工方法的改進，僅僅依靠工作經驗，來確定工程建設方案。于此，工業鋼結構的設計作用價值，始終未在建筑方面充分發揮出來。故，相關建設人員應加大對此內容研究力度，以緩解現代化經濟建設背景，對工業發展所提出的需求壓力[3]。
3鋼結構工業建筑設計實踐控制策略
3.1功能結構設計實踐
工業建筑物與其他類型的建筑物相比，在設計功能方面對工業特色有突出要求，例如，設計人員要將建筑物的通風、采光以及排水等內容，作為基礎功能進行設計實現。以貴州地區某工業建筑物為例，其充分考慮了結構通風功能效果不高，可能帶來的大量煙塵、蒸汽以及有毒氣體影響，采用了現代建筑材料，來完成鋼結構主體建筑物的設計。基于該工程項目對功能結構設計的要求，設計師還針對工程建設使用過程中可能出現的結構變更，故，在主承重支架固定的基礎上，還提高部分活動支架設計的靈活性。于此，該鋼結構工程建筑功能結構設計，就能滿足建設使用階段的各種功能變更要求，進而提高建筑物的建成使用效率[4]。
3.2墻體材料設計實踐
該設計實踐內容，設計人員大多會出于對造價成本與安全方面的考慮，將鋼結構工業建筑的墻體結構，如墻面材料設計為彩色鋼壓板。根據當前的行業市場環境，如將波形肌理作為鋼壓板的選用依據，可供選擇的墻面材料有：V形板、U形板以及波紋形板。墻體材料設計人員要結合鋼結構工業建筑物的實際情況，確定不同的鋪設方式，如橫向、縱向以及組合鋪設。此外，為提高墻體材料設計的美觀性與整潔效果，設計師還可選擇玻璃立面與金屬幕墻材料，組成墻體結構。其中金屬幕墻材料，鈦型板與鋁合金板，則要在完成輥壓與冷彎的基礎上，再作用于鋼結構工業建筑物的墻體結構。而且，其還要比金屬材料具有更強的防腐效果、防火功能以及導熱功能，且不易受到較大破壞影響。因此，墻體材料設計人員可將金屬幕墻作為未來鋼結構工業建筑物墻體材料設計的主要方向[5]。但在現階段，金屬幕墻的造價成本高，因此，多數用于民用建筑工程類型。故，研究人員應從長遠的角度進行分析，即通過借鑒國外先進國家的金屬幕墻設計技術，即通過實踐太陽能控制與傳導光纖設計，來降低該類墻體材料的應用成本，進而提高其作用于實踐的節能環保效果。
3.3整體結構設計實踐
3.3.1線狀軌跡錯列設計從整體角度來看，具有塊狀、錯列軌跡線狀等特點的鋼結構工業建筑，其結構設計結構就是：線狀軌跡錯列設計。該設計方法，能夠將工程建設的地形條件進行有效利用，即通過“化整為零”來提高建筑物設計使用的整體性與效率。此設計條件下，建筑能夠從角度觀察，在很大程度上提升了建筑物的美觀效果。3.3.2縱向錯列設計該設計方式主要作用于鋼結構工業建筑的局部錯列情況，即實際設計過程，要充分考慮不同高度設備的要求，來提高空間錯列設計的科學合理性。研究表明，應用這種設計技術，不僅能夠實現建筑內部結構功能區域的劃分，還能為大型機械設備的安裝運行提供作業環境。同時，縱向錯列，還能提高建筑物的采光與通風效果，進而使其外形特征得到凸顯，進而達到鋼結構工業建筑對美觀效果提出的設計要求[6]。3.3.3橫向錯列設計該設計技術為新型的設計結構，其在鋼結構工業建筑中的實踐主要作用于集裝箱式的橫向多層建筑物。具體來說，建筑物能夠在承重柱的控制下，將工程涉及的工程空間資源充分利用起來，以實現逐層橫向延展連接的目標。此外，設計人員還可將單個箱體自成功能與內部相互連通功能，設置成大空間，以提高建筑物高層辦公區的通風效果。這樣一來，兩個不同的鋼結構工業建筑物高層就能實現連接，進而通過減少直線距離，來提高建筑物建設使用的效率價值。3.3.4懸挑結構設計作為鋼結構工業建筑物的室內外空間有效利用手段，懸挑結構設計，主要用于室外產品的裝車與物流控制。此過程，設計人員充分利用了鋼結構建筑的延展特性，將屋面與屋頂結構向外擴展，以構建更大的空間。與此同時，還能為建筑物下部結構提供遮雨功能，建設使用人員可將其作為集會場所，以深化鋼結構工業建筑物設計功能的多樣性[7]。如圖1所示，為鋼結構工業建筑物懸挑陽臺結構設計圖。
4結束語
（1）通過功能結構設計實踐，驗證了鋼結構工業建筑設計除了要保證結構基本功能目標的實現，還應綜合考慮結構變更問題所帶來的影響，即提高結構設計的靈活性。（2）經對墻體材料的設計分析，驗證了鋼結構工業建筑墻體設計，應加大新型材料的應用力度，以不斷完善該類建筑結構設計的可靠性與經濟性。（3）而整體結構設計實踐，則驗證了建筑物設計方法，要結合工程實際建設環境，來使設計技術的應用起到事半功倍的作用效果。事實證明，只有在鋼結構工業建筑設計中，采用上述設計技術方法，才能保證設計滿足工程建設的預期目標。故，相關建設者應將其充分重視起來，以進一步優化工業發展的市場環境。
參考文獻
[1]董興珍.輕鋼結構工業建筑設計問題研究[J].住宅與房地產，2016（30）：43.
[2]黃璐，李鋒.基于輕型鋼結構工業建筑設計的分析[J].中小企業管理與科技（中旬刊），2016（07）：70~71.
[3]李永康，白薇.綠色工業建筑之鋼結構單層工業廠房結構設計探析[J].建筑結構，2016，46（S1）：567~570.
[4]許建光.工業建筑門式剛架輕型鋼結構設計[J].建材與裝飾，2016（03）：83~84.
[5]路慧軍.鋼結構在工業建筑設計施工環節中的優化思考[J].江西建材，2014（23）：17.
[6]馬琴.淺析輕型鋼結構在工業建筑中的設計與應用[J].科技創新與應用，2014（34）：249~250.
第7篇：工業建筑結構設計范文
關鍵詞：工業建筑鋼結構設計步驟問題
中圖分類號：TU391 文獻標識碼： A 文章編號：
鋼結構作為建筑結構型式之一, 因其具有材料的強度高、塑性和韌性好、材質均勻比較符合力學計算的假定、制造簡便施工周期短、重量輕等優點, 在下列領域得到了廣泛使用。大型體育館、機場和車站候車室屋架等大跨度結構, 重型工業廠房, 受動力荷載( 如地震) 影響的結構, 高聳結構和高層結構( 高壓輸電線路的塔架和電視塔、通訊塔、氣象塔等) , 容器和其它構筑物( 油罐、氣罐、高爐等) , 輕型鋼結構。近年來, 隨著材料制造和結構加工水平的不斷改進, 以及計算機在結構設計中的應用, 鋼結構出現了許多新的結構型式。如網架結構以其受力合理、施工技術簡單、適應性強、工廠化制作、施工速度快等特點正逐步取代懸索結構。預應力鋼結構的出現, 大大減少了結構耗鋼量, 也使高強鋼材得到了充分利用。另外國外出現的簿鋼板的組合件代替傳統的型鋼及組合件作為鋼結構的受力構件, 大大減輕了構件重量和耗鋼量。
一、鋼結構設計步驟
1、判斷結構是否適合用鋼結構
鋼結構現在運用廣泛: 用于高層、大跨度、體型復雜、荷載或吊車起重量大重型廠房、大小車間等。要求能活動或經常裝拆的結構,其使用建設也常常與經濟性結合,隨著社會的逐步發展,鋼結構將慢慢成為環保節能的新趨勢。
2、結構選型與結構布置
在鋼結構設計的整個過程中都應該被強調的是“ 概念設計” ,它在結構選型與布置階段尤其重要,對一些難以做出精確理性分析或規范未規定的問題, 可依據從整體結構體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現象和工程經驗所獲得的設計思想, 從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施。運用概念設計可以在早期迅速、有效地進行構思、比較與選擇。所得結構方案往往易于手算、概念清晰、定性正確,并可避免結構分析階段不必要的繁瑣運算。
3、預估截面
結構布置結束后,需對構件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。
鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接H 型鋼截面等。根據荷載與支座情況,其截面高度通常在跨度的1 /2 0 一1/50 之間選擇。翼緣寬度根據梁間側向支撐的間距按l/h 限值確定時, 可回避鋼梁的整體穩定的復雜計算,這種方法很受歡迎。確定了截面高度和翼緣寬度后,其板件厚度可按規范中局部穩定的構造規定預估。
柱截面按長細比預估。通常5 0< 入
4、結構分析
目前鋼結構實際設計中,結構分析通常為線彈性分析,條件允許時考慮P―― , p ――δ。
新近的一些有限元軟件可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能,這為更精確的分析結構提供了條件。
構件設計
構件的設計首先是材料的選擇。通常主結構使用單一鋼種以便于工程管理,經濟考慮,也可以選擇不同強度鋼材的組合截面。構件設計中,現行規范使用的是彈塑性的方法來驗算截面,這和結構內力計算的彈性方法并不匹配。當前的結構軟件,都提供截面驗算的后處理功能。由于程序技術的進步,一些軟件可以將驗算時不通過的構件, 從給定的截面庫里選擇加大一級,并自動重新分析驗算,直至通過,如sa p 2000等。這是常說的截面優化設計功能之一。它減少了結構師的很多工作量。
6、節點設計
連接節點的設計是鋼結構設計中重要的內容之一。在結構分析前,就應該對節點的形式有充分思考與確定。常常出現的一種情況是,最終設計的節點與結構分析模型中使用的形式不完全一致,這必須避免。按傳力特性不同,節點分剛接,鉸接和半剛接。剛接節點要傳遞節點彎矩、剪力、軸力,彎矩通常用翼緣板承受,腹板考慮剪力及軸力。鉸接節點在翼緣處將彎矩釋放,故不連接翼緣。如下圖:
梁與柱的剛性連接構造
梁與柱的鉸接連接構造
7、圖紙編制
鋼結構設計出圖分設計圖和施工詳圖兩階段,設計圖為設計單位提供,施工詳圖通常由鋼結構制造公司及設計院根據設計圖編制。
二、鋼結構設計中應注意的問題
1、廠房的鋼結構設計與工藝設計相協調
鋼結構工業廠房是企業生產區域的一個模塊，廠房都是為生產服務的。廠房結構設計不符合要求常表現為:鋼支架分布不合理，墻體厚度、高度、寬度指標不足等。鋼結構的形式包括空間桁架、框架、平面桁架、輕鋼、索膜、網架、塔桅等，設計師應根據企業的建廠條件和具體要求選擇結構，對于懸掛荷載偏大的應選擇網架結構，從而減小建筑荷載。此外，廠房結構選型還可以通過采用不同的材料來做支撐結構，具體選擇應根據其使用要求，合理選擇焊接鋼管、無縫鋼管等材料來滿足結構需要。無縫鋼管具有中空截面，可以用作輸送流體的管道；鋼管與圓鋼等實心鋼材相比，在抗彎抗扭等強度時，由于其質量較輕，用于廠房結構可增強鋼結構的穩定性。因此，在廠房設計中首先要滿足工藝要求，結構設計也一定要滿足工藝條件，特別是在方案設計階段，設計人員應多參與工藝協調，多了解工藝布置，以便減少設計和施工不必要的麻煩。而一些企業在進行鋼結構廠房設計時，沒有從大局上把握設計思路，造成廠房占地位置劃分不合理或企業生產區域的面積不能充分利用。
2、結構計算時應多因素考慮
目前結構計算大多采用結構設計計算程序進行計算，如何對計算結果進行分析、評價是一個非常重要的方面，必須根據工程設計的經驗對計算結果進行分析和判斷。荷載計算是結構計算的前提條件，荷載取值的準確性直接關系到結構計算結果的可靠性，工藝條件中的荷載問題，如某個工程工藝提出樓面均布荷載為15KN/m2，而根據工藝的設備重量和布置圖，根據規范給出樓面等效荷載的計算方法，計算出的樓面均布荷載按10KN/m2考慮就可以。但近兩年來，我國大部分地區常出現強降雪天氣，導致很多廠房、場館倒塌，因此設計人員一定要根據當地的雪荷載情況取其中的最大值，以確保建筑安全。其次，強柱弱梁是設計要遵循的原則，強節點弱構件也是要重點考慮的問題。在很多情況下，構件滿足設計要求，但是節點卻不能滿足抗震要求。強柱弱梁指節點處柱端實際受彎承載力要大于梁端實際受彎承載力，由于廠房的梁柱中心線一般不能重合，而且柱的截面和節點偏心都比較大，對柱節點核心區的構造和受力往往都有一定的不利影響。此時我們一般采用增大柱端彎矩設計值的方法。其目的表現在調整后，柱的抗彎能力比之前強了，而梁不變，即柱的能力提高程度比梁大，這樣梁柱一起受力時，梁端可以先于柱屈服。
3、鋼結構工業廠房的防火設計
鋼結構工業廠房防火能力比較差，當鋼材受熱溫度在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強度會降低，塑性會增大；當溫度超過250℃時，鋼材就會出現徐變現象；當溫度達到500℃時，鋼材強度立即會降到很低，甚至會導致工業廠房塌落。因此，我們一定要依據《建筑設計防火規范》，確定出廠房生產火災危險性等級，從而使鋼結構達到防火等級的耐火極限要求。同時，設計人員在設計時要選用鋼結構防火保護方法對鋼結構采取相關的保護。目前，鋼結構廠房保護最常用的方法是在鋼結構表面涂上鋼結構防火涂料，發生火災時它可以作為耐火隔熱保護層，從而提高鋼構件的耐火極限，滿足國家相關規范的要求。
參考文獻：
[1] 徐敏,李秋起.防止鋼結構脆性破壞的措施[J]. 中國建筑金屬結構. 2008(01)
[2] 陸榮海.鋼結構廠房的雨水排水系統設計[J]. 給水排水. 2008(01)
作者信息
張運龍：山東省冶金設計院股份有限公司土建一室 ，山東 濟南 250101工程師
第8篇：工業建筑結構設計范文
關鍵詞：高層工業建筑；結構體系；確定；設計；要點；分析
中圖分類號：TU97文獻標識碼： A
一、高層工業建筑常用結構體系
在高層工業建筑中，常用結構體系主要包括以下幾種：第一，框架結構，這種結構的平面布置較為靈活，可獲較大使用空間，且其延性也比較好，但是這種結構也存在著一定的不足，即整體的側向剛度相對比較小，在地震的不斷作用下，其側向變形相對比較大，并且適用的高度也比較有限。第二，剪力墻結構，該結構的空間整體性較好，且側向高度比較大，側向的變形相對比較小，適用的高度較大，該結構同樣也存在著一定的不足與缺陷，即平面布置容易受到限制，所提供的使用空間不是很大，且結構的自重相對比較大。第三，框架剪力墻結構，該結構綜合了剪力墻以及框架所具有的特點，在平面布置過程中，使用效果較好，應用比較廣泛。
在高層工業建筑的設計與建設過程中，應結合工業建筑自身的生產特點和其對于整個廠區布置、防火防爆等方面的要求，綜合考慮樓面荷載、沖水試壓、建筑、工藝管道的布置、及結構施工新技術、建筑材料以及施工條件等相關因素，嚴格按照工業建筑結構設計的相關要求及規范來予以明確和設計，明確滿足廠房建設要求且科學環保的結構體系。下面筆者結合某工程實例，就該高層工業建筑結構體系的明確以及設計要點進行詳細地闡述。
二、工程概述
該高層工業建筑，按照工藝及其他輔助專業布置的實際需求，該建筑物的總體高度為60米，其中地上為10層，構筑物的平面尺寸為64米×20米，該結構上的設備較多，同時其外形尺寸以及重量也相對比較大，結構平面布置與豎向布置均比較復雜。此外，本工程結構安全等級：二級；設計使用年限50年；抗震設防烈度：七度；設計基本地震加速度值：0.10g；計地震分組為第二組；抗震設防類別：乙類；；場地類別為II類。本工程按抗震設防烈度七度進行結構計算，抗震措施按八度進行結構設防。
三、工業建筑結構體系的明確
由于該建筑的高度為60米，框架結構體系已超限，再加上該建筑使用空間的實際需求，不可采取剪力墻結構。因此，從結構上來講，采用框架剪力墻結構體系為可行方案，然而由于在工業建筑設計中，一般情況下是將剪力墻當作側向支撐，這種布置方式容易對工藝管道產生不利影響，鑒于此，為提供相應的側向約束，在本次工業廠房建筑結構設計過程中，決定利用鋼支撐來替代剪力墻，即所用結構體系是混凝土框架鋼支撐結構。此外，若全部都用這種結構，容易使結構的自重加大，并影響地基基礎和大型設備吊裝。對此，根據結構工藝專業的實際需求與使用特點，通過多次協商和研究分析，決定超過38米的樓層，所用結構體系為鋼框架鋼支撐，借助于該結構體系的應用，可有效解決上述這一問題。經過多次程序計算，所獲各項參數均符合規范需求，同時在實際應用過程中也符合工藝管道的相關需求，效果相對較好。在本次工業建筑結構體系設計中，因上部的荷重相對比較大，基于當地工程項目的實際地質條件，在本工程項目中所用基礎為樁-筏板基礎，其中樁為機械成孔灌注樁，筏板的厚度是2000mm。
四、工業建筑設計要點
第一，計算方法。因本次工業建筑工程項目的開孔較多且荷載也比較大，在構建模型時，適當地予以了相應的簡化處理，借助于ETABS與PKPK-SAT兩種設計軟件實施了對比與分析。同時在構造設計以及概念設計上均采取了相應的強化措施，于結構中部以及頂層鋼結構的樓面上各自設置了由鋼筋混凝土混合形成的樓板，通過豎向支撐位置的科學布置，盡量在滿足規范要求下，同時滿足工藝及其他專業的要求，使結構質量重心與剛度中心重合，繼而進一步提高結構抵抗變形的能力，提高結構自身的抗震性能。
第二，框支層結構的設計。 一為框支柱的設計，框支柱設計應該按照柱實際所配的縱筋來進行計算，在柱內所有縱向鋼筋，其縱向配筋率不小于1 .2%，同時嚴格控制軸壓比，確保柱具有較好延性，從而達到強剪弱彎的目的；二為框支梁的設計，在本次工程項目中，抗震等級是一級，其中對兩端擱置在框支主梁上框支次梁，因其受力和簡支梁相類同，對此可根據構造的實際需求來進行支座面筋的配置；三為剪力墻的設計，為使混凝土受壓能力得到改善，使其延性得以增強，在設計過程中，要注意墻肢軸壓比的控制，墻體水平以及豎向分布筋不僅要符合計算要求，同時還應滿足最小配筋率限值，在底部加強區域中的剪力墻，應該根據要求和規范進行約束邊緣構件的設置。
第三，鋼結構穩定性。在鋼結構穩定性設計中，應注意四個方面的內容，即結構與構件自身整體作用、結構方案的布置與構件設計、按照二階分析來實施穩定計算、綜合考慮初始缺陷極值穩定的計算。承受水平荷載的框架，其穩定性可借助于二階彈塑性來進行分析；承受重力荷載的框架則可借助于轉角位移法來對其穩定性進行分析。在穩定設計過程中還要注意支撐問題，通過支撐的設置，不僅能夠使框架、壓桿以及梁穩定承載性能得到提高，同時在一定程度上還可達到節約鋼材的目的，要注意的是支撐并不是不受力構件，其作為一種彈性支座，同樣也要滿足相應剛度需求，且具備一定承載能力。
第四，混凝土結構耐久性設計。在混凝土結構耐久性設計中，要特別注意環境與材料方面的因素，按照設計的使用年限、結構極限狀態、環境類別以及結構作用等級等來予以設計。同時還應綜合考慮所建工程施工質量管控和保證對于結構耐久性可能產生的影響，考慮結構在實際應用中的檢測需求以及維修需求。此外，為保障結構耐久性，還應采取相應的裂縫控制、防腐措施以及結構構造等措施，加強混凝土養護濕度以及溫度的控制。
第五，樓梯設計與結構抗震設計。樓梯對于主體結構框架的影響并不是很大，但是對于樓梯間框架梁柱所產生的影響卻非常大，鑒于此，在進行樓梯的設計時，還應該對樓梯構件實施抗震驗算，通過樓梯的設計，使結構抗側剛度得到增強，以此減少結構自振周期。由于在本次工程項目中，抗震設防烈度為七度，因此還要實施抗震設計，其中要特別注意結構延性，根據工程項目的勘察情況與建筑使用要求，對場地類別進行合理地評價，按照抗震等級明確構造形式、截面形式、配筋率、尺寸限制以及材料規格等。
結束語：
綜上所述，近年來，隨著社會經濟發展速度的加快，使得建筑行業也取得突飛猛進的發展。為深入了解與認識工業建筑結構體系，文章就某高層工業建筑結構體系的明確以及設計要點進行了闡述，望通過本文內容的介紹，可為今后相似工程項目的建設提供相應的參考資料，繼而進一步推動工業建筑事業的發展，獲得更為理想的經濟效益。
參考文獻：
第9篇：工業建筑結構設計范文
關鍵詞：工業建筑；混凝土；框架結構；設計
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
一、結構設計的具體內容
1、荷載的計算
荷載包括外部荷載和內部荷載上述荷載的計算要根據荷載規范的要求和規定采用不同的組合值系數和準永久值系數等來進行不同工況下的組合計算。
2、構件的試算
根據計算出的荷載值，構造措施要求，使用要求及各種計算手冊上推薦的試算方法來初步確定構件的截面。
3、內力的計算
根據確定的構件截面和荷載值來進行內力的計算，包括彎矩，剪力，扭矩，軸心壓力及拉力等。
4、構件的計算
根據計算出的結構內力及規范對構件的要求和限制來復核結構試算的構件是否符合規范規定和要求。如不滿足要求則要調整構件的截面或布置直到滿足要求為止。施工圖設計階段的內容為：根據上述計算結果，來最終確定構件布置和構件配筋以及根據規范的要求來確定結構構件的構造措施。
二、 框架結構方案構思時應注意的問題
1、結構的簡單性。
結構簡單是指結構具有直接和明確的傳力途徑，結構的計算模型、內力和位移分析以及限制薄弱部位出現都易于把握。在荷載作用下，結構的傳力路線越短、越直接，結構的工作效能越高，所耗費的建材也就越少。
2、 結構的規則和均勻性。
沿建筑物豎向，建筑造型和結構布置比較均勻，避免剛度。承載能力和傳力途徑的突變，以限制結構在豎向某一樓層或極少數幾個樓層出現敏感的薄弱部位，這些部位將產生過大的應力集中或過大的變形，容易導致結構過早倒塌；建筑平面比較規則，平面內結構布置比較均勻，使建筑物分布質量產生的地震慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞，并使質量分布與結構剛度分布協調，限制質量與剛度之間的偏心。
3、結構的剛度和抗震能力。
結構布置應使結構能抵抗任意方向的地震作用，通常，可使結構沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力；另外還要使結構具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉振動的能力。
4、結構的整體性。
建筑結構中，樓蓋對于結構的整體性起到非常重要的作用，它不僅聚集和傳遞慣性力到各個豎向抗側力子結構，而且要使這些子結構能協同承受地震作用，特別是當豎向抗側力子結構布置不均勻或布置復雜或各抗側力子結構水平變形特征不同時，整個結構就要依靠樓蓋使各抗側了子結構能協同工作。樓蓋體系提供足夠的面內剛度和抗力，并與豎向各子結構有效連接，當結構空曠、平面狹長或平面凸凹不規則或樓蓋開大洞口時，更應特別注意；建筑結構基礎的整體性以及基礎與上部結構的可靠連接是結構整體性的重要保證。
三、工業建筑混凝土框架結構設計體系
1、框架---支撐體系。這里所說的框架---支撐體系，就是橫向設計成剛接框架，縱向設計成柱---支撐體系，用柱間支撐抵抗水平荷載。這種體系經濟節約，但柱問支撐可能會影響使用。這種形式特別適用于縱向較長，橫向較短的廠房。
2、 純框架體系。這個體系是把廠房縱橫兩個方向都設計成剛接框架，不設置柱間支撐。其優點是使用空間不受影響，缺點是柱不宜采用工字型柱，而要采用兩個方向慣性矩差別不大的截面形式，使用鋼量增加。
四、工業建筑混凝土框架結構設計原則、注意事項
1、 設計原則（1）要正確地閱讀和使用地質報告。熟悉勘察報告的主要內容,了解勘察結論和計算指標的可靠程度,進而判斷報告中的建議對該項工程的適用性。這里要把場地的工程地質條件與擬建建筑物的具體情況和要求聯系起來進行綜合分析。
（2）在滿足承載力和變形的基本要求下,盡量采用比較經濟的天然地基上的淺基礎。地基持力層的選擇應從地基基礎和上部結構的整體性出發,綜合考慮場地土層的分布情況及穩定性,土層的物理力學性質,建筑物的體形、結構類型和荷載性質與大小,還要考慮地下水的影響。
（3）多層房屋一般采用條形基礎或獨立基礎。一般先由地基承載力和變形確定基礎底面尺寸, 然后再進行基礎截面設計驗算。基礎高度由混凝土抗沖切和剪切條件確定,基礎配筋則由基礎驗算截面的抗彎能力確定。
（4）在地基處理時,要針對地質報告條件和水文地質條件選用合適的地基處理方法。要特別注意所選的方法必須符合土力的基本原理和重視當地的實際工程經驗。要有長期荷載重心和基礎形心盡量相重合的概念。要有基礎整體性的概念,通過增設基礎連系梁和基礎圈梁等措施來保證。
2、 注意事項我們知道，工業廠房都是為生產服務的，在結構設計與工藝設計時，要考慮它的協調性。在筆者看來，這方面主要體現在兩個方面，第一應滿足工藝要求，結構設計也只能服從于工藝條件。而工藝設計人員在工藝布置時，經常與結構設計發生矛盾，要開洞的地方是框架梁，設備本來可以沿梁布置卻布置在了跨中等。所提荷載也經常偏大，有時甚至把設備的荷載作為均布荷載提出。第二，在方案設計階段，結構設計人員應多與工藝協調，這樣盡量了解工藝布置，使設計和施工都減少了許多不必要的麻煩。
五、工業建筑混凝土框架結構構造要求
1、框架柱構造要求
影響框架柱延性耗能的主要因素可歸納為柱剪跨比、軸壓比和箍筋配置等，對此規范都做了具體規定，如柱剪跨比宜大于2；柱截面高寬比不宜大于3。柱剪跨比不大于2 時，應按短柱進行相關處理。柱可沿全高分階段改變截面尺寸和混凝土強度等級，但不宜在同一樓層同時改變截面尺寸和混凝土強度等級。
二級抗震等級框架柱的各部位以及三級抗震等級柱的底部的受力鋼筋宜采用機械連接接頭，也可采用綁扎搭接或焊接接頭；其他情況可采用綁扎搭接或焊接接頭；鋼筋連接接頭宜避開有抗震設防要求的梁端、柱端箍筋加密區(即塑性鉸區)，當無法避開時，應采用I級或Ⅱ級機械連接接頭，且接頭百分率不應大于50％。
2、框架梁構造要求
框架梁不設彎起鋼筋，全部剪力由箍筋和混凝土承擔。框架梁的配筋率、配筋布置以及抗震設計時，梁端箍筋的加密區長度、箍筋最大間距和最小直徑應符合《混凝土結構設計規范》、《建筑抗震設計規范》和《高層建筑混凝土結構技術規程》的有關規定。應當注意，為使梁端塑性鉸區截面有比較大的曲率延性和良好的轉動能力，成為延性耗能梁，梁端混凝土受壓區高度應滿足以下要求：一級框架梁，X≤0.25h，二、三級框架梁，X≤0.35h。為減小框架梁端塑性鉸區范圍內的相對受壓區高度，塑性鉸區截面底部必須配置受壓鋼筋。受壓鋼筋的面積除按計算確定外，與頂面受拉鋼筋面積的比值還應滿足以下要求：一級框架梁，A′s /As≥0.5，二、三級框架梁，A′s /As≥0.3。
3、節點構造要求
在豎向荷載和地震作用下，框架梁柱節點主要承受柱傳來的軸向力、彎矩、剪力和梁傳來的彎矩、剪力。節點區的破壞形式為由主拉應力引起的剪切破壞。如果節點未設箍筋或箍筋不足，則由于其抗剪能力不足，節點區出現多條交叉斜裂縫，斜裂縫間混凝土被壓碎，柱內縱向鋼筋壓屈，所以應該重視框架梁、柱節點核心區的設計。
框架梁、柱節點核心區應符合下列要求：
（1）應根據《建筑抗震設計規范》的規定，分別按節點的內、外核心區驗算節點受剪承載力；
（2）節點內核心區的配箍量及構造要求同普通框架；
（3）節點外核心區（兩向寬扁梁相交面積扣除柱截面面積部分），對于中柱節點可配置附加水平箍筋及豎向拉筋，拉筋勾住寬扁梁縱向鋼筋并與之綁扎；拉筋直徑：一、二級抗震等級不宜小于10mm，三、四級抗震等級不宜小于8mm；當核心區受剪承載力不能滿足計算要求時，可配置附加腰筋。
六、工業建筑混凝土框架結構加固方法
工業廠房鋼筋混凝土框架結構設計體系應遵循其自有的規律，才能在具體施工工程中保障安全和耐用性。現在根據作者相關工作經驗，淺談下這方面的設計心得與體會。
1、 直接加固法。筆者單拿它里面的置換混凝土加固法和粘貼纖維增強塑料加固法兩種來說。筆者認為置換混凝土加固法這種方法和加大截面面積的方法非常的類似，但缺點也很明顯，就是施工的濕作業的時間過長，這種方法比較適用于混凝土的強度不高或者梁柱有嚴重的缺陷的施工現場的承重構件上的加固。而粘貼纖維增強塑料加固法，除具有粘貼鋼板相似的優點外，還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結構自重、耐用、維護費用較低等優點，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質的混凝土結構構件和一般構筑物。
2、 間接加固法。這種方法是預應力水平拉桿加固的混凝土受彎構件，由于預應力和新增外部荷載的共同作用，拉桿內產生軸向拉力，該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構件上，在構件中產生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產生的彎矩，減少了外荷載效應，從而提高了構件的抗彎能力。同時，由于拉桿傳給構件的壓力作用，構件裂縫發展得以緩解、控制、斜截面抗剪承載力也隨之提高。
隨著我國鋼材生產量的不斷提高，鋼筋混凝土組合結構在建筑行業得到了迅速發展，隨著建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化，在結構設計中遇到的各種難題也日益增多，因而作為一個結構設計者需要在遵循各種規范下大膽靈活的解決一些結構方案上的難點，重點。
