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工業(yè)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但決定著項(xiàng)目投資的結(jié)果，更重要的是其直接和人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。而其設(shè)計(jì)的整個(gè)過程也是形成工程項(xiàng)目實(shí)體的重要過程，直接決定著最終產(chǎn)品的質(zhì)量。故需對其設(shè)計(jì)的復(fù)雜性與安全性引起必要的重視，要做到這點(diǎn)，則需要重點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)質(zhì)量的控制，同時(shí)，還要制訂具有較強(qiáng)可操作性的、有效而科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，結(jié)合設(shè)計(jì)需求做好相關(guān)的設(shè)計(jì)管理以及監(jiān)督，從而保證好整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。在整個(gè)過程中，還要結(jié)合相關(guān)的監(jiān)督、設(shè)計(jì)等措施，并與建設(shè)方配合好，做到有效控制，使得項(xiàng)目的質(zhì)量和安全能夠達(dá)到預(yù)期的要求。

1、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的等效永久荷載設(shè)計(jì)

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，需要求出結(jié)構(gòu)內(nèi)力，對于整個(gè)設(shè)計(jì)過程而言，該值意義重大，必須進(jìn)行合理運(yùn)算，盡可能減小誤差。從整個(gè)設(shè)計(jì)過程來看，要按照制訂結(jié)構(gòu)方案→全面分析內(nèi)力→進(jìn)行截面設(shè)計(jì)的步驟完成。其中，方案制訂及截面設(shè)計(jì)所用方法與各類建筑結(jié)構(gòu)基本相似，但相比之下，內(nèi)力分析方面有著明顯區(qū)別。因此，對于設(shè)計(jì)人員而言，必須提前明確工程抗力等級，借此得到不同荷載作用對應(yīng)值，促使最終結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)定。目前，結(jié)合工業(yè)建筑功能需求來看，當(dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化時(shí)，適用情況隨之改變，必須按照實(shí)際情況靈活調(diào)整，使其產(chǎn)生最大作用。同時(shí)，還需對上述情況各方面問題進(jìn)行驗(yàn)算，保證結(jié)構(gòu)全部達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不可出現(xiàn)任何偏差。因此，為保證荷載有效性，設(shè)計(jì)師須注重如下問題：（1）將可變荷載變成等效永久荷載（若能達(dá)到指定要求，應(yīng)當(dāng)由具體規(guī)范著手，直接選用）；（2）明確荷載組合系數(shù)，求得組合值，進(jìn)而求得結(jié)構(gòu)內(nèi)力；（3）由整體層面出發(fā)來探討，確保結(jié)構(gòu)整體及各方面完美協(xié)調(diào)。而內(nèi)力分析過程中，應(yīng)當(dāng)將工程視作若干構(gòu)件組成，根據(jù)不同構(gòu)件受力表現(xiàn)，待明確等效永久荷載時(shí)，基于靜力算法直接求出結(jié)構(gòu)內(nèi)力。如果是超靜定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，必須以非彈性變形出現(xiàn)為前提，按照當(dāng)時(shí)塑性內(nèi)力重分布情況準(zhǔn)確求出內(nèi)力。

2、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的BIM技術(shù)應(yīng)用

（1）BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對各類現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析能力的結(jié)合，可以增強(qiáng)分析模型的設(shè)計(jì)過程，提高測量工業(yè)建筑用地及周邊生態(tài)環(huán)境信息的準(zhǔn)確度，并且在應(yīng)用這一技術(shù)的基礎(chǔ)上，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能更好地整合水體、綠化等外部生態(tài)因素，BIM技術(shù)的信息化模型的應(yīng)用幫助工業(yè)建筑設(shè)計(jì)師利用相關(guān)性能化模擬分析軟件，實(shí)現(xiàn)對工業(yè)建筑場地全年太陽輻射及其陰影變化的合理分析。（2）BIM技術(shù)在工業(yè)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。這一技術(shù)所呈現(xiàn)的虛擬工業(yè)建筑信息模型，能幫助工業(yè)建筑設(shè)計(jì)師對工業(yè)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)得失熱量作出合理分析，其中包含的分析要素有室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱傳遞量、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱量和得熱量、冷縫、散熱滲透量、門窗得熱等。BIM技術(shù)可對模擬工業(yè)建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)窗口的設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬，因而能利用其工業(yè)建筑體量布局，把握室內(nèi)光照條件，為工業(yè)建筑師設(shè)計(jì)室內(nèi)采光裝置或反光裝置提供依據(jù)。（3）BIM技術(shù)在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。人們長時(shí)間處于室內(nèi)，占據(jù)了人將近85%的時(shí)間，可見室內(nèi)空間的設(shè)計(jì)對于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言更為關(guān)鍵。傳統(tǒng)室內(nèi)空間的環(huán)境質(zhì)量與居住者的身心感受密不可分，而BIM工具與方法的優(yōu)勢在于能幫助工業(yè)建筑設(shè)計(jì)師找到更貼切居住人群身心需求的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合多種形式的系統(tǒng)和材料，構(gòu)建良好的質(zhì)量結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的虛擬模型，達(dá)到準(zhǔn)確模擬室內(nèi)外表面和空氣間相互作用的目的，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)BIM設(shè)計(jì)出更加細(xì)致、更加舒適的室內(nèi)環(huán)境，并為居民帶來便捷優(yōu)質(zhì)的供水供暖供電系統(tǒng)，提供更人性化的排水服務(wù)。（4）BIM技術(shù)在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用各種專業(yè)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能通過數(shù)字化創(chuàng)建的唯一的模擬信息化模型實(shí)現(xiàn)水暖、機(jī)電、結(jié)構(gòu)、工業(yè)建筑等系統(tǒng)的交換，跨越了多種專業(yè)，集成化的設(shè)計(jì)模型將不同專業(yè)設(shè)計(jì)師的三維模型攜帶的信息集中起來，并分享給所需的其他專業(yè)團(tuán)隊(duì)，這種共享性能保證工業(yè)建筑設(shè)計(jì)多方參與者均能掌握好所需信息，并進(jìn)一步運(yùn)用這些信息投入到工作中。無論是施工企業(yè)、制造商、建設(shè)方，還是結(jié)構(gòu)工程師、設(shè)備工程師或者工業(yè)建筑設(shè)計(jì)師都改變了以往的工作方式，以相同的參數(shù)作為基礎(chǔ)工業(yè)建筑模型，有效展開協(xié)同工作。

3、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化措施

工業(yè)建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮安全使用以及經(jīng)濟(jì)效能，充分分析存在的層次及制約關(guān)系，只有將安全使用的效能充分滿足了，才能就工業(yè)建筑的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行充分考慮。工業(yè)建筑，其造價(jià)衡量時(shí)，選擇的指標(biāo)一般為直接性的和間接性的指標(biāo)。其中，就前者而言，包括工業(yè)建筑造價(jià)所占的比例、單位面積所需要水泥等材料的數(shù)目以及單位面積需要多少綜合造價(jià)，這個(gè)指標(biāo)在所有的工業(yè)建筑類型中都較為適用。在工業(yè)建筑造價(jià)進(jìn)行衡量時(shí)，盡量也考慮間接的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。其也囊括多個(gè)指標(biāo)，諸如施工的可見度、樓層凈高度多少、工業(yè)建筑可能會(huì)伴隨的社會(huì)效應(yīng)等。（1）流通空間。進(jìn)行工業(yè)建筑平面的布置時(shí)，要充分考慮經(jīng)濟(jì)性，也就是基于使用需求充分滿足的基礎(chǔ)，將流通空間盡可能的縮小，這是因?yàn)椋还苁菢翘荩€是電梯，如果有著相對較大的空間，就會(huì)使得實(shí)際的應(yīng)用空間被縮小，并且，還可能就采光裝飾等有所耗費(fèi)，如此也就可能使得工業(yè)建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益被相應(yīng)降低。值得關(guān)注的是，進(jìn)行工業(yè)建筑平面的布置時(shí)，不能僅僅追求經(jīng)濟(jì)效益而不去考慮其美觀及舒適度。（2）柱網(wǎng)設(shè)置。就常規(guī)工業(yè)建筑而言，其一般有著8.4m×8.4m的柱網(wǎng)設(shè)置，如果將柱網(wǎng)設(shè)計(jì)的太過于大，就會(huì)使得工業(yè)建筑梁不斷升高、配筋也不斷增加，其造價(jià)必然提高。所以，要將進(jìn)深進(jìn)行控制，使得它們不能高于12m，如此才會(huì)使得工業(yè)建筑結(jié)果相對合理。柱外側(cè)可進(jìn)行懸挑的考慮，如此不僅使得工業(yè)建筑的完整度得以保證，其空間感還將大幅提升。（3）工業(yè)建筑物的體積和面積設(shè)計(jì)。大多數(shù)情況下，體面積越大，工程造價(jià)越高，故在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，要將面積比例進(jìn)行盡可能的控制，并且采取科學(xué)模式使得有效面積不斷增加。（4）工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)。對工業(yè)建筑物而言，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)是其骨架，基于材料劃分來看，可以將工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)分為砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。選擇的工業(yè)建筑材料實(shí)際對工程的效果，不論是在質(zhì)量方面還是在使用壽命方面都將有著一定影響，并且會(huì)在某種意義上就施工費(fèi)用和工程的造價(jià)產(chǎn)生一定的影響。

4、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裝配式墻材應(yīng)用

為了提升革新墻材的應(yīng)用，要基于項(xiàng)目實(shí)際，將應(yīng)用革新墻材的重要意義傳達(dá)給建設(shè)單位，當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門也可出臺扶持政策，而就裝配式工業(yè)建筑行業(yè)而言，也要為合理應(yīng)用墻材量身定做，保證其應(yīng)用效果，在控制成本的基礎(chǔ)上發(fā)揮出應(yīng)有的優(yōu)質(zhì)效果。盡管在裝配式工業(yè)建筑中，革新墻材的效果較為明顯，但仍然需要更深層次的研究墻材的工藝，將創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)有在墻材中的成效大幅提高，而鑒于在工業(yè)建筑的建設(shè)過程中有很多變化因素且市場也在動(dòng)態(tài)變化，從而針對墻材提出更高水平的要求，提高實(shí)際建筑過程中革新墻材的應(yīng)用率，加大墻材的應(yīng)用范圍，提升裝配式工業(yè)建筑中墻材的效果大幅提升，要將科技合理的融入墻材，而這些都有利于建筑行業(yè)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。

5、結(jié)束語

控制工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量可謂一個(gè)具有較強(qiáng)綜合性的工作。需要較好地處理好工程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，依據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)劃將各個(gè)問題在設(shè)計(jì)過程中得以妥善的處理，進(jìn)而保證項(xiàng)目的質(zhì)量和安全能夠達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn):

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[2]楊黨輝，蘇原，孫明.BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用問題探討[J].建筑技術(shù)，2015，46（5）：394–398.

作者:宋建 單位:核工業(yè)北京化工冶金研究院