工業設計類畢業論文

　　工程設計往往是在工程專案施工前先行完成的,而工程設計流程確定了工程設計各項工作的先後順序並貫穿其始終。下文是小編為大家整理的關於的範文，歡迎大家閱讀參考!

　　篇1

　　淺談工業鋼結構設計

　　摘要： 根據當前國家政策， 為了改變國內環境汙染嚴重以及經濟增長難以持續等問題，提出了節能減排，淘汰落後，升級換代等舉措。國家政策的實質是調整我國鋼鐵行業的發展方向以內需為主而非出口導向型的發展模式，鼓勵高附加值的鋼鐵產品生產。因此，鋼結構憑藉自身材料的優勢，必將在以後的生產生活中佔據更加重要的位置，而其在工業領域的應用和設計將是一個重要的工作。

　　關鍵詞： 鋼結構;工業;結構設計

　　1 鋼結構應用及鋼結構設計目前現狀

　　在現代的社會，鋼結構已經是主要的建築材料之一，在各個領域都有很大的作用，鋼結構技術與其他建築材料相比是有著很多優點：首先，鋼材本身具有強度高、連線方便可靠、可回收再利用、不汙染環境等優點;其次，鋼結構體系具有自重輕、安裝容易、施工週期短、抗震效能好等優勢。在實際設計中，其材料力學效能的可靠性及結構形式的靈活性也使得鋼結構的優勢得以進一步顯現。因此近年來無論國內還是國際上，鋼結構的舞臺越來越大，應用越來越廣。鳥巢和央視大樓中鋼結構的應用可以說是近年來的代表。

　　目前鋼結構或者應用大量鋼材的混合結構的應用例項很多，更多的為人熟知的是其在高層、超高層及大型公共建築中的應用。這些專案一般在社會上的影響力非常大，經常為一個城市甚至一個國家的地標性建築。能夠在這樣的專案中得到大量應用，充分證明了鋼材及鋼結構體系在結構設計中所佔有的重要位置。

　　隨著工業生產技術的不斷進步，鋼材的種類也日益繁多，尤其是高效能鋼材的產品逐漸佔據市場的主體，其應用必將更加廣泛。更為重要的是，計算機技術的發展為鋼結構設計軟體甚至計算理論帶來的更大的益處。目前鋼結構計算軟體越來越多，各種技術理論的應用也越來越全面，鋼結構在有限元及空間作用的研究及應用會越來越普及。

　　儘管大量地標性建築更為人所知，不過鋼結構在應用上更多的是在工業建築領域，其在工業領域的應用也更為悠久。目前大大小小的工業廠房或者生產線，多數都離不開鋼結構。不過與其在民用專案中的紅火現象不同，鋼結構在工業設計上並沒有更大的發展。可能其中的原因是很複雜的，也是多方面的。個人認為主要的原因有以下兩點：首先，工業設計用鋼結構體系比較成熟固定，概念清晰，歷史悠久，得到了很多事實上的經驗及驗證。其次，工業專案的開發上有其獨特的方面，體系優化和材料用量更多的時候並不是考慮的主要的因素。與其它因素綜合在一起，工業鋼結構在設計上的發展比較緩慢。更多的潛力很好的設計人才對工業設計的興趣比較低，導致目前總體上相對於民用設計來講，工業的設計人員能力和潛力都稍微落後。

　　2 鋼結構在工業設計中的重要性

　　我們知道農業是我國國民經濟的基礎，因為它提供人民的基本生存保障。但在整個國民經濟中光靠農業是遠遠不夠的，其它產業部門，如工業、交通、商業等都必須大力發展，尤其是工業，它是國民經濟的主導產業。一個國家工業發展水平就代表了其經濟發展水平，世界上的發達國家都是工業化國家。作為發展中國家，與發達國家相比，我國的工業還存在許多問題。比如總體水平低，現代化程度差，科學技術上明顯滯後，工業生產效率也較低。因此，工業經濟的轉型勢在必行。

　　配合著工業方面的轉型，鋼結構在工業領域的應用也將進入到一個新的階段。在這個階段中面臨著一定的考驗，但更多的是機遇。對於工業來講，鋼結構的應用範圍相當廣泛，歷史也相當悠久，其體系也較為成熟和固定。

　　工業中體量大小差異很大的建、構築物很多，需要滿足的功能要求也多種多樣，各方面的限制因素等都導致結構樣式要比較靈活，因此鋼結構的應用必將佔據很大的部分。輔助材料的效能發展，如防火材料、防腐蝕材料及保溫材料等，也使鋼結構能滿足越來越高的使用上的要求。隨著時間的不斷推移，工業與鋼結構之間形成了一種相互促進、互利互惠的關係。這種關係也決定了兩者緊密的聯絡。

　　3 工業鋼結構設計的內容

　　工業設計目前看起來在軟體的應用深度上落後於民用設計，但是工業設計的內容對於一名設計人員來說可能反而是更有挑戰性的。工業設計對於設計人員的要求更加全面，要求對不同的結構形式都要比較熟悉，對各種結構體系都要有一定理解，基本的結構概念要很清晰。正是因為設計要求及設計內容上比較複雜，因此對設計人的結構基本知識及對實際問題的分析能力要求很高。一旦在分析當中出現不合理或者有所遺漏的狀況，結構的安全性將會受到直接的影響。對於其中的鋼結構設計而言，不同於混凝土結構。在方案設計階段，鋼結構可以選擇的結構形式更多，不過需要考慮的因素也更復雜：經濟因素、設計週期及施工週期、材料採購及運輸等。鋼結構一般受力更為明確，也更直接;在靜定結構體系中，結構體系的完整性和結構構件的重要性都比一般的混凝土結構更高。在設計過程中，除了結構主體計算之外需要考慮更多的因素，節點設計、加工、安裝、運輸、防火防腐蝕等都要根據具體的情況選擇不同的方式。

　　工業鋼結構大的結構形式一般包括：框架、排架、網架、剛架等，還包括諸如煙囪等特種結構，以及桁架等較大跨度結構等。工業改造專案經常也是以鋼結構為主，需要根據具體的形式選擇不同的結構體系或者構件。在結構設計時，對於牆面板、屋面板及平面鋼板作用對結構的影響是不可忽略的，需要我們根據不同的條件及要求予以考慮。對於這方面的認識隨著各種概念的不斷成熟，將會在實際中有更多的應用。

　　除了對鋼結構體系要很熟悉之外，鋼結構對於單個構件的設計計算也很重要。在構件的計算中也需要考慮很多的因素：構件的強度計算、穩定性計算、變形計算等。在有需要的時候還要進行疲勞計算，塑性設計，動力計算等。在這個過程中有很多需要根據實際情況進行假設或者調整的地方，比如平面內外的支撐長度，剛接鉸接和實際能達到的效果的判斷等。最後的節點設計需要考慮從最開始的計算條件、製作安裝等全過程的狀態，也是使結構實際與計算相符合的關鍵。

　　4 工業鋼結構設計的前景

　　由上面的分析可以看出，工業鋼結構的設計與民用的差別較大，儘管目前來看在現代化的計算理念的深度應用上還有很大的進步空間，但其對於設計人員的基本知識及能力要求還是很高的。目前我國工業的發展在轉型階段，不過工業發展肯定是不可替代的，因此工業會不斷進步，工業鋼結構的應用前景也是十分光明的。鋼結構設計在板、殼等的考慮上還有大的提升空間，隨著計算分析軟體的進步，將會使得鋼結構在保證安全性的前提下經濟性也有很大的提高。目前比較典型的輕鋼結構以其100%可回收的優勢、簡單快捷的安裝和輕便經濟的用鋼量受到了行業的青睞。尤其是輕鋼住宅系統，在傳統的工業廠房之外，開闢了工業輔助用房領域。目前，輕型鋼結構由於更好的經濟性、設計施工的規範性、良好的美觀效果、環保節能，以較高的增長率快速發展。

　　在工業經濟轉型後，相應的結構設計必將會隨之有一個較大的改變。由於環境的不斷惡化，我們今天更加註重環保，提倡綠色建築。綠色建築是指在建築的全壽命週期內，最大限度地節約資源節能、節地、節水、節材、保護環境和減少汙染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建築。鋼材作為一種可以回收加以重複利用的環保建築材料，無論是與傳統的材料木材及磚石，還是現在應用範圍最廣的鋼筋混凝土材料相比都有很大的優勢，其能在全週期內很好的滿足綠色建築的要求。因此從各方面可以看出，鋼結構在工業設計上即將會有一個全新的、更為廣闊的發展。

　　參考文獻：

　　[1]《鋼結構設計手冊》編輯委員會.鋼結構設計手冊[M].中國建築工業出版社，2004.

　　[2]鋼結構設計規範[S].中國計劃出版社，2003.

　　[3]綠色建築評價標準[S].中國建築工業出版社，2006.

　　篇2

　　工業建築節能設計探討

　　【摘要】隨著環保節能的號召在全世界掀起，各行各業將節能作為重點考慮因素之一。相比之下，工業建築所消耗的能源佔據著社會總能耗較大比例，引起相關人員的關注和重視。對於我國的工業建築節能設計來看，目前還存在不標準不規範，還需要進一步改進其設計標準。本文探析了工業建築節能緊迫性，之後就節能設計上進行探討。

　　【關鍵詞】節能設計;工業建築;探討

　　前言

　　在保證了建築空間的熱舒適前提下，經過技術進步、利用合理、經濟合理及科學管理等多種途徑降低建築中各種能耗，進而實現建築節能。從目前的統計來看，建築消耗的能耗佔據了我國總能耗約為28%。工業建築無論是建造中還是執行使用都是耗能的大戶，所以要提升能源利用及可持續發展必然要做好工業建築節能。在這種形勢下，探究工業建築節能設計具有現實意義。

　　一.工業建築節能的緊迫性

　　伴隨著經濟全球化及人口增長，能源危機成為了全球性的危機，節能能源成為人們追求可持續發展重要課題，並要求通過環保增強節能，通過節能來推進環保。而我國正在經濟高速發展階段，日漸凸顯出經濟發展、能源匱乏及環保間的矛盾。通過相關研究發現，建築的耗能比較嚴重，佔據了總能耗的三分之一左右，而且隨著經濟全球化發展該比例還是不斷提升，因此做好建築節能設計是勢在必行的重要問題。

　　很多發達國家自從石油發生危機開始，就重視了建築節能問題。隨著工業建築不斷的增加，其能耗更是逐漸增加。但是隨著建築節能中投入了大量研究和開發，加之在工業建築中廣泛使用新技術、新材料，有效提升了工業建築的能耗。但是對於我國來說，因為過去一直不重視節能，和其他一些國家相比較我國單位面積上的能耗超過了2.5倍，而且這種差距還在逐漸拉大。根源原因就在於我國的能源較匱乏，形勢十分嚴峻;同時很多建築上根據沒有重視節能，嚴重浪費能源，嚴重束縛著建設節約型的社會。近些年來，伴隨中全球性的能源危機繼續升級，加之我國能源匱乏日漸嚴重，我國也熟知節能的重要性，相繼釋出了各種強制性的建築節能標準，相繼出臺了各種減排政策法規，各種形式都體現出建築節能的緊迫性，已經是刻不容緩了。

　　二.工業建築節能設計

　　對於耗能如此巨大的工業建築，一定要做好節能設計，這不但是我國工業建築的重點關注問題，還是全世界人們共同努力的事情。對於工業建設節能設計不能夠從單一某方面入手，筆者根據多年的經驗認為應該從如下幾個方面入手。

　　1分割槽熱工設計：工業建設節能不能夠統一設計，要按照我國具體氣候條件進行分割槽;按照條件我國大體分為五個區;溫和地區、冬冷夏熱地區、冬暖夏熱寒冷地區及嚴寒地區。在節能設計上必須要滿足的要求，在嚴寒地區必然要做好保溫措施，而大多對夏季防熱不考慮;而寒冷地區要滿足確保冬季保溫，有一些地方還要做好夏季防熱;夏熱冬冷地方就要做好夏季防熱，冬季適當保溫;夏熱冬暖的地方要做好夏季防熱，大都不用考慮冬季的保溫;但是溫和地區就要注意冬季保溫，大都不用考慮冬季防熱。

　　2降低建築物外表面積：對工業建築進行節能設計中，有效降低建築物外表面積，降低其體形係數。因此體系係數越小就能夠方便節能，因為工業建築外表面和外面空氣直接接觸，能夠有效散熱。根據相關標準中提出，對於比較寒冷的地區要有效限制建築物體形係數，而其他地區因體形係數影響建築物能耗較小，就不做限制。

　　3儘量保留原有土地:事實上，水泥化的建材對太陽輻射熱吸收較多，再加上現在使用空調比較普遍，嚴重導致空氣質量日漸惡化。現在很多工業建築在工藝設施時，都計劃了大量混凝土的地坪，如果遇到這種情況最好要多保留原有土地，科學實施綠化，儘量在室外減少混凝土的土地坪，因為綠地能夠散發出大量的熱量，能夠帶走許多熱量，降低地面輻射影響建築物，有效改善工業建築周圍的熱環境。比如建築物四周都是水泥地板，經過太陽照射之後溫度高的讓人承受不了，而影響到建築物種的人們正常生活。

　　4優化總圖佈置:在設計工業建築節能上確保生產工藝前提下，要實現節能目的就要依據前面的分割槽中基本規律，採用優化總圖佈局，做好建築總平面合理佈置、建築的立、平及剖面的形勢及自然通風、太陽輻射等各個方面，都會影響到工業建築的耗能情況，還要確保建築物能夠在冬季最大使用太陽的輻射能量，減小採暖的負荷;確保建築物在夏季能夠最高效降低太陽輻射熱並且使用自然的通風來降低溫度，同時還可以減小空調的製冷負荷。

　　三.節能的措施

　　對於工業建築節能來說，設計出來僅僅是理論上的節能，還需要將這些設計賦予到事實中，其主要節能措施要從如下幾個方面入手：

　　①牆體-對於工業建築來說耗能最多就是牆體，因其外圍護結構所佔面積較大，一旦外圍護氣密性以及隔熱性較差必然會增大耗能。要做好牆體節能措施，就要從砌塊牆體的材料、牆體形式等各個方面入手，進而達到節能目的。

　　②門窗-門窗是外圍護結構主要的耗能構件，是整個建築物中隔聲、隔熱最為薄弱的環節，尤其是絕熱性較差，因此就要增強門窗熱工效能及密閉性、控制窗牆之比、門窗框的材質導熱效能等入手，實現節能的效果。

　　③屋面-同樣屋面也是外圍護的結構之一，其保溫隔熱作用同樣重要，自然也要做好其節能性。同樣屋面的節能措施要從兩個方面入手：其一保溫材料上要選擇密度大及導熱係數高的材料;其二不能選擇吸水率過大材料，防止因吸水過多而降低了保溫效果。

　　四.結束語

　　總之，隨著工業建築的投資與規模快速增加，耗能正在以驚人的速度提升，為工業建築節能設計帶來了新任務與新挑戰。因此必須要從設計做起，將設計付諸於工業建築節能實踐之中，進一步提升技能技術水平，推動我國工業建築的節能技術發展。

　　【參考文獻】

　　[1]許志中.我國工業建築節能設計初探[J].工程建設與設計，20087：21.

　　[2]陸耀慶主編.實用供熱空調設計手冊上冊.北京：中國建築工業出版社，2008年.

　　[3]陸耀慶主編.實用供熱空調設計手冊下冊.北京：中國建築工業出版社，2008年.

　　[4]邵興梅.工業建築節能設計探討[J].大氮肥，20095：123-125.

　　[5]馬文彬.談北方地區公共建築節能設計[J].工程建設與設計，20067：211-213.