工業廠房建筑結構設計優化的探究

陳玲玲

摘 要：隨著我國綜合實力的不斷提升，人們的生活質量和生活水平都有了較大的改善，在這種客觀現實條件下，社會各界越來越關注建筑工程領域的發展。作為我國國民經濟中的重要組成部分，建設工程必須要將成本的節約與經濟效益的提升相結合，真正做到保障建筑工程的施工質量水平。但是結合相關的實踐調查可以看出，許多工業廠房在建筑實踐的過程之中為了節約成本出現了偷工減料等現象，這一點導致實際的建筑質量不符合前期施工的要求。對此，本文立足于我國工業廠房結構設計優化的實質條件，對相關方面進行進一步的分析和研究。

關鍵詞：工業廠房；建筑結構；設計優化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.083

1 引言

工業建筑主要以工業生產為切入點和核心，通過廠房建筑的進一步完善來更好的實現各類生產環節的高效落實。在我國現有國民經濟之中，工業扮演著重要的角色，相關的操作工作人員必須以將工業基礎設施的完善與企業工廠的安全生產相結合，真正的營造良好的外部生產環境。工業廠房設計所涉及的專業較多，相關環節內容也比較復雜，結構設計是最為重要且關鍵的，該環節的有效落實直接影響著廠房建設的施工質量和最終的投資效益。不同設計風格的工業建筑所發揮的作用有所區別，設計工作者必須要結合自身已有的工作經驗，站在不同的角度進行深入的分析，不斷地加強不同設計環節之間的互動。

2 結構設計優化的基本方法

結構優化會直接影響工業廠房建筑設計的質量水平，從目前來看，建筑工程的結構設計優化技術主要有兩種，具體為概念設計處理和直覺優化。其中，概念設計處理必須要以現有的結構設計布局為切入點，結合個人的工作經驗及常規的設計模式按照相關規范、標準進行進一步的判斷，真正的實現概念設計處理工作的優化升級。在滿足建筑及工藝需求前提下，應綜合考慮結構合理性、環境條件、節約投資和資源、材料供應、制作安裝便利性等因素。直覺優化主要立足于不同的建筑工程設計結構要求，會做出幾種形式多樣的設計方案，根據已有的知識經驗進行準確的判斷選擇最合適的設計方案，在明確結構布置的過程中必須要對細節部分多加思考，利用相關的結構計算軟件來實現自動化的操作。

3 鋼結構廠房的結構設計優化技術應用

在對工業廠房建筑結構設計優化的相關內容進一步的分析研究時，本文以鋼結構廠房為切入點，了解與廠房結構設計相關的要求以及具體的優化技術。

3.1 廠房鋼結構設計優化的基本原則

首先，在前期設計的過程之中，必須要嚴格按照工藝專業要求和工作空間的使用情況進行準確的分析。其次在生產之中，機械設備的運行會對結構產生一定的影響，為了從整體上促進廠房安全度的提升，在廠房結構設計優化升級的過程中，需要對重點的結構進行抗震化的設計和分析。有一部分廠房在生產過程中會產生一定的熱量，對于鋼結構本身來說，傳熱性能相對比較好，但是如果外部的溫度過高，那么實際鋼結構的強度也會受到一定的減小。對此，在加強鋼結構設計的過程中，必須要立足于鋼結構的耐熱性能進行重新的優化設計。最后，在廠房支撐體系設計時，需要積極的結合廠房的實際運作與生產要求保證設計的合理性，將前期的設計方案與經濟性原則相結合，更好的實現各類生產資源的優化配置利用。

3.2 鋼結構廠房的抗震系統設計優化

首先，結構設計人員需要在總體布局的引導之下，明確廠房結構的質量要求，真正的做到不同布局以及結構之間的合理性與均勻性。作為整個廠房橫向結構選擇的最佳材料，鋼結構發揮著關鍵的作用，如果采取這種形式進行前期結構方案設計，那么必須要了解鋼結構的受力性能，充分發揮該功能的作用。其次，通過對橫向結構變化機理的分析來積極的將各類負面影響控制在最低的水平，對于鋼結構廠房來說，在實踐運作的過程之中會受到外部不確定性因素的影響，大部分主要在于內部結構的穩定性不符合實際的操作要求，無法保障結構框架的合理性。最后，在對地震影響因素進行分析時，首先需要著重了解外部環境對廠房所產生的影響，對設計結構的連接點進一步的界定以及分析，積極的突破節點在設計過程中所存在的各類不足。需要注意的是，結構框架的選擇必須要以鋼結構工作的實質要求為依據，充分的發揮不同構件的作用，有效的提高抗震能力。

3.3 鋼結構工業廠房的耐熱性設計

一般來說，鋼結構工業廠房的防火性能相對比較差，同時實際的受熱性能在100℃以上時，如果溫度提升，那么鋼材的強度會有所下降，可塑性能會有所提升，如果溫度保持在250℃，那么實際的可塑性就會有所降低，甚至會出現斷裂的現象，如果超出了這一溫度值，那么就會產生形狀上的變化。對此，在對不同的溫度進行分析研究時，必須要積極的做好防火設計與隔熱處理，以此來更好的提高建筑的耐用性能，保障整個廠房的安全運作。

3.4 屋面支撐系統及屋面結構的設計優化

在設計屋面支承系統時，必須要嚴格按照廠房的高度跨度來進行不同環境的有效布置，合理的分析不同的結構形式，了解在不同區域中抗震設計的具體要求。一般來說，不管屋蓋結構是否能夠起到一定的支撐作用，都需要以現有的施工條件為基礎，了解當地條件的限制以及具體的安裝需求。其次，對于屋架上弦天窗架來說，在設置不同的上弦橫向支柱時需要對每一個支架之間的橫向距離進一步的界定，將縱向水平支撐與橫向水平支撐相聯系，通過合理的布局將支撐的用鋼量控制在有效的范圍，盡量避免過度的荷載不同層面的摩擦力影響。設計工作人員需要充分考慮各類影響因素，了解屋面用鋼量的具體優化要求，積極的加強對不同環節之間的聯系，在保障前期設計結構優化升級的基礎之上采取連續作業的形式，將用鋼量控制在最低的水平，只有這樣才能夠實現生產資源的優化配置利用，更好的提高工業廠房建筑結構設計的質量水平，為工業生產營造良好的外部環境。

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