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【摘要】笔者根据自身的工作实践，提出了一些在工业结构设计中应该要注意的一些问题，并对其进行了归纳总结，简要的阐述了结构设计应考虑的主要设计数据和基础地基处理方案的选择，提出了较为切合实际的相关问题的解决措施，以指导设计人员提高工业建筑结构的设计水平。
【关键词】工业建筑；钢结构；混凝土
0.引言
工业建筑最早出现在英国，18世纪，英国率先开展了工业革命，随后扩展到美国及欧洲等其他国家，工业革命的出现催生出了一大批工厂的产生如棉纺织、采矿、冶炼等，工厂的出现也就导致了工业建筑的产生。到了19世纪末，随着第二次工业革命的开展，催生了一大批新型的产业，同时欧美等国家的经济开始出现垄断趋势，如在19世纪末美国的石油产业和钢铁产业分别被洛克菲勒和卡耐基垄断，他们建立了国际托拉斯组织，并企图垄断世界的石油和钢铁产业，工业托拉斯机构是有许多大型公司组建的集团型机构，所以其工厂员工比较多，工业建筑面积也比较大。从20世纪50年代开始，中国便开始大量建造各种类型的工业建筑。工业建筑一般包括人们从事各类生产活动的建筑物和构筑物。如厂房、工人住宿用房等，在工业建筑设计中，一般遵循“坚固适用、经济合理、技术先进”的原则，随着经济科技的发展，工业建筑的设计水平也不断的提高，未来我国的工业建筑设计必将得到更大的发展。
1.工业建筑结构的设计参数
工业建筑结构本着安全、经济合理，确保建筑质量的原则进行，一般来说，工业建筑结构的设计主要考虑以下参数数据：分别是极端高低温度，地下水位，抗震等级，风压和雪压，以及地面粗糙度等，特别是抗震度的设计，由于近年来我国地震频发，我国建筑的抗震设计要求一再的提高，特别是地震多发区四川、甘肃、青海等地，重要建筑物的抗震设防类别和抗震设防烈度均相应的提高进行设计。
2.基础地基的处理
对于重要建筑物地基的处理，可根据场地具体情况选用合适的处理方案，在对进行桩位设计时，如人工挖空桩、钻孔灌注桩、预应力混凝土管桩、地基处理桩等，单桩承载能力应控制在特征值的80%以内。当在建建筑与老建筑物距离较近时，需要打桩时会不会对旁边的建筑物造成影响，要选用合适的桩型。而次要建筑物如钢梯、直爬梯基础、室外水沟、电缆沟等，对这些建筑物的地基处理，可用较浅的土层作基础持力层，并要求把原土夯实，具体操作应在超挖分层，在超挖层换填一定厚度的砂夹石，并压实【1】。地基施工完毕后，及时分层回填压实。
3.工程建筑结构设计的基本要求
以具体工程为例，工业建筑结构的安全等级为二级，设计使用的年限是50年，抗震设计为标准设防。以下建筑具体构造的设计分析。
基础选型方面，车间及建筑伍德基础型式如以下：此工业建筑的负载量最大的是斜坡上架建筑物，一般是主厂房、配料室、燃料破碎室、筛粉室、主电除尘器、主烟囱、成品矿仓库、混合室等，拟采用桩基础；场地地质条件较好的挖方区，如整立除尘器及风机房拟采用独立基础、机尾除尘器及风机房拟采用独立基础；而负载量不大的建筑物，如皮带通廊、水泵站及水池、袋式除尘系统、变电所等拟采用的是柱下独立基础或墙下条形基础；
而湿式作业的车间，对防腐处理的平台要采用钢筋砼结构，而其他的操作平台则应尽可能的采用钢梁上铺设钢格栅板。管道桥架和电缆桥架宜采用钢结构；填方区的挡墙分两种，8m高度及以下，采用的是毛石砌体挡墙，8m以上，由于场地紧张等缘故，可根据需要采用钢筋砼扶壁式挡墙或排桩支护结构，或加筋土挡墙【2】。除了以上形式，还有一种比较适用的方式就是锚杆支挡结构。
地下室结构和防水等级，地下室结构防水等级为四级、泵房、水池、地下通廊的结构采用现浇防水混凝土结构，防水混凝土的设计抗渗等级不小于P6级。总体建筑结构如图1
4.设计的基本原则
4.1钢材的选用原则
钢材可分为型材、板材、棺材和金属制品等四大类，一把来说，工业建筑对这四大类都会有所涉及，受力构件一般采用Q235-B或Q345-B钢，Q表示的是钢材的屈服点，后面235或345表示屈服的点数，而后缀B表示的是质量等级和脱氧方法的符号，质量等级分为A、B、C、D、E五个等级，越往后表示材质越好。平台板、楼梯和栏杆一般采用A材质的钢，吊车梁则采用C材质的钢，Q235-B和Q345-B的钢力性能和化学成分都符合国家的标准规定。而对于如高炉炉壳等特殊的结构则应采用特殊材质的钢，高炉壳采用BB503钢，热风炉壳拱顶采用BB41-BF钢。
4.2焊接及螺栓
一般来说焊条的材质要优于母材，焊条中的焊芯合金元素的含量直接影响焊条的质量，碳元素的含量决定了焊条的性能，碳含量多时，钢的强度、硬度明显提高，塑性也相应的低了；锰是一种较好的合金剂，锰含量的多少，影响焊条的强度和韧性；而硅则会影响钢的屈服强度、弹性及抗酸性能；铬能提升钢的硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能；硫是一种有害的杂质，焊接重要结构是硫的含量不得大于0.03%【3】。焊条的性能必须符合国家规定的标准。手工焊接时，低于母材是Q235-A/B材质的钢，焊缝的质量等级一般要求是一级，需采用E4301或E4303型焊条，Q345-B需采用E5015或E5016型的焊条，Q345-B采用H08M nA焊丝，并配以相应的焊剂，施工单位必须提前施以焊接前进行焊接实验，取得合格的焊接工艺实验成果后，方可进行正式的焊接工作。
螺栓主要是根据其性能等级，一般螺栓的性能等级分为10个，3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9，数值越大，表示性能等级越高，永久螺栓的性能等级为4.8，而高强螺栓的性能等级为10.9，高强螺栓一般是低碳合金钢或中碳钢并经热火处理，一般8.8以上的性能等级就是高强螺栓，对高强螺栓连接处构件接触面采用喷砂处理，摩擦系数不得小于0.45.结构用地脚螺栓原则上采用Q235-B钢制作，C级制造，。螺母应符合GB196-81普通螺纹的基本尺寸。
5.结语
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。
参考文献
[1] 韩瑞芳.某钢结构工业厂房屋面系统的优化设计[J].山西建筑.2010（3）
[2] 魏保敏.工业结构设计体会[J].山西建筑2011（5）
[3] 丁胤.浅析工业建筑结构设计体会[J].建筑工程.2010（8）
【关键词】工业建筑；钢结构；混凝土
0.引言
工业建筑最早出现在英国，18世纪，英国率先开展了工业革命，随后扩展到美国及欧洲等其他国家，工业革命的出现催生出了一大批工厂的产生如棉纺织、采矿、冶炼等，工厂的出现也就导致了工业建筑的产生。到了19世纪末，随着第二次工业革命的开展，催生了一大批新型的产业，同时欧美等国家的经济开始出现垄断趋势，如在19世纪末美国的石油产业和钢铁产业分别被洛克菲勒和卡耐基垄断，他们建立了国际托拉斯组织，并企图垄断世界的石油和钢铁产业，工业托拉斯机构是有许多大型公司组建的集团型机构，所以其工厂员工比较多，工业建筑面积也比较大。从20世纪50年代开始，中国便开始大量建造各种类型的工业建筑。工业建筑一般包括人们从事各类生产活动的建筑物和构筑物。如厂房、工人住宿用房等，在工业建筑设计中，一般遵循“坚固适用、经济合理、技术先进”的原则，随着经济科技的发展，工业建筑的设计水平也不断的提高，未来我国的工业建筑设计必将得到更大的发展。
1.工业建筑结构的设计参数
工业建筑结构本着安全、经济合理，确保建筑质量的原则进行，一般来说，工业建筑结构的设计主要考虑以下参数数据：分别是极端高低温度，地下水位，抗震等级，风压和雪压，以及地面粗糙度等，特别是抗震度的设计，由于近年来我国地震频发，我国建筑的抗震设计要求一再的提高，特别是地震多发区四川、甘肃、青海等地，重要建筑物的抗震设防类别和抗震设防烈度均相应的提高进行设计。
2.基础地基的处理
对于重要建筑物地基的处理，可根据场地具体情况选用合适的处理方案，在对进行桩位设计时，如人工挖空桩、钻孔灌注桩、预应力混凝土管桩、地基处理桩等，单桩承载能力应控制在特征值的80%以内。当在建建筑与老建筑物距离较近时，需要打桩时会不会对旁边的建筑物造成影响，要选用合适的桩型。而次要建筑物如钢梯、直爬梯基础、室外水沟、电缆沟等，对这些建筑物的地基处理，可用较浅的土层作基础持力层，并要求把原土夯实，具体操作应在超挖分层，在超挖层换填一定厚度的砂夹石，并压实【1】。地基施工完毕后，及时分层回填压实。
3.工程建筑结构设计的基本要求
以具体工程为例，工业建筑结构的安全等级为二级，设计使用的年限是50年，抗震设计为标准设防。以下建筑具体构造的设计分析。
基础选型方面，车间及建筑伍德基础型式如以下：此工业建筑的负载量最大的是斜坡上架建筑物，一般是主厂房、配料室、燃料破碎室、筛粉室、主电除尘器、主烟囱、成品矿仓库、混合室等，拟采用桩基础；场地地质条件较好的挖方区，如整立除尘器及风机房拟采用独立基础、机尾除尘器及风机房拟采用独立基础；而负载量不大的建筑物，如皮带通廊、水泵站及水池、袋式除尘系统、变电所等拟采用的是柱下独立基础或墙下条形基础；
而湿式作业的车间，对防腐处理的平台要采用钢筋砼结构，而其他的操作平台则应尽可能的采用钢梁上铺设钢格栅板。管道桥架和电缆桥架宜采用钢结构；填方区的挡墙分两种，8m高度及以下，采用的是毛石砌体挡墙，8m以上，由于场地紧张等缘故，可根据需要采用钢筋砼扶壁式挡墙或排桩支护结构，或加筋土挡墙【2】。除了以上形式，还有一种比较适用的方式就是锚杆支挡结构。
地下室结构和防水等级，地下室结构防水等级为四级、泵房、水池、地下通廊的结构采用现浇防水混凝土结构，防水混凝土的设计抗渗等级不小于P6级。总体建筑结构如图1
4.设计的基本原则
4.1钢材的选用原则
钢材可分为型材、板材、棺材和金属制品等四大类，一把来说，工业建筑对这四大类都会有所涉及，受力构件一般采用Q235-B或Q345-B钢，Q表示的是钢材的屈服点，后面235或345表示屈服的点数，而后缀B表示的是质量等级和脱氧方法的符号，质量等级分为A、B、C、D、E五个等级，越往后表示材质越好。平台板、楼梯和栏杆一般采用A材质的钢，吊车梁则采用C材质的钢，Q235-B和Q345-B的钢力性能和化学成分都符合国家的标准规定。而对于如高炉炉壳等特殊的结构则应采用特殊材质的钢，高炉壳采用BB503钢，热风炉壳拱顶采用BB41-BF钢。
4.2焊接及螺栓
一般来说焊条的材质要优于母材，焊条中的焊芯合金元素的含量直接影响焊条的质量，碳元素的含量决定了焊条的性能，碳含量多时，钢的强度、硬度明显提高，塑性也相应的低了；锰是一种较好的合金剂，锰含量的多少，影响焊条的强度和韧性；而硅则会影响钢的屈服强度、弹性及抗酸性能；铬能提升钢的硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能；硫是一种有害的杂质，焊接重要结构是硫的含量不得大于0.03%【3】。焊条的性能必须符合国家规定的标准。手工焊接时，低于母材是Q235-A/B材质的钢，焊缝的质量等级一般要求是一级，需采用E4301或E4303型焊条，Q345-B需采用E5015或E5016型的焊条，Q345-B采用H08M nA焊丝，并配以相应的焊剂，施工单位必须提前施以焊接前进行焊接实验，取得合格的焊接工艺实验成果后，方可进行正式的焊接工作。
螺栓主要是根据其性能等级，一般螺栓的性能等级分为10个，3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9，数值越大，表示性能等级越高，永久螺栓的性能等级为4.8，而高强螺栓的性能等级为10.9，高强螺栓一般是低碳合金钢或中碳钢并经热火处理，一般8.8以上的性能等级就是高强螺栓，对高强螺栓连接处构件接触面采用喷砂处理，摩擦系数不得小于0.45.结构用地脚螺栓原则上采用Q235-B钢制作，C级制造，。螺母应符合GB196-81普通螺纹的基本尺寸。
5.结语
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。
参考文献
[1] 韩瑞芳.某钢结构工业厂房屋面系统的优化设计[J].山西建筑.2010（3）
[2] 魏保敏.工业结构设计体会[J].山西建筑2011（5）
[3] 丁胤.浅析工业建筑结构设计体会[J].建筑工程.2010（8）