工业厂房建筑结构设计优化的探究

工业厂房建筑结构设计优化的探究

杨静东

唐山三友硅业有限责任公司 河北 唐山 063305

摘要：在整个建筑行业体系中，工业建筑占据着重要地位。一方面，工业建筑具有建筑设计的共性特征，另一方面，工业建筑对设计工作有特殊要求。工业建筑的主体价值在于服务工业生产。为此，工业建筑设计应注重功能性、科技性与经济性，以满足备品库存、物料运输、加工生产与成品转运等多元化需求。基于此，以下对工业厂房建筑结构设计优化措施进行了探讨，以供参考。

关键词：工业厂房；建筑结构；设计优化；探究

引言

目前，我国工业企业得到了现代化发展，实现了生产技术和生产工艺方面的革新，对工业建筑的需求也更加全面，传统的工业建筑已经无法满足目前多元化的工业生产需求。因此，必须全面转变工业建筑结构设计方案，实现多功能的建筑结构设计，从而满足现代化工业的生产需要，促进工业水平的提高。在工业领域中，工业建筑扮演着重要的角色，它不仅是工业生产的一个空间结构，同时还是实现多功能工业生产的重要环节。

1 钢结构工业厂房建筑结构设计概述

钢结构工业厂房结构设计包括有概念设计和直觉优化设计两个方面，其中，概念设计是以现有的结构设计布局为着眼点，充分考虑钢结构工业厂房的合理性、环境条件、节约投资、资源及材料供应、制作安装便利性等因素，进行合理优化的结构设计。直觉优化设计主要是基于不同的建筑结构设计需求，拟定合理、多样化的设计方案，并借助于结构计算软件进行判断和分析，确定最佳的结构设计方案。在钢结构工业厂房建筑结构设计的过程中，必须严格依循工艺要求进行前期设计，充分准确地把握和分析工作空间使用状况，并考虑机械设备运行对厂房结构的影响，重点加强钢结构工业厂房的抗震化设计和防腐防火设计，并注重结构设计的合理性和经济性，实现各类生产资源的优化配置和利用。

2 化工建筑的不规则特征

化工建筑结构设计必须要把握组织空间的原则。组织空间主要是指在结构设计图完成以后，从整体入手改善化工建筑结构的不规则特质，化工建筑更加协调规整。由于化工生产的工序较为复杂，且设备的荷载量大，较易出现明显的不规则形态，化工建筑的不规则特征在一定程度上也会影响房屋建筑的使用年限和质量。除此之外，化工房屋建筑也必须考虑空间生产的因素，空间生产主要是指设计能够最大化的满足设备要求，通过设计提高空间比率，从而保证化工工艺生产的效率。有效改善化工建筑的不规则形态，主要从跨度方向入手，通过提升框架结构中柱的高度将化工建筑的双跨结构转变为单跨结构。化工建筑结构设计在实际操作中也应当考虑实际因素，避免照搬照抄引起不良后果。

3 工业建筑各环节的设计要点分析

3.1基础的设计要点

地基作为建筑结构的基础，对建筑活动起到了重要的作用。其对工业建筑而言，具有一定的特殊性，由于工业建筑基础的投资通常比较大，需要用的厂房占地面积也比较广，并且通常工业建筑的建设区域都属于郊区，周围的环境和地质情况都比较复杂，因此在开展工业建筑的基础设计时，应该依据实际情况，运用多种地基的设计形式。例如，负荷较大的区域可以采用桩基或弹性地基等，由于工业建筑的输送皮带支架通常采用底部铰接的方式，而传给基础的只有剪力与轴力。因此，在基础的设计中，通常利用柱下独基设计，采用独立基础的设计，这就必须根据实际需求合理的选择混凝土标号，同时也应该充分考虑混凝土的耐久性，在独立基础的交接部分采用钢筋进行设定，确保宽度的合理性。在砌体结构设计中，应该结合实际需求适当增加基础的宽度。

3.2 结构防腐设计

在现代工业建筑厂房中，钢结构及钢构件使用较多，需要做好结构防腐设计，避免在建筑使用过程中因腐蚀问题引发结构危险。特别是一些化工厂房，由于生产原料及废水、废气中存在许多腐蚀性物质，容易加速建筑结构腐蚀破坏，更需要提前采取结构防腐措施。在具体设计过程中，首先要采用防腐蚀性强的建材，包括玻璃钢材料、新型塑料、聚合材料等，在满足结构强度的同时，改善工业建筑结构抗腐蚀能力。其次，在使用金属材料时，需要在其表面涂刷致密的防腐蚀涂料，做好构件防腐处理，提高其环境抵抗能力。最后，还要配合做好工业厂房中的通风设施、排水设施设计，加快腐蚀性物质的处理和排放，降低环境影响因素，避免建筑结构及构件产生提前老化问题。在此情况下，有利于延长建筑使用寿命。

3.3 柱形件设计

在工业建筑结构设计中，轴向受力构件十分普遍。在实践设计中，要遵照经济性原则，选择合理的柱截面构件。角钢、槽钢、工字钢与钢管等是最为合适的材料。同时，组合截面也是较为合理的选择。组合截面柱由钢板与型钢两部分构成。按照构造形式差异，可划分为缀条式和缀板式两类。为提高组合截面柱性价比，需在施工工艺允许的情况下，增加纵向系杆，将厂房柱的平面长度控制在合理范围内。单拉杆是较为常见支撑杆件结构设计形式，要根据杆件长度与受力参数进行选择。

4 工业厂房建筑结构优化设计

4.1 严格遵照设计标准规范

当下，我国对建筑工程质量的标准要求逐渐提高。为此，建筑企业要立足于长远发展角度，避免盲目注重短期经济效益，忽略工程质量安全。严格遵照法律法规与规章条例开展工程建设。此外，设计人员要全面了解建筑结构设计章程，全方位把控各个设计细节，优化结构设计，以此加强整体设计效果，提高工程质量安全等级。

4.2 注重钢结构工业厂房的抗震设计

钢结构工业厂房建筑的结构设计还要充分考虑抗震设计的硬性要求，考虑到工厂人员密集度较大难以在紧急避难状态下疏散的问题，必须在厂房结构设计初期分析当地的地震发生频率、厂房建筑抗震性能，全面分析钢结构工业厂房的钢结构性能，确保整体均衡性的设计和施工。在钢结构工业厂房设计的过程中，要计算和分析地震作用下产生的柱底剪力和柱底弯矩值。同时，在钢结构工业厂房的抗震设计和施工中，要严格管控钢结构的塑性，使之能够较好地应对地震灾害对建筑工程建设的损害和影响，增强工业厂房建筑结构的实用性能。

4.3 完善设计图纸与施工图纸

图纸的主要作用就是为施工作业提供参考依据，并如实反馈整体建筑结构。一旦建筑图纸不完整或不合理，会在很大程度上影响整体建筑结构设计效果。为此，建筑结构设计人员务必严格审查设计图纸，确保图纸内容满足标准要求，杜绝为图便利粗略标注或不标注等问题。同时，着重注意建筑结构的细微点位或复杂点位，尽可能的加强标注的详尽性，以便整体结构一目了然。对于较为简单的点位，也不可以不标注。设计人员应端正工作态度，严格审核设计图纸，客观分析图纸中的缺陷，且进行必要的修改，避免造成不必要的损失。再者，还要进一步完善设计图纸规范，注重图纸设计的科学合理性。

结束语

总之，钢结构工业厂房优化设计和施工要基于实际应用需求，进行工业厂房建筑结构的布局设计、抗震设计和防腐防火设计，并把握工业厂房建筑施工技术要点，较好地提升钢结构工业厂房建筑的稳定可靠性。

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