工业建筑结构设计中的可靠性与稳定性问题对策研究

工业建筑结构设计中的可靠性与稳定性问题对策研究

张晓云

天津华冶工程设计有限公司 天津 300270

摘要：本文针对工业建筑结构设计中存在的可靠性与稳定性问题，提出了一系列的对策与方法，通过材料选择与工艺优化、先进的设计与分析方法以及风险评估与预防措施等方面进行探讨与分析；提出结构优化与加固设计、稳定性分析与仿真模拟技术以及设计标准的完善与更新等对策；综合考虑可靠性与稳定性的工业建筑结构设计方法，强调了多因素综合考虑、全过程管理以及建立完善的指标体系等重要性。

关键词：工业建筑结构设计；可靠性；稳定性

引言:

工业建筑结构设计是工程领域中的重要组成部分，其可靠性与稳定性直接关系到工程的安全性和持续性，在实际工程实践中，工业建筑结构设计往往存在着各种可靠性与稳定性问题，如材料选择、设计方法、外部环境影响等方面的挑战。一、工业建筑结构设计中的可靠性与稳定性重要性

（一）在现代工程中的重要性

工业建筑的结构设计具有高度的复杂性和多样性，因其通常需要承载大跨度、重载荷、复杂环境等多种工程要求，这与传统住宅或商业建筑的设计有所不同；工业建筑的结构设计必须兼顾工程的经济性、安全性、可靠性以及环境友好性等多个方面的要求，这增加了设计者的挑战和责任[1]。此外随着现代工程技术的不断发展和应用，工业建筑的结构设计日益成为工程项目中的核心环节，直接影响到工程的质量、成本和效益。因此，加强工业建筑结构设计的研究和实践，提高其技术水平和设计质量，对于推动工程领域的进步和发展具有重要意义。

（二）在工业建筑结构设计中的地位和作用

可靠性指的是结构在规定使用条件下，能够满足设计要求并保持其功能完整性的能力，在工业建筑中，可靠性直接关系到结构的安全性和持久性，对于确保工程运行的可靠性和持续性具有重要意义。其次稳定性则是指结构在外力作用下能够保持平衡状态的能力，包括抗震、抗风、抗变形等方面。工业建筑结构设计中的稳定性问题直接关系到结构的安全性和稳定性，影响着结构的使用寿命和性能表现。因此在工业建筑结构设计中，必须充分考虑可靠性和稳定性的要求，采取科学合理的设计方案和措施，确保结构在各种外界条件下能够保持安全、稳定、可靠的状态。

二、工业建筑结构设计中存在问题

（一）可靠性问题分析

   材料选择与工艺问题是影响工业建筑结构可靠性的重要因素之一，由于工业建筑通常需要承受复杂多变的工作环境和巨大的荷载，材料的选择和加工工艺直接影响着结构的强度、耐久性和可靠性，而目前仍存在着材料性能不稳定、加工工艺不精细等问题，导致工业建筑结构在长期使用过程中出现裂纹、变形等安全隐患。其次传统的结构设计方法往往无法充分考虑到工程实际运行中的复杂情况，导致设计参数不准确、安全系数过低等问题，影响了工业建筑结构的整体可靠性；外部环境影响与不确定性因素，诸如气候变化、自然灾害等外部因素的突发性和不确定性给工业建筑结构的稳定性和可靠性带来了严峻考验，加大了结构设计和施工的难度。

（二）稳定性问题探讨

结构失稳与结构安全性问题是工业建筑稳定性面临的主要挑战之一，工业建筑常常需要承受巨大的重量和外部力量，若结构失稳会导致严重的安全隐患，可能导致建筑物倒塌或部分损坏，对人员和财产造成严重威胁[2]。其次传统的设计标准难以满足复杂工程环境下结构稳定性的需求，且稳定性分析方法的不足导致设计者在面对各种复杂工程情况时难以做出准确的判断和分析。工业建筑常常需要承受各种不同形式的变形，例如温度变化、荷载变化等，这些变形可能会影响结构的稳定性，导致结构失稳或损坏。

（三）工业建筑结构设计问题的实例分析

   工业建筑结构设计中的可靠性与稳定性问题的实例与案例分析提供了深入了解这些问题本质和解决方法的重要途径，某工业厂房在地震中受到了严重损坏，这一案例反映了工业建筑结构设计中稳定性问题的严重性以及对工程安全性的直接影响。另外工业厂房在强风天气中出现部分结构变形和破坏的案例也是比较常见的，这些情况往往是由于设计阶段未充分考虑到风荷载的影响、结构材料选择不当或者施工质量不达标等因素所致，具体案例如图所示。

图1.案例分析

三、工业建筑结构设计中的可靠性与稳定性问题优化对策

（一）提高工业建筑结构设计的可靠性对策

通过选用高强度、耐久性好的材料，并结合先进的加工工艺，可以提高结构的整体强度和稳定性，从而增强工业建筑的可靠性；其次引入先进的结构设计与分析方法，借助计算机辅助设计软件和仿真分析技术，能够更准确地评估结构的受力状态和变形情况，为设计提供科学依据，有效提高工业建筑结构的可靠性。此外在设计阶段充分考虑到外部环境因素和不确定性因素的影响，制定相应的应对措施和应急预案，可以有效降低工业建筑结构的风险，提高其可靠性。

（二）提升工业建筑结构设计的稳定性对策

   应加强结构优化与加固设计，采用合适的结构形式、增加支撑、加强连接件等方式，提高工业建筑结构的整体稳定性和抗力，有效应对外部力量的影响，减少结构失稳的风险。其次需要借助稳定性分析与仿真模拟技术，对结构的稳定性进行全面、系统的分析和模拟，有效识别潜在的稳定性问题，为设计提供科学依据，进而采取针对性的改进措施，提升工业建筑结构的稳定性水平。此外加强设计标准的完善与更新，不断修订和完善相关的设计标准和规范，充分考虑工程实际运行中的各种复杂情况和新技术的应用，可以更好地引导工业建筑结构设计的稳定性，提高其整体安全水平。

（三）综合考虑工业建筑结构设计方法

   在工业建筑结构设计过程中，需要综合考虑材料特性、结构形式、外部环境影响等多个因素，进行科学合理的权衡和折中，以达到可靠性和稳定性的统一目标；必须加强结构设计与施工全过程管理。通过对工程设计、施工、监理等各个环节的全程管理和控制，确保设计方案的科学性和施工质量的可控性，有效提高工程结构的可靠性和稳定性。建立完善的可靠性与稳定性指标体系，对工程结构的可靠性和稳定性进行全面、系统的评估与优化，通过科学合理的指标体系，可以量化评估工程结构的可靠性和稳定性水平，为工程设计和施工提供科学依据。综合考虑可靠性与稳定性的工业建筑结构设计方法如表所示。

表1.综合可靠性与稳定性工业建筑结构设计方法

总结:

通过对工业建筑结构设计中可靠性与稳定性问题的分析与探讨，本文提出了一系列的对策与方法。这些对策包括材料选择与工艺优化、先进的设计与分析方法、风险评估与预防措施、结构优化与加固设计、稳定性分析与仿真模拟技术、设计标准的完善与更新等方面。

参考文献:

[1] 熊志军.建筑结构可靠性设计的影响因素与对策研究[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术, 2022(8):3.

[2] 黄志怀著.不良地质隧洞围岩稳定性及支护结构可靠性研究 建筑工程[M].中国建筑工业出版社,2023.