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摘要：工业建筑结构虽然相对较为复杂，不但要考虑其经济性实用，还要考虑安全等级，如抗震强度，但是只要严格的按照设计原则、不断优化设计概念，一定能设计出安全、经济、实用的工业建筑。本文作者结合多年来的工作经验，对工业建筑结构设计常见问题进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：工业建筑，结构设计，常见问题
中图分类号：TB482文献标识码： A
引 言
工业建筑以往常采用钢筋混泥土结构，但目前建筑行业响应了国家对节能环保、可持续利用的号召，目前主流为钢结构。工业建筑通常荷载较大、工艺与结构复杂、附加地震作用比较大，在工业生产过程中常常会对建筑施加较大的水平力，机器旋转时也难免产生噪声和震动，工业建筑需施加吊车载荷等特点。工业建筑结构设计是工程建设的重点，即进行全面规划和具体描述实施意圖的过程，应以设计出经理合理、结构质量安全可靠、达到相应的抗震能力为目标进行，并非能国家有关的建筑设计规范严格要求。目前我国的工业建筑结构设计处于世界先列，但新型工业建筑结构复杂，在预处理、设备布置、及设计人员的设计中容易出现问题，且急待优化和解决。
一、常见参数选择及优化问题
（1）常见的系数取值错误有梁扭矩折减系数与活载组合值系数。梁扭矩折减系数出现错误的原因为：许多工业建筑，如化工厂房等悬挂设备较多，致使楼面孔洞较多，而这些孔洞周围需要支撑设备（边梁或附加钢筋）进行支撑，在边梁配筋的计算时设计人员多采用PKPM中的SATWE模块，而软件默认的梁扭矩者减系数为0.4，但在实际的应用中，系数值的大小应该根据孔洞的数量和大小在0.4和1之间取值。活载组合值系数的取值错误情况与之类似，均是采用了软件中的默认值，在SATWE模块中此系数的默认值为0.7，但我们在实际应用时必须根据实际情况如工业建筑的类型及其用途等确定系数值。
（2）动力系数未考虑问题及泄压面积未考虑问题
在输入设备荷载时动力系数未考虑或考虑错误，动力设备按静力计算即将自身的重量与动力系数相乘。对于带有传动装置的设备，乘以其中传动部件的重量即可。
有爆炸危险的厂房应该考虑泄压面积，但在实际中被很多设计人员忽视。泄压设备应该采用容易掉落的轻型屋顶、窗和门, 也可采用容易掉落的轻质墙板。泄压面积应靠近爆炸危险源并均匀分布, 并避开人群聚集区和一些主要道路。
（3）其他常见参数要求
水池裂缝宽度应不超过0.3mm，混凝土抗渗标号的要求为不小于S6，吊环应固定在受力钢筋上, 使用绑扎固定时埋入深度应大于30d, 而焊接时没有这个限制。每个吊环按两个截面计算, 在构件的自身重量的作用下, 吊环拉力应不大于 50MPa。当 300mm≤D(B) ≤
1000mm 时,周边应加设附加钢筋,当D( B) >1000mm或孔洞边有较大荷载时, 应在孔洞边加设边梁(B 、D分别代表方孔边长、圆孔直径) 。
（4）参数优化问题
优化即指在实现目标功能、达到相应指标的基础上，以最小的代价实现，因而节省资金、材料及空间等。在参数优化时确定设计变量，即需要优化的变量，如结构的形状参数，配件截面尺寸、使用材料等。设计变量取的越多，效果越好，但代价和开销也越大，常常折中选择。其次需要确定目标函数和约束条件，再根据它们建立合理的优化模型，在选择优化算法时选择收敛速度快，计算量不是很大的优化算法。
二、总体结构设计中存在的问题
总体结构设计无疑是工业建筑结构设计中重中之重，以合理、经济、安全为主要任务的总体结构设计，需要把结构设计的工程、结构力学分析法、技术经济、参数优化理论和设计方法及设备和工艺流程等所有因素综合考虑，对于结构而言，考虑的因素越多，经济效益越好，但是同时复杂性也相应加大。结构设计应满足承载力、稳定、变形等的要求，对结构受力的具体情况、受力方式及传力途径优化配备，设计荷载应足够大，使得结构设计留有充分的富余度并提高了经济性。日后使用过程中方便改动（增加设备或改变位置等），增加了灵活性。
以往在结构设计中常常出现一味的对设备基础加大，再乘以系数，再加大等现象，最终导致工业结构设计中出现“粗、笨、大”。为了避免这个问题，部分基础设计中没有采用大面积的厚板筏基础，这样既使得计算量变小，也提高了经济性。
例如，在一些工业中，应用垂直提升机较多，一般采用钢筋混凝土塔式框架作为支撑提升的机身，维护墙由砖填充。塔架垂直方向载荷比较小，主要受力为水平风力和地震力，而减轻塔架自身重量，可以减轻水平风力的影响，故可取消除顶层外的各层维护墙体，这样既能满足生产要求也减轻了自身重量，节约成本。进一步认为可以撤掉提升框架，实践表明在采取相应的措施后这种方法是可行的，在软弱地基时还可以避免框架对建筑物的影响。所以，总体结构的布局与优化是非常重要的，不过设计人员需了解多种相关专业领域。
总之，设计出的建筑物需在各种外力作用下时，能满足结构刚度、强度及裂缝的要求，受力合理且传力路线短而明确。首先要尽力做到结构合理，再做到经济设计合理，并能达到充分利用工料和结构的性能和受力特征，符合工业生产和使用的要求。
经济成本问题
（1）设计和工料实际成本
工业建筑结构设计必须走优化设计路线，但总体设计的经济性和总体结构的优化常常很复杂，难度很大，在实际应用过程中可以先从局部优化开始，层层深入。如何利用有限的工料，在充分发挥结构的优越性时又能达到理想的经济指标是设计人员设计的基本思路。
（2）成本预算和规划问题
目前的建筑成本管理仍然为传统的工程管理模式，包含预结算、事后反馈、返工调节等，常常造成成本估算不准确，造成大量浪费。尽管近年来逐渐意识到设计阶段成本控制的重要性，但目前的控制效果仍然不尽如人意，主要为控制策略及方法简单，控制措施的不同步，设计成本与设计的工作量匹配不当，工程设计要求的功能与施工的实际成本不对等，使得管理效果不容乐观。
由于建筑业的不断兴起，已经出现了多种建筑成本估算方法能实现对工料和成本的快速预测和估算，但在预测和估算时，常常以经验选择设计变量和其所占比例，说服力及其可信度不够，在实际应用中，缺少理论依据，且数据处理量大，设计阶段许多设计参数未考虑，参数对工料和成本的影响不明确；其次，在分析过程中使用的样本数据可能不足以反映实际情况，如样本数据太少、工程案例及数据不足等因素，而造成计算得出的目标值与实际值偏差太大。
但采用计算机软件等工具实现工业建筑的经济预算与估计，应用数学知识实现资源的优化配备，改变了传统结构分析需要人工计算的被动局面，使得设计进度加快，也方便探索新型工业建筑结构，节省工程成本。
总结
总之，在工业建筑不断繁荣发展的同时，一定要严格遵守其安全性、抗震性、及其结构的合理性等要求，并实现的材料和能源的最大利用也即经济性，在设计过程中，要注意常见参数、动力系数及预处理等问题的选取与处理。在实际工程设计中，不能犯经验主义错误，应该具体问题具体分析，应根据实际情况和实际要求合理选择结构和参数等。
参考文献：
[1] 赵军霞.建筑结构施工图设计中常见问题及其剖析[J]. 科协论坛(下半月). 2007(08).
[2] 丁柏峰.关于有效提高建筑结构抗震性能措施的分析探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2010(25).
[3]姚大园.建筑结构设计优化方法及应用[J].江西建材,2012.
[4]于胤.浅析工业建筑结构设计体会[J].中国城市经济,2011.
[5]魏保敏.工业建筑结构设计体会[J].山西建筑,2011.
关键词：工业建筑，结构设计，常见问题
中图分类号：TB482文献标识码： A
引 言
工业建筑以往常采用钢筋混泥土结构，但目前建筑行业响应了国家对节能环保、可持续利用的号召，目前主流为钢结构。工业建筑通常荷载较大、工艺与结构复杂、附加地震作用比较大，在工业生产过程中常常会对建筑施加较大的水平力，机器旋转时也难免产生噪声和震动，工业建筑需施加吊车载荷等特点。工业建筑结构设计是工程建设的重点，即进行全面规划和具体描述实施意圖的过程，应以设计出经理合理、结构质量安全可靠、达到相应的抗震能力为目标进行，并非能国家有关的建筑设计规范严格要求。目前我国的工业建筑结构设计处于世界先列，但新型工业建筑结构复杂，在预处理、设备布置、及设计人员的设计中容易出现问题，且急待优化和解决。
一、常见参数选择及优化问题
（1）常见的系数取值错误有梁扭矩折减系数与活载组合值系数。梁扭矩折减系数出现错误的原因为：许多工业建筑，如化工厂房等悬挂设备较多，致使楼面孔洞较多，而这些孔洞周围需要支撑设备（边梁或附加钢筋）进行支撑，在边梁配筋的计算时设计人员多采用PKPM中的SATWE模块，而软件默认的梁扭矩者减系数为0.4，但在实际的应用中，系数值的大小应该根据孔洞的数量和大小在0.4和1之间取值。活载组合值系数的取值错误情况与之类似，均是采用了软件中的默认值，在SATWE模块中此系数的默认值为0.7，但我们在实际应用时必须根据实际情况如工业建筑的类型及其用途等确定系数值。
（2）动力系数未考虑问题及泄压面积未考虑问题
在输入设备荷载时动力系数未考虑或考虑错误，动力设备按静力计算即将自身的重量与动力系数相乘。对于带有传动装置的设备，乘以其中传动部件的重量即可。
有爆炸危险的厂房应该考虑泄压面积，但在实际中被很多设计人员忽视。泄压设备应该采用容易掉落的轻型屋顶、窗和门, 也可采用容易掉落的轻质墙板。泄压面积应靠近爆炸危险源并均匀分布, 并避开人群聚集区和一些主要道路。
（3）其他常见参数要求
水池裂缝宽度应不超过0.3mm，混凝土抗渗标号的要求为不小于S6，吊环应固定在受力钢筋上, 使用绑扎固定时埋入深度应大于30d, 而焊接时没有这个限制。每个吊环按两个截面计算, 在构件的自身重量的作用下, 吊环拉力应不大于 50MPa。当 300mm≤D(B) ≤
1000mm 时,周边应加设附加钢筋,当D( B) >1000mm或孔洞边有较大荷载时, 应在孔洞边加设边梁(B 、D分别代表方孔边长、圆孔直径) 。
（4）参数优化问题
优化即指在实现目标功能、达到相应指标的基础上，以最小的代价实现，因而节省资金、材料及空间等。在参数优化时确定设计变量，即需要优化的变量，如结构的形状参数，配件截面尺寸、使用材料等。设计变量取的越多，效果越好，但代价和开销也越大，常常折中选择。其次需要确定目标函数和约束条件，再根据它们建立合理的优化模型，在选择优化算法时选择收敛速度快，计算量不是很大的优化算法。
二、总体结构设计中存在的问题
总体结构设计无疑是工业建筑结构设计中重中之重，以合理、经济、安全为主要任务的总体结构设计，需要把结构设计的工程、结构力学分析法、技术经济、参数优化理论和设计方法及设备和工艺流程等所有因素综合考虑，对于结构而言，考虑的因素越多，经济效益越好，但是同时复杂性也相应加大。结构设计应满足承载力、稳定、变形等的要求，对结构受力的具体情况、受力方式及传力途径优化配备，设计荷载应足够大，使得结构设计留有充分的富余度并提高了经济性。日后使用过程中方便改动（增加设备或改变位置等），增加了灵活性。
以往在结构设计中常常出现一味的对设备基础加大，再乘以系数，再加大等现象，最终导致工业结构设计中出现“粗、笨、大”。为了避免这个问题，部分基础设计中没有采用大面积的厚板筏基础，这样既使得计算量变小，也提高了经济性。
例如，在一些工业中，应用垂直提升机较多，一般采用钢筋混凝土塔式框架作为支撑提升的机身，维护墙由砖填充。塔架垂直方向载荷比较小，主要受力为水平风力和地震力，而减轻塔架自身重量，可以减轻水平风力的影响，故可取消除顶层外的各层维护墙体，这样既能满足生产要求也减轻了自身重量，节约成本。进一步认为可以撤掉提升框架，实践表明在采取相应的措施后这种方法是可行的，在软弱地基时还可以避免框架对建筑物的影响。所以，总体结构的布局与优化是非常重要的，不过设计人员需了解多种相关专业领域。
总之，设计出的建筑物需在各种外力作用下时，能满足结构刚度、强度及裂缝的要求，受力合理且传力路线短而明确。首先要尽力做到结构合理，再做到经济设计合理，并能达到充分利用工料和结构的性能和受力特征，符合工业生产和使用的要求。
经济成本问题
（1）设计和工料实际成本
工业建筑结构设计必须走优化设计路线，但总体设计的经济性和总体结构的优化常常很复杂，难度很大，在实际应用过程中可以先从局部优化开始，层层深入。如何利用有限的工料，在充分发挥结构的优越性时又能达到理想的经济指标是设计人员设计的基本思路。
（2）成本预算和规划问题
目前的建筑成本管理仍然为传统的工程管理模式，包含预结算、事后反馈、返工调节等，常常造成成本估算不准确，造成大量浪费。尽管近年来逐渐意识到设计阶段成本控制的重要性，但目前的控制效果仍然不尽如人意，主要为控制策略及方法简单，控制措施的不同步，设计成本与设计的工作量匹配不当，工程设计要求的功能与施工的实际成本不对等，使得管理效果不容乐观。
由于建筑业的不断兴起，已经出现了多种建筑成本估算方法能实现对工料和成本的快速预测和估算，但在预测和估算时，常常以经验选择设计变量和其所占比例，说服力及其可信度不够，在实际应用中，缺少理论依据，且数据处理量大，设计阶段许多设计参数未考虑，参数对工料和成本的影响不明确；其次，在分析过程中使用的样本数据可能不足以反映实际情况，如样本数据太少、工程案例及数据不足等因素，而造成计算得出的目标值与实际值偏差太大。
但采用计算机软件等工具实现工业建筑的经济预算与估计，应用数学知识实现资源的优化配备，改变了传统结构分析需要人工计算的被动局面，使得设计进度加快，也方便探索新型工业建筑结构，节省工程成本。
总结
总之，在工业建筑不断繁荣发展的同时，一定要严格遵守其安全性、抗震性、及其结构的合理性等要求，并实现的材料和能源的最大利用也即经济性，在设计过程中，要注意常见参数、动力系数及预处理等问题的选取与处理。在实际工程设计中，不能犯经验主义错误，应该具体问题具体分析，应根据实际情况和实际要求合理选择结构和参数等。
参考文献：
[1] 赵军霞.建筑结构施工图设计中常见问题及其剖析[J]. 科协论坛(下半月). 2007(08).
[2] 丁柏峰.关于有效提高建筑结构抗震性能措施的分析探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2010(25).
[3]姚大园.建筑结构设计优化方法及应用[J].江西建材,2012.
[4]于胤.浅析工业建筑结构设计体会[J].中国城市经济,2011.
[5]魏保敏.工业建筑结构设计体会[J].山西建筑,2011.