淺談工業建筑結構設計選型發展范文

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摘要:隨著“綠色、低碳、智能”產業導向及“一帶一路”政策的深入落實，我國更多的工業項目開始落戶海外；鑒于當前我國工業建筑領域的結構設計現狀及建筑工程領域的新型技術水平，在綠色建造及海外項目屬地化實施方面，工業建筑的結構設計選型仍有較大的進步空間。

關鍵詞:工業項目；綠色建造；海外；工業建筑；屬地化；結構設計選型

引言

近年來，受國家政策導向，我國的建筑行業及工業工程行業均向“綠色、低碳、智能”方向發展；隨著“一帶一路”政策的深入落實，越來越多的中國工業企業開始落戶海外，越來越多的中國工程企業參與到國際工業工程項目的競爭中。從綠色建造角度講，“四節一環保”基本覆蓋了項目“設計+施工+運營”的全生命周期。根據當前工業項目結構設計現狀及建筑行業的技術狀況，工業項目在設計初期就應從結構設計選型著手向綠色建造方向發展。隨著我國勞動力老齡化、工資持續增高等一系列勞工問題的凸顯，要在國際市場上解決此類勞動力問題，海外項目必將落實屬地化實施，而結構設計選型直接決定了項目實施的難易程度，是屬地化實施的根本。文章結合建筑行業的技術特點，從當前工業建筑的設計選型分析著手，論述工業建筑結構選型的趨勢。

1工業建筑結構設計現狀

工業建筑是指從事工業生產和為生產服務的各類建筑物、構筑物，是根據生產工藝流程和機械設備的要求而設計的。工業建筑按其功能分為生產車間、輔助車間、動力車間、倉儲建筑、其他建筑等五大類。

1.1生產車間

生產車間是工業項目的核心，是指為進行產品備料、加工、裝配等主要工藝流程和機械設備而設的設備基礎、建（構）筑物等。在常規設計中，廠房等建筑物一般以單層（或多層、混合層次）現澆框架結構、筒倉結構、剪力墻結構、鋼結構等為主。

1.2其他車間

其他車間主要是指輔助車間、動力車間、倉儲車間和其他建筑等。1）輔助車間:為生產車間服務的廠房，如修理車間、工具車間；通常為現澆框架結構+砌體維護結構。2）動力車間:為全廠提供能源的廠房，如發電站、變電所、鍋爐房等；通常為框架結構+砌體維護結構、水池、廊道等。3）倉儲車間:原材料、半成品、成品等的倉儲房屋；通常為現澆框架結構+維護結構。4）其他建筑:通常指水泵房、污水處理等建筑；常規以池體剪力墻結構形式為主。總之，受主工藝及主機設備特點的限制，工業建筑的結構形式具有復雜性和多樣性，通用性相對較差。但總體來說，以單層、多層或混合層次現澆框架結構為主，同時也存在池體（廊道）、筒倉、剪力墻結構。而在維護結構中又以砌體結構為主。

2工業項目結構設計選型趨勢

綠色建造“四新一環保”的重點在節材、節地、節水、節能及環保等五個方面，因此在結構設計選型階段即應進行考慮，將重點放在節料和節能設計方面；為提升海外項目屬地化實施率，在結構設計選型階段應將重點放在簡化施工難度和降低勞動消耗率方面。

2.1當前建筑行業的新型技術

2.1.1型鋼混凝土組合結構型鋼混凝土組合結構的優點:1）相較于混凝土結構而言，設計上不受含筋率限制，剛度和承載力高，延性好。一般其承載力高于同尺寸鋼筋混凝土構件一倍以上，較普通鋼筋混凝土結構具有更好的抗震性能。2）由于承載力的提高，型鋼混凝土結構的截面相對較小，可在一定程度上增大結構的跨度，利于滿足生產操作的空間要求。3）由于是鋼結構與型鋼共同作用，相較于普通鋼結構節約50%的用鋼量。4）型鋼混凝土結構不必等待混凝土達到一定的強度即可施工上一層，易于縮短施工周期，宜于安裝工作盡早開展。5）施工更簡單，易于實現本土化作業，減少勞動力投入，節約成本。

2.1.2泡沫混凝土技術泡沫混凝土屬于一種節能材料，相較于普通砌體，其阻熱系數約為普通砌體的3倍，其優勢主要如下:1）保溫節能效果突出，在一定程度上可減少工程量，節約費用。2）降低建筑永久荷載，利于優化設計工程量。3）免抹灰，可直接進行膩子找平作業，進而降低整體施工成本。4）實現勞動力資源的扁平化配置，減少項目勞動力投入批次及費用。5）提升模板等定型材料的周轉次數。

2.1.3裝配式技術預制、組配式結構應根據工業工程的特點及所在國的裝備特點因地制宜加以考慮，文章所述裝配式技術不同于傳統所述,而是重點從集成化、模塊化方面進行探究。如用模塊化裝箱式建筑、新型節能房屋等替代傳統建筑。其主要優點如下:1）能夠大幅度減少單體項目的建設周期。2）去除傳統建筑物設計中的各種規范性限制，從根本上實現設計優化。3）通過結構形式的更改能夠提升項目的整體勞動生產率。

2.2工業建筑設計選型趨勢

2.2.1生產車間結構在工業建筑中，多層或者混合層次的生產車間結構可逐步向鋼+混凝土的組合結構方向發展，逐步替代傳統的現澆鋼筋混凝土結構，如水泥工業項目的預熱器結構。而對于大型設備廠房，由于其主要受機械設備特點制約，目前變化不大。應逐步采用泡沫混凝土技術替代傳統的砌體結構。

2.2.2其他幾大類型建筑單層廠房結構選型應按如下方式進行區分:1）對于大跨度單層廠房結構，傳統上采用現澆混凝土+砌體結構，可重點對砌體維護結構進行變革，用泡沫混凝土替代傳統砌體結構。2）對于跨度、面積均較小且上部無較大載荷的結構，如供配電室、控制室等，可用模塊化裝箱式建筑、新型節能房屋等替代傳統結構類型。

3結語

綜上所述，鋼+混凝土組合結構、模塊化裝箱式建筑、新型節能房屋以及泡沫混凝土均應是今后工業項目結構設計選型的發展方向。在不同的工業建筑中,根據單體項目的特點合理地進行結構選型，即能將工業建筑“綠色化”，也能夠大幅度縮短工程建造周期、降低勞動力投入，推動國際工程向屬地化實施邁進。

作者：孫小永 楊棟 顧進軍 陶瑛 王彬 單位：中材建設有限公司