《流程化工業建筑精細化結構設計技術規范》—規范介紹
1. 前言
《流程化工業建筑精細化結構設計技術規范》（以下簡稱“規范”）是由鼎筑元（濟南）工程技術有限公司創始人賈桂敬先生，根據多年的工程設計經驗和技術研究成果創建的適用于流程化工業建筑的結構設計理論體系，為鼎筑元公司專有技術，其核心內容已申報國家發明專利（專利申請號2023113288035）。
本規范基于化工、石化、輕工等行業結構設計的基本理論，在深度結合行業特點的基礎上，總結提煉的多工況設計技術，具有邏輯嚴密、思路清晰的特點。
本規范適應于化工、石化、輕工等流程化工業裝置建（構）筑物的結構設計，是指導該行業結構設計的規范性文件，是該行業結構設計最具全面性、系統行、完整性的知識體系和設計方法，是實施精細化結構設計的技術標準。
本規范在行業的結構設計方面，有許多的創新技術與方法，其核心技術及方法已應用于大量的流程化工業裝置的結構設計，并為許多工程公司和同行所認可，綜合效益顯著。
基于本規范的核心技術，鼎筑元公司開發出了用于精細化結構設計的輔助工具__《工程結構設計荷載效應組合軟件》以及為工程建設方提供技術咨詢/服務的《流程化工業建筑精細化結構設計解決方案》。
2. 精細化結構設計的基本概念
流程化工業建筑精細化結構設計技術與方法，考慮了工程的工藝工況情況和行業的特殊要求，綜合運用專業知識和實踐經驗，確保結構設計的安全性、可靠性、經濟性和適用性，“精細化”結構設計的主要理念和特征如下：
1) 結構設計的每一個技術細節全面符合國家及行業設計規范的要求。
2) 結構設計輸入數據都有充分的理論依據并符合工藝生產的實際工況。
3) 確定結構可靠度水準（安全儲備），依據充分、適度、符合裝置工藝狀況。
4) 精細化結構設計是通過一系列規則和方法的綜合應用，實現建（構）筑物結構的多工況下的精確設計，來達到經濟、安全的高質量設計目標。
3. 流程化行業實施精細化結構設計的迫切性
3.1 化工、石化、輕工等行業，結構設計標準存在的問題
1) 當前工程結構的許多行業標準，對頂層設計規范（可靠性設計統一標準、結構通用規范）的要求,執行落實不到位，標準之間的協調性不足，對工業建筑非常重要的“短暫設計狀況”的設計方法，在邏輯、認知、內容及深度上均存在不足，有些標準的單工況設計思維特征比較明顯，不同設計單位主導的規范編制，其風格迥異。
2)國標、行標的內容及深度都無法完全覆蓋行業結構設計的全部內容，并在許多環節缺少系統而詳細的設計方法，導致在項目執行時，對同一技術問題的理解、做法差異較大。
3)行業結構設計的標準化程度水平較低，有針對性、有幫助性的結構設計手冊、資料比較少。由此出現不同單位、不同個體的設計作品的結構設計質量和經濟指標的離散度較大。
3.2 化工、石化、輕工等行業，結構設計存在的主要問題
當前，化工、石化、輕工等流程化工業建筑的結構設計存在的主要問題：
1) 缺失“裝置工況”的理念，單工況設計思維的特征非常明顯。結構設計規范GB 55001、GB 50068、EN1990：2002均明確指出，結構設計應進行不同設計狀況下的極限狀態設計，要求對裝置工況進行劃分并分別進行設計和驗算。但某些國家標準和行業標準對此項規定是模糊的，沒有給出基本的設計策略和原則，許多的設計把多個工況拼湊成一個并不存在的工況進行結構分析，使得結構荷載模型與實際的裝置工況嚴重不符。
2) 缺失工況識別、工況分析的理念和方法；
3) 可變荷載標準值的取值、分項系數的取值簡單化，缺少依據；
4) 荷載類別/類型的劃分、定義簡單化：將眾多的可變荷載類型，歸結為同一種可變荷載類型。
5) 不熟練多工況下的荷載組合技術，過度依賴軟件的不符合實際情況的自動組合。
6) 設計質量缺乏有效的監管和約束，設計質量審查機構對生產工藝不了解，無法審查出工況分析及荷載組合方面的錯誤。
3.3 流程化工業建筑精細化結構設計勢在必行
3.3.1 流程化工業建筑實行精細化結構設計是時代形勢的要求
1) 工程結構通用規范全文強條的實施，對工業建筑結構設計提出了新的要求和挑戰；
2) 工業裝置日趨大型化和復雜化，對于結構設計提出了更高的經濟性、安全性要求；
3) 工程建設方對工程項目設計的要求也在向精細化演變。
3.3.2 精細化結構設計代表了結構設計方法迭代演變的方向，同時也將是工程設計服務的趨勢和必然選擇，粗放式/簡化式設計方法已經逐漸不能適應市場需求。
3.3.3 精細化結構設計是工業建筑結構設計較高的境界，是結構專業體現職業操守和工匠精神的努力目標。實踐證明，精細化結構設計在結構的經濟和安全方面凸顯極大的工程價值。
3.3.4 流程化工業建筑的結構設計，采用經過實踐驗證、先進的、標準化的技術與方法，是解決當前行業結構設計不規范的首要措施，也是非常必要和緊迫的。鼎筑元公司研制的流程化工業建筑的精細化設計技術__《流程化工業建筑精細化結構設計技術規范》正恰逢其時，將推動行業結構設計技術的進步。
4. 《流程化工業建筑精細化結構設計技術規范》簡介
4.1 本規范是鼎筑元公司，根據多年積累的行業結構設計經驗總結歸納的一項研究成果，是一種適用于化工、石化、輕工等流程化行業結構設計的技術與方法，也可以稱之為“流程化工業建筑結構設計基礎”。
4.2 工業建筑的結構設計區分為流程化工業建筑結構設計與離散型工業建筑結構設計，本規范適用于流程化多層工業建筑多裝置工況下的精細化結構設計，離散型行業工業建筑在結構設計的某些環節可參考本規范。
4.3 本規范針，以方法可靠、經濟合理、技術先進為原則，為實施流程化工業建筑精細化結構設計，提供了系統性的技術與方法，旨在規范流程化工業建筑結構設計的設計流程和設計方法，提升流程化工業建筑結構設計的技術水平和標準化程度，實現流程化工業建筑的精細化結構設計。
4.4 本規范打破了常規規范條文的思維方式的約束，是邏輯清晰、嚴謹并易于理解的全新思維的設計方法。它是一套行業結構設計空間協調的知識體系，具有準確性、完整性、系統性的特征。
4.5 本規范彌補了行業結構設計在設計技術、流程及方法上存在的不足和盲點，是對建筑工程國家標準及行業結構設計標準的補充或局部完善。
4.6 本規范是從設計原則、工況分析、荷載組合、極限狀態設計內容及方法、抗震設計、耐久性設計、結構防腐蝕設計的角度，給出了結構的精細化設計方法，未涉及結構材料、結構體系、結構布置等方面的具體策略和方法。
4.7 本規范針對裝置的多種工況，詳細給出了設計原則和方法，包括安裝檢修工況、水壓試驗工況、正常操作工況、地震設計狀況、偶然設計狀況，這些原則和方法為工況分析、建立結構荷載模型提供技術依據。本規范的裝置工況識別方法、裝置工況分析方法、多工況荷載效應組合技術、地震組合技術，為行業結構設計的獨創技術，該技術將精細化設計從概念和理念上升為實用技術，是值得推行的嚴謹的工業建筑結構設計方法。
4.8 本規范采用了先進的精細化設計方法，是行業不可多得的結構專業實施精細化結構設計的規范性技術標準，為精細化結構設計提供了技術與方法。
4.9 本規范不是直接用來指導結構方案優化的規范，而是提供了一種精確而嚴謹的結構設計方法，是設計優化的前提和基礎。基于該設計方法，方可實現優秀設計方案的預期目標。
4.10 本規范側重于工業建筑結構設計技術與方法的精確控制，是GB 55001-2021《工程結構通用規范》、GB 50068-2018《建筑結構可靠性設計統一標準》核心內容在流程化工業裝置結構設計深化應用的指導手冊。
4.11 精細化結構設計以現行的房屋建筑工程通用規范、技術標準、行業標準為準則，將裝置的全生命周期劃分為不同的裝置工況，明確裝置工況與設計狀況的對應關系，給出了每種裝置工況的工況分析方法，針對結構的不同裝置工況，給出不同的設計方法。上述規定是流程化工業建筑結構設計實現精細化設計的關鍵和基礎。
4.12 本規范強調了裝置工況分析技術及荷載識別方法的重要性。本規范以概率理論、可靠度理論為基礎，根據流程化工業裝置的實際工況進行各裝置工況的荷載屬性分析及荷載工況分析，為結構分析模型提供準確合理的基礎性數據。
4.13 本規范緊密結合工藝裝置全生命周期的實際工況，詳細描述了不同裝置工況之間的荷載的疊加或互斥關系，給出了進行工業建筑結構設計荷載效應組合的技術與方法，根據工況分析的結果進行作用效應組合，為結構及構件設計提供準確詳細的荷載效應組合。
4.14 本規范的實施充分考慮了與其他相關規范、標準和法規相銜接，形成了完整的設計體系，為流程化工業建筑的精細化結構設計提供全面的技術支持和指導。
4.15 本規范的實施將有助于提升流程化工業建筑結構設計的水平和標準化程度，促進工程質量的提高，為工程建設提供更可靠的技術支持。
5. 本規范的精細化結構設計與常規的優化設計的區別
1）精細化結構設計是采用精確、合理的設計方法，來保證結構安全，降低結構造價，屬于本質上的設計優化；
2）通常意義上的優化設計是在確保安全度不低于規范要求的前提下，通過方案比選方案、優化設計參數等方式降低結構造價，但不一定是基于正確合理的設計方法進行設計優化。
3）設計方法不正確的優化設計是非常危險的做法。
6. 《流程化工業建筑精細化結構設計技術規范》對行業結構設計的貢獻
1) 提升工業建筑結構設計的技術水平和標準化程度；
2) 找到了一種正確而系統的設計理念、設計思維和邏輯嚴密的設計方法；
3) 對于提高工程建設項目的安全性和經濟性有重要意義；
4）對工程設計方的貢獻:
a) 幫助結構設計同行快速搭建或完善化工、石化、輕工等流程化工業建筑結構設計知識體系；
b) 閱讀理解了本規范，您將會以較高的視角審視結構問題，技術格局水平上臺階；
c) 理解并用好本規范，設計質量將達到較高的行業質量水準，將體現出結構設計的工匠精神；
d) 大幅提高客戶滿意度，提高市場競爭力。
7. 《流程化工業建筑精細化結構設計技術規范》目錄
1. 總則
2.術語和符號
2.1術語
2.2符號
3.精細化結構設計的基本規定
3.1流程化工業建筑與離散型工業建筑結構設計的不同點
3.2流程化工業建筑的多工況結構設計
3.3流程化工業建筑結構設計執行的荷載規范
3.4精細化結構設計依據的主要技術標準
3.5精細化結構設計基本原則
4.裝置工況的劃分
4.1 基本規定
4.2 正常操作工況
4.3 安裝、檢修工況
4.4 水壓試驗工況
4.5 偶然設計狀況
4.6 地震設計狀況
5. 設計狀況的劃分
5.1 設計狀況的基本概念
5.2 持久設計狀況
5.3 短暫設計狀況
6. 裝置工況與結構設計狀況的對應關系
6.1 基本規定
6.2 裝置工況與結構設計狀況的對應關系
7. 永久作用
7.1 永久作用的分類
7.2 永久作用標準值的取值
7.3 永久作用屬性及屬性系數
8.可變作用
8.1 可變作用類型劃分
8.2 樓面可變作用標準值
8.3 屋面可變作用標準值
8.4 非樓面可變作用標準值
9.可變作用屬性識別及分析
9.1 可變作用屬性及屬性系數分析的一般說明
9.2 工業建筑結構的可靠度
9.3 工業建筑可變作用分項系數的取值
9.4 工業建筑作用的組合值系數的取值
9.5 工業建筑作用的頻遇值系數的取值
9.6 工業建筑作用的準永久值系數的取值
9.7 工業建筑常見可變作用屬性系數
10. 作用效應組合
10.1 作用效應組合技術在精細化結構設計當中的重要性
10.2 作用效應組合的基本規則
10.3 作用效應組合依據的規范和標準
10.4 作用效應基本組合
10.5 標準組合
10.6 頻遇組合
10.7 準永久組合
10.8 地震作用效應基本組合
10.9 地震作用效應標準組合
11. 結構設計方法
11.1容許應力設計法
11.2綜合安全系數設計法(K)
11.3普通極限狀態設計法
11.4概率極限狀態設計法
12. 結構設計內容
12.1結構設計的設計狀況
12.2結構設計項目的大類劃分
12.3承載能力極限狀態設計
12.4正常使用極限狀態設計
13工業建筑抗震設計
13.1抗震基本規定
13.2地震作用水準
13.3抗震設防標準烈度
13.4場地及地基的抗震設計
13.5結構整體控制指標
13.6結構規則性判斷
13.7考慮扭轉耦聯的結構地震作用計算及組合
13.8地震作用下結構變形控制
14. 結構耐久性設計
14.1基本規定
14.2環境等級的確定
14.3混凝土結構耐久性設計內容
14.4提高混凝土結構耐久性措施
15. 結構防腐設計
15.1工程結構防腐蝕設計知識體系
15.2工程結構防腐蝕的基本規定
15.3基礎構件的防腐設計
16. 工業建筑結構設計主數據（概念）