【摘要】經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會的不斷進步，我國工業(yè)建設的發(fā)展及科學技術的進步，對工業(yè)建筑的功能要求多樣化、復雜化，導致其在結構設計中考慮的因素不斷增多，給工業(yè)建筑的設計帶來新的挑戰(zhàn)。本文結合筆者多年的工作實踐，分析了工業(yè)建筑設計需注意的要點。

【關鍵詞】工業(yè)建筑；結構；設計

近年來冶金行業(yè)正經(jīng)歷著去產(chǎn)能、生產(chǎn)工藝潔凈環(huán)�；�、產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品品質不提升則淘汰、產(chǎn)品多樣化、以產(chǎn)業(yè)鏈延長提升效益等來自個方面的升級改造需求。這就要求我們設計人員需要在原有狹窄的場地中盡可能的實現(xiàn)舊工藝的升級改造，同時還要充分利用生產(chǎn)時間間隙進行施工，在材料選擇和施工的可操作性方面做深入細致的調查以實現(xiàn)我們的設計方案的安全可靠、經(jīng)濟適用、施工難度小、施工進度短的綜合效益。

以下對設計過程中經(jīng)常遇到的問題，結合筆者設計經(jīng)驗，簡要論述冶金行業(yè)結構設計應注意的一些問題。

一、結構概念設計

采用概念設計在結構設計選型中可以在宏觀上保證結構設計的安全可靠行同時一定程度上控制裂縫的形成。概念設計，能夠用整體概念對結構總體系統(tǒng)和各個基本分體之間的力學關系進行初步考慮，從而創(chuàng)造一個安全、經(jīng)濟、適用的工業(yè)建筑結構總體方案。

二、基礎的設計

基礎的選型首先要充分結合建筑物或構筑物所在場地的特點，如場地為毗鄰舊廠房、原有構筑物、原設備則要掌握原有舊廠房、構筑物基礎的埋深、尺寸，原有管線的工藝用途、管徑、數(shù)量、埋深、走向等詳細情況，綜合對比新基礎避讓、懸挑或管道改線和基礎架空或特殊處理的經(jīng)濟效益及影響生產(chǎn)時間從而選擇最優(yōu)的處理方案。如場地周邊留有閑置用地則應調查清楚是否在短期內存在新項目的規(guī)劃意向或現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的升級改造是否需要留足場地或需深埋基礎等綜合因素。例如在我廠濕法脫硫生產(chǎn)線的設計時項目選址地處擋墻上邊緣，擋墻下方為預留地，當時未考慮規(guī)劃新項目。由于場地有限要求生產(chǎn)線的綜合間布置在盡量靠近擋墻內邊緣，原擋墻為毛石砌筑，墻高8米，砌筑質量無法保證。為保證廠房及設備基礎的安全可靠基礎選用沖孔灌注樁，樁深度綜合考慮了樁底持力層土質情況、現(xiàn)有毛石擋墻的不可靠性及擋墻下方未來新建工程的需求最終確定為自擋墻上場地標高向下20米的深度。三年后擋墻下方新建了余熱熱發(fā)電工程，在靠近擋墻下邊緣布置了主控樓，廠房基礎采用鋼筋混凝土獨立基礎，埋深為-3.0米，施工中對原有脫硫綜合間無不利影響。

在設備基礎設計時需深入調查設備的運行情況，尤其是大量采用同形式的單個設備基礎時不僅要核算單個基礎的荷載作用，更要結合設備運行特點考慮其整條生產(chǎn)線運行時的特點規(guī)律。在我60萬噸高棒車間冷床基礎設計時由于原廠房設計人員只考慮了單個基礎的受力情況，未考慮到在設備運行時所有基礎同時受同向水平作用，其單個基礎在2.9米平臺上錨固鋼筋深度及數(shù)量不足，在投產(chǎn)近兩年期間平臺上40個基礎相繼出現(xiàn)底部裂縫，局部基礎在生產(chǎn)時隨冷床導位晃動，對正常生產(chǎn)埋下極大隱患，后經(jīng)仔細觀察設備運行特點，同時核算設備平臺承載能力對所有基礎采取了鋼結構整體加固的方式。

三、廠房柱的合理設計

在廠房柱設計選型時除需考慮正常的設計參數(shù)外還應根據(jù)廠房的生產(chǎn)工藝特點適當加強柱構造做法。例如在廢鋼車間設計時就應充分考慮廢鋼對高對廠房柱的不利影響，柱兩側同時堆料及單側堆料的荷載不利組合，大塊廢鋼卸料時對柱表面混凝土保護層的沖擊破壞，廠房卸料跨貨車視線不利時可能對柱子的碰撞等均應在柱截面設計時綜合考慮。在設計露天棧橋柱時也應充分考慮在投產(chǎn)使用后期是否有增加屋蓋的可能性。隨著各行業(yè)對環(huán)保要求的不斷提高，降噪、減排、控制粉塵成為我冶金行業(yè)重點整改項目。原有的原料露天堆場的弊端日漸顯著，為響應環(huán)保部門對降塵減排的控制要求提出了對原露天棧橋堆場進行屋面加蓋的改造要求。堆場大面積、大跨度（36米跨）的特點均成為加蓋改造的難點，在改造設計中與施工方共同探討，結合國內既有經(jīng)驗決定采用鋼結構的加固方式（現(xiàn)有均為鋼筋混凝土柱），在保證荷載增加、平面內計算模型改變的情況下加強原有柱子的強度、剛度、穩(wěn)定性，同時重視加強新增結構構件與原柱子的錨固節(jié)點設計。

四、梁柱和板件的設計

使用環(huán)境的不同、所處工藝節(jié)點的不同對梁板設計均提出了個性化的設計重點。若為廠房內的設備間或備品間需考慮檢修時行車的誤操作可能導致的重物墜落對屋面梁板的破壞；若房屋或構筑物規(guī)劃于主要管網(wǎng)架空走廊附近或下方則需要充分調查了解今后可能新增較大管道的支座，在設計時充分考慮預留一定的承載能力。

在吊車梁設計時一定要與使用單位確認詳盡的行車參數(shù)，在廠內技改項目中經(jīng)常遇到由于工期緊需要提前備料的情況，此時常常是行車還未訂貨就需要提前完成結構設計圖紙。如果結構設計人員采用了常規(guī)、相近的行車參數(shù)時就將面臨構件截面過大或過小的局面。同噸位、同行式行車較容易出現(xiàn)的荷載作用偏差為輪距的差異影響較大，尤其輪距較常規(guī)行車大幅減小的行車其最大輪壓過于集中對行車梁的截面影響較大，這就要求設計人員在這種非正常結構設計程序中充分考慮行車個性化的不利影響，綜合對比采用較為保守的截面形式還是提前考慮好截面不足時加固措施的經(jīng)濟效益和影響生產(chǎn)進度的嚴重程度來決定最優(yōu)設計方案。

五、鋼結構構件設計要點

工業(yè)建筑中鋼結構較為常見，鋼結構的設計也應具有良好的工藝性，方便施工和檢修，但防腐維護工作量大。例如在一鋼渣熱燜廠房的設計中采用了鋼筋混凝土柱輕鋼屋面的排架結構，廠房內布置有鋼渣熱燜罐四個，其工藝特點為生產(chǎn)時瞬間排放大量蒸汽，這就要求在屋面系統(tǒng)設計中充分考慮好排氣通風的措施，同時在屋架、檁條、支撐系統(tǒng)、彩瓦的材料選型時除滿足基本的結構安全計算外還需留有一定余量來滿足耐久性的要求。在高溫高濕環(huán)境下鋼結構構件不可避免的需要更為頻繁的除銹防腐，其構件截面損失也將隨重復涂裝循環(huán)不斷積累，所以在材料選型時留有余量就是為結構安全使用提供應有的保障。

六、結語

在工業(yè)建筑結構設計中，要充分考慮到力學、材料、使用環(huán)境等各個方面的問題，不斷優(yōu)化工業(yè)建筑結構，整體提高工業(yè)建筑結構設計，從而實現(xiàn)工業(yè)建筑結構的經(jīng)濟性和技術性，設計人員要不斷跟上時代的步伐，細致考慮各方面影響因素努力挖掘新的設計思路，不斷推動工業(yè)建筑的發(fā)展。