工业建筑设计分析(共3篇)

工业建筑设计分析(共3篇)

第一篇:复杂场地工业建筑设计

1.实例分析

本文以我国西部某丘陵城市中,某工业物流仓库项目为例,浅谈复杂场地中的工业建筑设计。

1.1本项目的建设内容、特点及目标

1.1.1建设内容

一栋多层的物流库房,一栋物料库和两处门卫室。

1.1.2建筑特点

本项目的主要建筑是局部两层的物流库房,建筑体量大,建筑层高较高,物流运输量大,场地内需通行大型物流车。

1.1.3建设目标

满足物流库房的生产工艺要求的前提下,做到土地利用率最大化,物流库房的建筑面积最大化。降低工程的建设成本。符合国家及地方对工程建设有关规划、生产、防火、环保及劳动安全等各项法规和标准要求。

1.2本项目的场地条件

(1)地块为梯形,地块四周均为市政路,其中南北两侧为主干道,东西两侧为次干道。(2)地块内地形起伏较大,场地未平整,东西两侧高差15米,南北两侧高差9米。(3)其余市政条件均具备本项目的开工建设条件。(4)场地的西北角有一棵古树,应予以保护。

2.本项目的总体布置

2.1总图布置

2.1.1功能分区和建筑布局

为了更好地组织生产、生活,创造良好的环境条件,有必要根据建设项目的性质、使用功能、交通运输联系、防火和卫生等要求,将性质相同、功能相近、联系密切,对环境要求一致的建筑物、构筑物及设施分成若干组,结合地块内外的具体条件,形成合理的功能分区。本项目将物流库房布置在场地的中间,外形犹如一把钥匙,采用凹凸的建筑单体形态,既充分的满足了建筑的功能需求,又合理的利用了土地。物料库布置于场地的东侧,物料存储与职工停车相结合,一层作为物料库,建筑屋面又作为职工的停车场,同时也提高的土地利用率。本项目面对南北两侧市政路开设出入口,并新建门卫室,具体位置依据物流库的总体布局,以及市政路的高程合理布置。场地的西北角的古树予以保护,其保护范围内均为绿地,使得本项目的绿地率尽可能能满足规划要求。

2.1.2交通组织

场地的南侧出入口为物料进口,北侧出入口为物料出口,场地的物流组织为单进单出,避免交叉,避免物流车辆的迂回,在总体布局中利用不能建设的土地作为物流通道和货车的回转场地。在场地南侧出入口处将职工的机动车停车场、自行车棚与生产区隔离,避免相互干扰。

2.2竖向设计

竖向设计是对场地的自然地形及建筑物、构筑物进行垂直方向的高程设计,同时满足经济、安全和景观等要求。本项目的竖向设计任务包含:选择场地的竖向布置形式;确定室内外地坪标高、广场及道路标高和坡度;确定场地排水方式;安排土方工程,使土方量最小,填挖方接衡;确定挡墙、边坡与排水明沟的具体设计。本项目竖向设计的具体方案:

2.2.1现状分析

本项目的场地内,地形起伏较大,现状场地未平整,场地东西两侧市政路高差15米,南北两侧市政路高差9米,经三维设计软件对原有地形进行计算分析后,确定场地初平标高为352m,南侧市政道路路面标高352m~367m,北侧市政道路路面标高由346m~363m。查阅市政雨水管网及污水管网资料,场地雨水、污水应排向北侧和西侧市政道路,市政雨水和污水管网的管径及标高均能满足本项目的排放要求。依据总平面布置图,场地南北两侧出入口处,市政道路的标高南侧约为363m,北侧约为353m。考虑厂区内道路与市政道路顺接的问题和厂区内部道路之间相互沟通的问题,本项目场地的竖向设计形式应为混合式。

2.2.2竖向设计

按照现状分析的结论:本项目平坡和台阶混合使用,把场地分为南侧道路广场、中部建筑物和北侧道路广场三个大的区域,每个大的区域用平坡式改造地形,南侧道路广场设计标高363.9m,中部建筑物室内地坪标高354.9m,北侧道路广场标高353.8m,而坡面相接处用台阶连接。台阶多以挡墙的处理形式,保证建筑安全的前提下,提高土地的利用率。厂区内东西两侧的纵向道路作为联系厂区南北道路的通道,纵向设计坡度不大于3.5%,满足其作为物流及消防通道的功能。本项目主要建筑物单体采用错层设计,根据建筑物的使用功能要求,合理确定建筑物每层的层高,建筑物首层层高10m,二层层高10.1m。依据物流车辆对道路纵坡的需求;建筑物内部卸货平台的高度要求;卸货平台高度1.2~1.3m;合理确定建筑物室内外地坪高差。

2.3土方平衡

利用三维设计软件将地块分为南侧、中部、北侧和东侧四部分,按照不同的设计标高依次平整,各部分之间的连接道路按照相应的纵坡计算平整标高,并将建筑基槽余土、道路换填和绿化换土等均列入场地土方平衡表,经仔细计算,最终确定厂区的详细平整标高。此方案充分利用和结合自然地面坡度,避免大填大挖,降低施工难度和建设成本。经方案比较,本方案土方工程量与平坡式相比,共计减少42200m3,提高土地利用率约10%。

2.4场地排水

本项目建筑屋面雨水与场地内道路雨水统一考虑,厂区给水及消防管网与排水明沟结合布置,既提高了场地的排水效果,又减少厂区管网施工的工程量,并有利于给水消防管网的检修维护。

3.主要单体建筑的设计特点

3.1建筑空间

建筑空间是由其周围物体的边界所限定的,包括平面形状与剖面形状。本项目物流库房的平面形状类似一把钥匙,与场地完美结合,建筑外形的比例与尺度的变化,建筑四周一些较开敞的不规则空间,给人以开阔与局促,静止与流动的感觉。根据物流库房的功能要求,其剖面形式以矩形为主,采用错层的方式,使建筑物产生深度与层次的变化。结构形式为两层框架结构,建筑物的层高、跨度和柱距均满足物流库房的功能需求。较高的层高与开敞的大空间使得建筑物的采光与通风处理的较好。两处卸货平台的位置的选择,更是本方案建筑剖面设计的点睛之笔。

3.2建筑造型

物流库房的建筑造型以平面与骨架相结合,体现现代工业建筑的标准化与规模化,拥有简洁、清晰的时代风格;库房内部多样性的布局方式,使得建筑的平面布局、剖面设计和立面造型均具有多样化与秩序性,体现了建筑艺术的灵活性;多种建筑材质的选用,也丰富了建筑物的表皮。

3.3建筑与环境

目前,人们提到工业建筑,往往想到其对空气和水的污染,但是本项目较好的处理了建筑与环境的关系,比如对厂区内古树的保护,对厂区雨水的收集利用,对生活污水的深化处理等等,都很好的诠释了建筑与自然的和谐统一。

4.结束语

总之,本项目的总体布局、竖向设计、土地利用和建筑单体设计均做到了因地制宜,建筑与环境的相互融合,经济效益与社会效益的统一,成为物流仓储类建筑设计的典范。

作者:赵立双 杨琼 单位:中国汽车技术研究中心 机械工业部汽车工业天津规划设计研究院

第二篇:现代工业建筑设计探讨

1.单体建筑设计应该能体现出工业建筑“远看有势、近看有形”的特征

工业建筑是种类众多的建筑类型中的一种特殊类型,由于受到经济条件等因素的制约,工业企业往往把有限的资金投入用到企业扩大再生产的最基本的要求中。受此影响,建筑师在做工业建筑设计时往往也只能考虑满足企业生产的工艺、结构等最基本功能的要求。长期以来,工业建筑的设计,在设计院里面形成了一种工艺布置平面、结构布置柱网、建筑穿衣戴帽的尴尬局面,建筑师在工业建筑设计体系里面处于一种被别的专业支配的地位。因此工业建筑长时间给人的印象总是先满足工艺要求和结构要求,然后才是建筑创作,久而久之,人们对工业建筑的印象总是呆板、僵硬、千篇一律、缺乏变化,好像天下的工业建筑都是一个模样,没有地域特色,没有自身特点。时间长了,建筑师对工业建筑也丧失了最初的创作热情,认为工业建筑只要满足生产工艺的要求就万事大吉了。其实不然,工业建筑虽然不能完全等同于公共建筑,但是其创作原理应该是一致的。工业建筑在满足特定的工艺要求的同时,也应该去追求建筑美的基本原则,也应该创造出环境优美、造型时尚、空间宜人的工程实例。工业建筑设计应该结合工业建筑的特点,创造出“远看有势、近看有形”的精品工程。远看有势,就是说工业建筑一定要体现出建筑体量大、气势宏伟的特色,“事实上,只有大,激活了复杂的机制,从而调动起建筑及相关领域的全部智性”。另外,建筑不但需要做到有气势,更应该在建筑细部上做文章。大体量建筑应当有细致的表情、完善的细部节点设计、精致的细部施工组织,这些都是现代工业建筑创作中需要加强的话题。因为建筑美在很大程度上并不单纯是形式美,技术美、细部美占有同样的重要性。在该新厂区单体厂房的设计中,处处体现着细节成就完美的设计原则,在砖墙与与压型钢板墙的节点构造上,窗台节点的设计就非常巧妙的解决了两种材质接缝处雨天渗水的问题。还有在屋顶天窗的设计中,采用新型的拜耳透明双层阳光板,既不影响采光又有利于建筑保温。

2.工业建筑要体现出以人为本的设计思路,即工业建筑设计也应该遵从以人为本的设计原则

“人性化设计的本质就是将人类工程学引入现代工业建筑设计中,工业建筑作为生产资料,理所当然要为生产服务。在生产过程中,操作生产的最活跃的因素当然是人,以人为中心创造良好的工作和生活环境是不言而喻的。现在随着社会的发展,人类文明的进步,人们越来越认识到,工业建筑表面上是为了生产产品,实际上最终还是为人服务的。因此,在现在的工业建筑设计中,越来越多的建筑师开始摈弃传统的重生产工艺、轻人的行为、心理要求的倾向,将建筑的设计中心从以往的生产设备转移到以人为本的理念上来,重视并努力体现对人的关怀。在工业建筑空间设计上,人性化主要体现在建筑空间环境品质的提高上,在工业建筑环境的中力求塑造具有人文气息和生活环境的内部空间,通过各种科学的切实可行的技术构造措施,努力减少工业机器产生的噪音对操作者的影响,减轻工人们长期作业而产生的烦躁感和压抑感。宜人的内部空间环境可以使人产生归属感和亲切感,最终达到提高员工的生活质量及工作效率的目的。在工业建筑的外部空间环境上,人性化设计主要体现在整个厂区的环境设计以及建筑与环境的关系、建筑的外部造型及色彩对人们的影响等方面。该新厂区项目的设计,处处都体现出了以人为本的设计思路。新厂区的设计中,整个厂区通过道路将各个单体厂房有机的联系在一起。合理的交通流线设计,将整个厂区的生产工艺从原材料进场—原料加工—成品装配包装合理的组织起来,缩短了工艺流程,避免了不必要的交叉,交通流线与工艺流程完美结合,充分体现了以人为本的设计原则。单体建筑厂房尽量结合工业建筑的特点,开4800mmx3600mm的大窗,结合上部的带型窗,既满足了大空间的室内采光要求,又可以将优美的厂区环境引入室内,形成室内外空间的对话和流动。另外,整个厂区在建筑外部色彩方面也做到了统一协调,给人们创造出和谐宜人的视觉感受。

3.工业建筑设计要体现出企业的文化特征

工业建筑作为一种特殊的建筑类型,在人类社会发展和文明进步中占据着重要的地位,也承担着人类文明的继承和发扬的责任。工业建筑不仅仅是简单的生产活动的场所,同时也应该作为传播文化的场所,现代工业建筑的一个明显的发展趋势就是逐渐特别重视企业文化的的引入和发扬。现在的大型工业厂区建设,都非常重视企业文化的宣传,十分重视本企业的建筑形象。现在的建筑形象实际上己经成为聪明的现代企业家的广告牌,企业形象和品牌不仅是产品质量,而是综合的文化现象,包括企业的价值观念、道德行为、管理方式的总体,与消费者之间形成连续的沟通。

4.工业建筑设计要体现出时代的新技术、新材料、新工艺,与社会发展紧密结合

工业建筑的发展,本质上还是需要先进的科学技术和发达的社会生产力。工业建筑的设计不能只在形式美上做文章,而应该重视新技术的应用。要将新的科学技术转化为生产力,在建筑材料上要利用高科技材料,提高工业建筑的灵活性、通用性和多样化;在建筑结构体系上,采用新型大跨度结构体系和特种型材;在技术及设备上,更多地满足生产与管理的微型化、自动化、洁净化、精密化、环境无污染化等多方面的要求;在电子信息上,建立健全计算机自动化控制系统,使工艺流程、人流物流交通、科技信息流等各方面更加顺畅。

5.结语

通过该厂新厂区项目的实践,笔者认为,新时期条件下我国工业建筑设计应结合本国的基本国情,建筑师应该在工业建筑设计中负起责任,在结合工艺设计师和结构工程师提供的基础上,发挥建筑师的创造性思维,紧密体现工业建筑特有的大体量,大进深,大跨度的特点,结合时代特征和企业文化内涵,利用先进的科学技术和构造方法,创造有别与其他建筑类型的、无可比拟的、优秀的工业建筑精品工程。

作者:刘钢 单位:中冶南方工程技术有限公司

第三篇:工业建筑抗震设计

1地基条件与基础形式

首先要选择有利的场地,确保建筑结构的地基稳定,一定要避免出现由于地基土液化失效所引起的建筑结构的破坏现象。抗震规范根据场地覆盖层厚度和土层等效剪切波速度把场地分成四种场地类别。这种分类充分考虑了覆盖层的厚度对频谱特性和地面运动强度的影响。规范还引用设计地震分组(近震和远震)的概念,用以反应震级和震中距的影响,使场地反映更为合理和接近实际。场地内软弱冲积土层越厚,对高层建筑结构的危害越大。当基岩上的软弱冲积土层厚度超过160m时,由于场地土振动的特征周期与高层建筑结构某一范围内的周期相吻合而发生共振,使高层建筑结构的破坏率急剧增加。故土层等效剪切波速度和场地覆盖层厚度是抗震设计中很重要的两个参数,设计人员一定要想法获得这两个数据从而求得场地土特征周期。即使是在同一地区搞建设,为了避开共振,也应根据场地土振动特征周期在该地区的不同地段,将建筑结构设计成不同的自振周期。目前工业建筑中常用的基础有浅基础和深基础两大类,具体形式分为:独立基础、条形基础、十字形基础、筏板基础、箱形基础、桩基础等。若天然地基的承载力比较高而地基变形较小,框架柱网和荷载都比较均匀分布,宜采用独立基础形式。因为在满足变形要求和承载力要求下,其具有更好的经济性。但是在纵向和横向宜通过拉梁进行适当拉接。在承载力比较小,同时框架柱的荷载却比较大的情况下,可以考虑采用十字交叉基础形式。这种基础具有良好的空间刚度,是一种非常好的基础形式。对于有承载力较低的软弱层的地基或者杂填土地基,由于其地基变形会比较大,通常都要对其先进行地基处理。单纯采用增强基础刚度或者加大基础断面来承担建筑物上部结构荷载是不够的,因为基础尺寸或者刚度再大,与上部结构相比还是非常柔的。所以在这种情况下,基础选型应该结合地基处理措施来进行设计。若天然基础采用浅基础出现沉降过大,即使通过基础处理也无法满足建筑物的设计要求时;或者建筑物从上部结构传递的荷载较大,但是地基土上部比较软弱,下部有能够作为桩端持力层的较坚硬土层时,宜采用桩基础形式。

2基础形式与埋深在抗震设计中作用

基础形式对高层工业建筑结构的抗震性能有较大的影响,箱型基础、筏式基础、十字交叉梁基础和条形基础均有较好的抗震性能,可根据具体情况优先采用,尤其是当建筑结构建在Ⅲ、Ⅳ类场地土上时,更要优先采用。它们可以缩小建筑结构的地震反应。当设有地下室(譬如粮食加工饲料车间、工作塔等)而又位于软弱基础上时,可减少的地震反应比例更甚。基础埋深对建筑物的稳定有重要作用,一般采用天然基础埋置深度均取建筑结构总高度的1/12~1/8,不能少于1/15。采用桩基础上述埋深可以适当减少,但不能少于1/18,当然此时所说的埋深不含桩长。基础埋得越深,越有利于减轻上部结构的地震反应。

3进一步明确地基与基础概念

设计人员在工程设计中,除了应注意做到满足上述要求外,还应明确以下概念问题:

(1)不同场地类别会有不同的固有动力特性,它不受上部结构的影响,也不因地基局部处理而改变。

(2)软弱地基上采用桩基基础,不改变场地类别。当桩长穿过软弱土层,桩尖支承在坚硬层上时,对抗震有利,但在设计中不考虑提高。

(3)设计中同一结构单元内不宜采用两种基础类型,也不要使基础底埋置标高相差悬殊,以免地震反应差别过大,将建筑物拉裂。

(4)在当前的面粉车间毛、润麦仓及粉仓设计中,因其高度往往大于30m,仓体又采用混凝土墙现浇,为了防止出现对抗震不利的“鸡腿”建筑及满足高规要求,需要剪力墙落地设计,结构类型实际就定性为框架-剪力墙结构。在该结构类型中,剪力墙基础的设计又为重中之重,因为剪力墙承受着绝大部分水平力作用,而它们又都是通过基础传给地基的。如果剪力墙基础在强度设计与变形设计上出了问题,它将影响到上部建筑结构的稳定性。举个例子,剪力墙基础在土质很好的时候,可以采用分离式条形基础。这种分离式条基是不同于多层结构里的分离式条基的,譬如不同于多层砌体墙下条形基础。剪力墙结构的分离式条形基础其本质上是一种分离式局部筏板基础,虽然冠以条形基础之名,但是这种基础在力学本质上一样要满足筏板基础的抗弯、抗剪、抗冲切,特别是当好几片墙交汇在一起的时候,如L型,T型时候,还需要考虑局部整体受力。在这几片交汇墙下的条形基础,它必须满足多肢的各分肢传来的线荷载承载力、弯矩,还有各肢相互影响产生的不均匀沉降以及由此衍生出的附加内力。总之,局部几片交汇墙下的条基,就是一块局部的筏板,要按照桩筏筏板有限元程序做局部整体计算才够准确。这种分离式条形基础(分离式筏基)计算原则就是整体上分离计算,局部整体计算,在工业建筑仓体结构没有地下室的时候,它比全局上的整体大筏板节省的多。但这种分离式基础整体性不太好,一般用在持力层较浅,土质很好的低烈度区仓体下。如局部式筏板下面加上桩基,并且控制好差异沉降,是可以适当扩大这种基础的适用范围的。

4结语

近年来,粮食加工企业为了提高产能、扩大生产效益,不断改进生产工艺,完善生产方式,导致工业厂房的设计高度越来越高,相当一部分已突破24m达到了高层建筑的范畴。这使得规范对设计模型中各项参数控制更为严格,它们控制着结构是否安全,是与建筑物的地基与基础紧密相关的。地基与基础在设计中的地位至关重要。因此,建筑结构设计人员需要依据工业厂房的结构类型,结构构件的平面布置、建筑物上部荷载的大小和分布,以及建筑物的抗震等级,结合拟建场地的地基现场实际情况,把地基、基础与上部结构系统结合为一整体,综合考虑各方面的因素来设计基础。

作者:何? 单位:无锡中粮工程科技有限公司