工業建筑設計分析(共3篇)

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第一篇:復雜場地工業建筑設計

1.實例分析

本文以我國西部某丘陵城市中,某工業物流倉庫項目為例,淺談復雜場地中的工業建筑設計。

1.1本項目的建設內容、特點及目標

1.1.1建設內容

一棟多層的物流庫房,一棟物料庫和兩處門衛室。

1.1.2建筑特點

本項目的主要建筑是局部兩層的物流庫房,建筑體量大,建筑層高較高,物流運輸量大,場地內需通行大型物流車。

1.1.3建設目標

滿足物流庫房的生產工藝要求的前提下,做到土地利用率最大化,物流庫房的建筑面積最大化。降低工程的建設成本。符合國家及地方對工程建設有關規劃、生產、防火、環保及勞動安全等各項法規和標準要求。

1.2本項目的場地條件

(1)地塊為梯形,地塊四周均為市政路,其中南北兩側為主干道,東西兩側為次干道。(2)地塊內地形起伏較大,場地未平整,東西兩側高差15米,南北兩側高差9米。(3)其余市政條件均具備本項目的開工建設條件。(4)場地的西北角有一棵古樹,應予以保護。

2.本項目的總體布置

2.1總圖布置

2.1.1功能分區和建筑布局

為了更好地組織生產、生活,創造良好的環境條件,有必要根據建設項目的性質、使用功能、交通運輸聯系、防火和衛生等要求,將性質相同、功能相近、聯系密切,對環境要求一致的建筑物、構筑物及設施分成若干組,結合地塊內外的具體條件,形成合理的功能分區。本項目將物流庫房布置在場地的中間,外形猶如一把鑰匙,采用凹凸的建筑單體形態,既充分的滿足了建筑的功能需求,又合理的利用了土地。物料庫布置于場地的東側,物料存儲與職工停車相結合,一層作為物料庫,建筑屋面又作為職工的停車場,同時也提高的土地利用率。本項目面對南北兩側市政路開設出入口,并新建門衛室,具體位置依據物流庫的總體布局,以及市政路的高程合理布置。場地的西北角的古樹予以保護,其保護范圍內均為綠地,使得本項目的綠地率盡可能能滿足規劃要求。

2.1.2交通組織

場地的南側出入口為物料進口,北側出入口為物料出口,場地的物流組織為單進單出,避免交叉,避免物流車輛的迂回,在總體布局中利用不能建設的土地作為物流通道和貨車的回轉場地。在場地南側出入口處將職工的機動車停車場、自行車棚與生產區隔離,避免相互干擾。

2.2豎向設計

豎向設計是對場地的自然地形及建筑物、構筑物進行垂直方向的高程設計,同時滿足經濟、安全和景觀等要求。本項目的豎向設計任務包含:選擇場地的豎向布置形式;確定室內外地坪標高、廣場及道路標高和坡度;確定場地排水方式;安排土方工程,使土方量最小,填挖方接衡;確定擋墻、邊坡與排水明溝的具體設計。本項目豎向設計的具體方案:

2.2.1現狀分析

本項目的場地內,地形起伏較大,現狀場地未平整,場地東西兩側市政路高差15米,南北兩側市政路高差9米,經三維設計軟件對原有地形進行計算分析后,確定場地初平標高為352m,南側市政道路路面標高352m~367m,北側市政道路路面標高由346m~363m。查閱市政雨水管網及污水管網資料,場地雨水、污水應排向北側和西側市政道路,市政雨水和污水管網的管徑及標高均能滿足本項目的排放要求。依據總平面布置圖,場地南北兩側出入口處,市政道路的標高南側約為363m,北側約為353m??紤]廠區內道路與市政道路順接的問題和廠區內部道路之間相互溝通的問題,本項目場地的豎向設計形式應為混合式。

2.2.2豎向設計

按照現狀分析的結論:本項目平坡和臺階混合使用,把場地分為南側道路廣場、中部建筑物和北側道路廣場三個大的區域,每個大的區域用平坡式改造地形,南側道路廣場設計標高363.9m,中部建筑物室內地坪標高354.9m,北側道路廣場標高353.8m,而坡面相接處用臺階連接。臺階多以擋墻的處理形式,保證建筑安全的前提下,提高土地的利用率。廠區內東西兩側的縱向道路作為聯系廠區南北道路的通道,縱向設計坡度不大于3.5%,滿足其作為物流及消防通道的功能。本項目主要建筑物單體采用錯層設計,根據建筑物的使用功能要求,合理確定建筑物每層的層高,建筑物首層層高10m,二層層高10.1m。依據物流車輛對道路縱坡的需求;建筑物內部卸貨平臺的高度要求;卸貨平臺高度1.2~1.3m;合理確定建筑物室內外地坪高差。

2.3土方平衡

利用三維設計軟件將地塊分為南側、中部、北側和東側四部分,按照不同的設計標高依次平整,各部分之間的連接道路按照相應的縱坡計算平整標高,并將建筑基槽余土、道路換填和綠化換土等均列入場地土方平衡表,經仔細計算,最終確定廠區的詳細平整標高。此方案充分利用和結合自然地面坡度,避免大填大挖,降低施工難度和建設成本。經方案比較,本方案土方工程量與平坡式相比,共計減少42200m3,提高土地利用率約10%。

2.4場地排水

本項目建筑屋面雨水與場地內道路雨水統一考慮,廠區給水及消防管網與排水明溝結合布置,既提高了場地的排水效果,又減少廠區管網施工的工程量,并有利于給水消防管網的檢修維護。

3.主要單體建筑的設計特點

3.1建筑空間

建筑空間是由其周圍物體的邊界所限定的,包括平面形狀與剖面形狀。本項目物流庫房的平面形狀類似一把鑰匙,與場地完美結合,建筑外形的比例與尺度的變化,建筑四周一些較開敞的不規則空間,給人以開闊與局促,靜止與流動的感覺。根據物流庫房的功能要求,其剖面形式以矩形為主,采用錯層的方式,使建筑物產生深度與層次的變化。結構形式為兩層框架結構,建筑物的層高、跨度和柱距均滿足物流庫房的功能需求。較高的層高與開敞的大空間使得建筑物的采光與通風處理的較好。兩處卸貨平臺的位置的選擇,更是本方案建筑剖面設計的點睛之筆。

3.2建筑造型

物流庫房的建筑造型以平面與骨架相結合,體現現代工業建筑的標準化與規?;?,擁有簡潔、清晰的時代風格;庫房內部多樣性的布局方式,使得建筑的平面布局、剖面設計和立面造型均具有多樣化與秩序性,體現了建筑藝術的靈活性;多種建筑材質的選用,也豐富了建筑物的表皮。

3.3建筑與環境

目前,人們提到工業建筑,往往想到其對空氣和水的污染,但是本項目較好的處理了建筑與環境的關系,比如對廠區內古樹的保護,對廠區雨水的收集利用,對生活污水的深化處理等等,都很好的詮釋了建筑與自然的和諧統一。

4.結束語

總之,本項目的總體布局、豎向設計、土地利用和建筑單體設計均做到了因地制宜,建筑與環境的相互融合,經濟效益與社會效益的統一,成為物流倉儲類建筑設計的典范。

作者:趙立雙 楊瓊 單位:中國汽車技術研究中心 機械工業部汽車工業天津規劃設計研究院

第二篇:現代工業建筑設計探討

1.單體建筑設計應該能體現出工業建筑“遠看有勢、近看有形”的特征

工業建筑是種類眾多的建筑類型中的一種特殊類型,由于受到經濟條件等因素的制約,工業企業往往把有限的資金投入用到企業擴大再生產的最基本的要求中。受此影響,建筑師在做工業建筑設計時往往也只能考慮滿足企業生產的工藝、結構等最基本功能的要求。長期以來,工業建筑的設計,在設計院里面形成了一種工藝布置平面、結構布置柱網、建筑穿衣戴帽的尷尬局面,建筑師在工業建筑設計體系里面處于一種被別的專業支配的地位。因此工業建筑長時間給人的印象總是先滿足工藝要求和結構要求,然后才是建筑創作,久而久之,人們對工業建筑的印象總是呆板、僵硬、千篇一律、缺乏變化,好像天下的工業建筑都是一個模樣,沒有地域特色,沒有自身特點。時間長了,建筑師對工業建筑也喪失了最初的創作熱情,認為工業建筑只要滿足生產工藝的要求就萬事大吉了。其實不然,工業建筑雖然不能完全等同于公共建筑,但是其創作原理應該是一致的。工業建筑在滿足特定的工藝要求的同時,也應該去追求建筑美的基本原則,也應該創造出環境優美、造型時尚、空間宜人的工程實例。工業建筑設計應該結合工業建筑的特點,創造出“遠看有勢、近看有形”的精品工程。遠看有勢,就是說工業建筑一定要體現出建筑體量大、氣勢宏偉的特色,“事實上,只有大,激活了復雜的機制,從而調動起建筑及相關領域的全部智性”。另外,建筑不但需要做到有氣勢,更應該在建筑細部上做文章。大體量建筑應當有細致的表情、完善的細部節點設計、精致的細部施工組織,這些都是現代工業建筑創作中需要加強的話題。因為建筑美在很大程度上并不單純是形式美,技術美、細部美占有同樣的重要性。在該新廠區單體廠房的設計中,處處體現著細節成就完美的設計原則,在磚墻與與壓型鋼板墻的節點構造上,窗臺節點的設計就非常巧妙的解決了兩種材質接縫處雨天滲水的問題。還有在屋頂天窗的設計中,采用新型的拜耳透明雙層陽光板,既不影響采光又有利于建筑保溫。

2.工業建筑要體現出以人為本的設計思路,即工業建筑設計也應該遵從以人為本的設計原則

“人性化設計的本質就是將人類工程學引入現代工業建筑設計中,工業建筑作為生產資料,理所當然要為生產服務。在生產過程中,操作生產的最活躍的因素當然是人,以人為中心創造良好的工作和生活環境是不言而喻的?,F在隨著社會的發展,人類文明的進步,人們越來越認識到,工業建筑表面上是為了生產產品,實際上最終還是為人服務的。因此,在現在的工業建筑設計中,越來越多的建筑師開始擯棄傳統的重生產工藝、輕人的行為、心理要求的傾向,將建筑的設計中心從以往的生產設備轉移到以人為本的理念上來,重視并努力體現對人的關懷。在工業建筑空間設計上,人性化主要體現在建筑空間環境品質的提高上,在工業建筑環境的中力求塑造具有人文氣息和生活環境的內部空間,通過各種科學的切實可行的技術構造措施,努力減少工業機器產生的噪音對操作者的影響,減輕工人們長期作業而產生的煩躁感和壓抑感。宜人的內部空間環境可以使人產生歸屬感和親切感,最終達到提高員工的生活質量及工作效率的目的。在工業建筑的外部空間環境上,人性化設計主要體現在整個廠區的環境設計以及建筑與環境的關系、建筑的外部造型及色彩對人們的影響等方面。該新廠區項目的設計,處處都體現出了以人為本的設計思路。新廠區的設計中,整個廠區通過道路將各個單體廠房有機的聯系在一起。合理的交通流線設計,將整個廠區的生產工藝從原材料進場—原料加工—成品裝配包裝合理的組織起來,縮短了工藝流程,避免了不必要的交叉,交通流線與工藝流程完美結合,充分體現了以人為本的設計原則。單體建筑廠房盡量結合工業建筑的特點,開4800mmx3600mm的大窗,結合上部的帶型窗,既滿足了大空間的室內采光要求,又可以將優美的廠區環境引入室內,形成室內外空間的對話和流動。另外,整個廠區在建筑外部色彩方面也做到了統一協調,給人們創造出和諧宜人的視覺感受。

3.工業建筑設計要體現出企業的文化特征

工業建筑作為一種特殊的建筑類型,在人類社會發展和文明進步中占據著重要的地位,也承擔著人類文明的繼承和發揚的責任。工業建筑不僅僅是簡單的生產活動的場所,同時也應該作為傳播文化的場所,現代工業建筑的一個明顯的發展趨勢就是逐漸特別重視企業文化的的引入和發揚?,F在的大型工業廠區建設,都非常重視企業文化的宣傳,十分重視本企業的建筑形象。現在的建筑形象實際上己經成為聰明的現代企業家的廣告牌,企業形象和品牌不僅是產品質量,而是綜合的文化現象,包括企業的價值觀念、道德行為、管理方式的總體,與消費者之間形成連續的溝通。

4.工業建筑設計要體現出時代的新技術、新材料、新工藝,與社會發展緊密結合

工業建筑的發展,本質上還是需要先進的科學技術和發達的社會生產力。工業建筑的設計不能只在形式美上做文章,而應該重視新技術的應用。要將新的科學技術轉化為生產力,在建筑材料上要利用高科技材料,提高工業建筑的靈活性、通用性和多樣化;在建筑結構體系上,采用新型大跨度結構體系和特種型材;在技術及設備上,更多地滿足生產與管理的微型化、自動化、潔凈化、精密化、環境無污染化等多方面的要求;在電子信息上,建立健全計算機自動化控制系統,使工藝流程、人流物流交通、科技信息流等各方面更加順暢。

5.結語

通過該廠新廠區項目的實踐,筆者認為,新時期條件下我國工業建筑設計應結合本國的基本國情,建筑師應該在工業建筑設計中負起責任,在結合工藝設計師和結構工程師提供的基礎上,發揮建筑師的創造性思維,緊密體現工業建筑特有的大體量,大進深,大跨度的特點,結合時代特征和企業文化內涵,利用先進的科學技術和構造方法,創造有別與其他建筑類型的、無可比擬的、優秀的工業建筑精品工程。

作者:劉鋼 單位:中冶南方工程技術有限公司

第三篇:工業建筑抗震設計

1地基條件與基礎形式

首先要選擇有利的場地,確保建筑結構的地基穩定,一定要避免出現由于地基土液化失效所引起的建筑結構的破壞現象??拐鹨幏陡鶕龅馗采w層厚度和土層等效剪切波速度把場地分成四種場地類別。這種分類充分考慮了覆蓋層的厚度對頻譜特性和地面運動強度的影響。規范還引用設計地震分組(近震和遠震)的概念,用以反應震級和震中距的影響,使場地反映更為合理和接近實際。場地內軟弱沖積土層越厚,對高層建筑結構的危害越大。當基巖上的軟弱沖積土層厚度超過160m時,由于場地土振動的特征周期與高層建筑結構某一范圍內的周期相吻合而發生共振,使高層建筑結構的破壞率急劇增加。故土層等效剪切波速度和場地覆蓋層厚度是抗震設計中很重要的兩個參數,設計人員一定要想法獲得這兩個數據從而求得場地土特征周期。即使是在同一地區搞建設,為了避開共振,也應根據場地土振動特征周期在該地區的不同地段,將建筑結構設計成不同的自振周期。目前工業建筑中常用的基礎有淺基礎和深基礎兩大類,具體形式分為:獨立基礎、條形基礎、十字形基礎、筏板基礎、箱形基礎、樁基礎等。若天然地基的承載力比較高而地基變形較小,框架柱網和荷載都比較均勻分布,宜采用獨立基礎形式。因為在滿足變形要求和承載力要求下,其具有更好的經濟性。但是在縱向和橫向宜通過拉梁進行適當拉接。在承載力比較小,同時框架柱的荷載卻比較大的情況下,可以考慮采用十字交叉基礎形式。這種基礎具有良好的空間剛度,是一種非常好的基礎形式。對于有承載力較低的軟弱層的地基或者雜填土地基,由于其地基變形會比較大,通常都要對其先進行地基處理。單純采用增強基礎剛度或者加大基礎斷面來承擔建筑物上部結構荷載是不夠的,因為基礎尺寸或者剛度再大,與上部結構相比還是非常柔的。所以在這種情況下,基礎選型應該結合地基處理措施來進行設計。若天然基礎采用淺基礎出現沉降過大,即使通過基礎處理也無法滿足建筑物的設計要求時;或者建筑物從上部結構傳遞的荷載較大,但是地基土上部比較軟弱,下部有能夠作為樁端持力層的較堅硬土層時,宜采用樁基礎形式。

2基礎形式與埋深在抗震設計中作用

基礎形式對高層工業建筑結構的抗震性能有較大的影響,箱型基礎、筏式基礎、十字交叉梁基礎和條形基礎均有較好的抗震性能,可根據具體情況優先采用,尤其是當建筑結構建在Ⅲ、Ⅳ類場地土上時,更要優先采用。它們可以縮小建筑結構的地震反應。當設有地下室(譬如糧食加工飼料車間、工作塔等)而又位于軟弱基礎上時,可減少的地震反應比例更甚。基礎埋深對建筑物的穩定有重要作用,一般采用天然基礎埋置深度均取建筑結構總高度的1/12~1/8,不能少于1/15。采用樁基礎上述埋深可以適當減少,但不能少于1/18,當然此時所說的埋深不含樁長?;A埋得越深,越有利于減輕上部結構的地震反應。

3進一步明確地基與基礎概念

設計人員在工程設計中,除了應注意做到滿足上述要求外,還應明確以下概念問題:

(1)不同場地類別會有不同的固有動力特性,它不受上部結構的影響,也不因地基局部處理而改變。

(2)軟弱地基上采用樁基基礎,不改變場地類別。當樁長穿過軟弱土層,樁尖支承在堅硬層上時,對抗震有利,但在設計中不考慮提高。

(3)設計中同一結構單元內不宜采用兩種基礎類型,也不要使基礎底埋置標高相差懸殊,以免地震反應差別過大,將建筑物拉裂。

(4)在當前的面粉車間毛、潤麥倉及粉倉設計中,因其高度往往大于30m,倉體又采用混凝土墻現澆,為了防止出現對抗震不利的“雞腿”建筑及滿足高規要求,需要剪力墻落地設計,結構類型實際就定性為框架-剪力墻結構。在該結構類型中,剪力墻基礎的設計又為重中之重,因為剪力墻承受著絕大部分水平力作用,而它們又都是通過基礎傳給地基的。如果剪力墻基礎在強度設計與變形設計上出了問題,它將影響到上部建筑結構的穩定性。舉個例子,剪力墻基礎在土質很好的時候,可以采用分離式條形基礎。這種分離式條基是不同于多層結構里的分離式條基的,譬如不同于多層砌體墻下條形基礎。剪力墻結構的分離式條形基礎其本質上是一種分離式局部筏板基礎,雖然冠以條形基礎之名,但是這種基礎在力學本質上一樣要滿足筏板基礎的抗彎、抗剪、抗沖切,特別是當好幾片墻交匯在一起的時候,如L型,T型時候,還需要考慮局部整體受力。在這幾片交匯墻下的條形基礎,它必須滿足多肢的各分肢傳來的線荷載承載力、彎矩,還有各肢相互影響產生的不均勻沉降以及由此衍生出的附加內力。總之,局部幾片交匯墻下的條基,就是一塊局部的筏板,要按照樁筏筏板有限元程序做局部整體計算才夠準確。這種分離式條形基礎(分離式筏基)計算原則就是整體上分離計算,局部整體計算,在工業建筑倉體結構沒有地下室的時候,它比全局上的整體大筏板節省的多。但這種分離式基礎整體性不太好,一般用在持力層較淺,土質很好的低烈度區倉體下。如局部式筏板下面加上樁基,并且控制好差異沉降,是可以適當擴大這種基礎的適用范圍的。

4結語

近年來,糧食加工企業為了提高產能、擴大生產效益,不斷改進生產工藝,完善生產方式,導致工業廠房的設計高度越來越高,相當一部分已突破24m達到了高層建筑的范疇。這使得規范對設計模型中各項參數控制更為嚴格,它們控制著結構是否安全,是與建筑物的地基與基礎緊密相關的。地基與基礎在設計中的地位至關重要。因此,建筑結構設計人員需要依據工業廠房的結構類型,結構構件的平面布置、建筑物上部荷載的大小和分布,以及建筑物的抗震等級,結合擬建場地的地基現場實際情況,把地基、基礎與上部結構系統結合為一整體,綜合考慮各方面的因素來設計基礎。

作者:何? 單位:無錫中糧工程科技有限公司

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