工業(yè)廠房建筑結構設計優(yōu)化的探究

劉益明

（中建八局南方建設有限公司，廣西 南寧 530000）

在工業(yè)廠房的建筑結構設計中，要根據(jù)工業(yè)生產的實際需要來合理設計建筑結構布局，為工業(yè)生產活動創(chuàng)造良好的環(huán)境。工業(yè)廠房的建筑結構設計不僅涉及多領域學科的理論知識，而且設計內容和環(huán)節(jié)的復雜程度也較高，因此設計人員要不斷總結經(jīng)驗，積極運用先進的設計理念，對傳統(tǒng)的工業(yè)廠房結構設計方法加以創(chuàng)新，嚴格遵守工業(yè)廠房的基本設計原則，提高建筑材料選擇以及結構布局的合理性，同時要在建筑結構的抗震設計以及防火設計等諸多方面進行優(yōu)化，為工業(yè)廠房建筑結構的安全性和穩(wěn)固性提供可靠的保障，從而全面提高工業(yè)廠房的結構設計水平，為工業(yè)生產經(jīng)營活動的正常開展奠定有利的環(huán)境基礎。

1 設計工業(yè)廠房建筑結構的基本原則

1.1 準確計算結構參數(shù)

在設計工業(yè)廠房建筑結構時，首先要準確計算各項結構參數(shù)，這是保障建筑結構設計質量的重要基礎。因此，設計人員在進行設計計算時，應充分利用先進的計算機軟件系統(tǒng)來采集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行計算處理，這樣可以有效提高計算的準確性以及數(shù)據(jù)處理的效率，減少人為因素造成的計算誤差[1]。同時，設計人員還應該充分分析建筑結構設計的可行性，對不同的設計方案進行全方位的對比分析，從而選擇出可行性比較高且經(jīng)濟性比較好的建筑結構設計。然后設計人員還要通過復檢來驗證計算結構的準確性，對于設計方案中所存在的不合理之處以及一些潛在問題進行改進。

1.2 根據(jù)工業(yè)生產工藝特點確定建筑結構布局

在設計工業(yè)廠房建筑結構時，應以工業(yè)生產對廠房結構的實際需要為設計的出發(fā)點，工廠廠房的建筑結構布局要能夠適應生產工藝特點，從而充分利用廠房空間，實現(xiàn)其各項使用功能，為工業(yè)生產經(jīng)營活動創(chuàng)造良好的空間環(huán)境。因此設計人員必須對工業(yè)生產的主要工藝以及技術特點有全面的了解，并嚴格遵守建筑結構的設計規(guī)范，加強與各專業(yè)領域的溝通協(xié)調，避免建筑結構的布局設計對正常的生產工藝的影響，造成建筑結構設計不合理。

2 優(yōu)化工廠廠房結構設計方案

2.1 工業(yè)廠房建筑結構防火設計優(yōu)化

防火設計是工業(yè)廠房結構設計中的重點環(huán)節(jié)之一，對建筑結構的防火設計進行優(yōu)化是減小火災發(fā)生概率的一項有效措施。設計人員在進行建筑結構設計時應優(yōu)化其結構的耐火性，并提高消防警報、排煙以及人員疏散等方面設計方案的合理性。目前大部分工業(yè)廠房采用的是鋼結構，其在耐火能力方面與混凝土結構相比存在一定的差距，因此設計人員應采取在鋼結構表面刷涂防火涂料等方式來增強鋼結構的防火性能，以防止鋼結構在高溫影響下出現(xiàn)結構變形等問題[2]。同時設計人員還應對工業(yè)廠房的平面布局加以優(yōu)化，通過合理分區(qū)來設置消防通道、隔離區(qū)以及疏散通道等，從而達到優(yōu)化工業(yè)廠房建筑結構防火設計的目的。

2.2 工業(yè)廠房建筑結構抗震設計優(yōu)化

地震是威脅工業(yè)廠房建筑結構安全的重要因素，因此在建筑結構設計中必須高度的重視抗震設計環(huán)節(jié)，優(yōu)化工業(yè)廠房的抗震設計方案。在工業(yè)廠房的抗震設計中，設計人員首先要優(yōu)化基址的選擇，盡量避免在地質構造復雜，地震活動比較頻繁的區(qū)域建廠。同時在設計建筑結構的平面布局設計中要協(xié)調好整體結構的穩(wěn)定性以及結構局部的穩(wěn)定性之間的關系，加強整體性設計。設計平面布局以及建筑結構里面時應盡量采用對稱布局，并簡化結構形式，選擇矩形等比較穩(wěn)定的結構類型。在設置鋼架以及柱間支撐結構時也應按照對稱布局的方法來進行設計，以增強工業(yè)廠房整體建筑結構的穩(wěn)定性以及荷載能力，從而優(yōu)化抗震設計方案，提高工業(yè)廠房建筑結構的抗震性能。

2.3 工業(yè)廠房建筑結構材料選擇優(yōu)化

優(yōu)化工業(yè)廠房的結構設計時，提高建筑材料選擇的合理性是重要的優(yōu)化方向之一。建筑材料在質量性能上的差異會直接影響工業(yè)廠房建筑結構的設計的效果。因此設計人員在設計方案中選擇建筑材料時應嚴格遵守工業(yè)廠房結構設計的相關規(guī)范，并根據(jù)工業(yè)廠房的設計功能以及實際需要來合理選擇建筑材料。同時在保證建筑材料的質量性能符合設計規(guī)定的基礎上，設計人員還應充分考慮建筑材料的實用性以及經(jīng)濟性，對設計方案進行全面的對比分析，從而優(yōu)化建筑材料選擇的性價比[3]。以工業(yè)廠房建筑中的鋼材選擇為例，設計人員應充分考慮國內工業(yè)廠房在防火性能方面的要求，因此應選擇具有較高耐火能力的鋼材型號。而在選擇鋼筋混凝土等常用的建筑材料時，也根據(jù)工程的實際強度等級需要等因素來進行優(yōu)化選擇，從而達到優(yōu)化設計方案的目的。

2.4 工業(yè)廠房建筑結構支撐設計優(yōu)化

在設計工業(yè)廠房的支撐系統(tǒng)時，設計人員應充分了解工業(yè)生產活動的實際情況，例如機械設備在正常運行狀態(tài)下所產生的振動，工業(yè)生產中所使用的大型設備的跨度、高度以及噸位等因素，從而合理設計支撐系統(tǒng)的結構形式。在支撐系統(tǒng)的結構設計中，主要優(yōu)化的對象是在廠房的垂直方向上具有支撐作用的結構系統(tǒng)，屋蓋的檁條結構可以忽略。

2.5 工業(yè)廠房建筑結構屋面設計優(yōu)化

設計工業(yè)廠房建筑的屋面結構時，設計人員應重點對屋面結構的排水以及防水性能進行優(yōu)化設計，合理選擇屋面的天溝形式以及坡度設置，并根據(jù)設計規(guī)范以及工業(yè)廠房的具體要求來選擇相應的施工材料以及技術工藝。由于不同地區(qū)在降雨量上存在較大的差異，因此在設計屋面坡度時應充分考慮廠房所在區(qū)域的實際降雨量因素，對設計方案進行對比優(yōu)化，提高屋面結構設計的合理性[4]。

2.6 工業(yè)廠房建筑結構其他方面的設計優(yōu)化

目前在工業(yè)廠房結構的設計中廣泛采用的是鋼結構，而鋼結構如果長期暴露在潮濕環(huán)境或者空氣中都會發(fā)生不同程度的銹蝕現(xiàn)象，會對工業(yè)廠房建筑結構的安全性和穩(wěn)定性造成不利的影響。設計人員應在設計建筑結構時充分考慮這一因素，并對鋼結構采取相應的防銹處理方法。設計人員應準確掌握鋼結構產生銹蝕現(xiàn)象的主要成因機理，以及相關的溫濕度、侵蝕介質以及環(huán)境因素等，并了解其影響程度，從而在設計方案中通過優(yōu)化結構布局設計，合理選擇建筑材料等方式來解決鋼結構的銹蝕問題，從而保證工業(yè)廠房建筑結構的質量安全，并為工業(yè)廠房能夠充分發(fā)揮其應有的功能奠定良好的基礎。

3 結語

在工業(yè)廠房的結構設計中，設計人員應根據(jù)工廠的實際生產工藝特點以及對廠房的具體要求來優(yōu)化建筑結構的布局設計，充分利用建筑空間為工廠的生產經(jīng)營活動創(chuàng)造良好的環(huán)境。在對建筑結構設計進行優(yōu)化時，還要對工業(yè)廠房建筑結構的抗震性能、結構的安全性和穩(wěn)固性、防火能力、強度以及使用壽命等多種因素進行綜合的分析，積極運用先進的設計理念和設計方法，不斷總結設計實踐經(jīng)驗，對設計方案進行優(yōu)化改進，并加強技術創(chuàng)新，從而全面提高工業(yè)廠房建筑結構的設計水平，使結構設計更加適應建筑行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的要求。