工业厂房建筑结构设计优化探究

2020-11-25张亮

建材发展导向 2020年9期

张亮

（中国建筑上海设计研究院有限公司辽宁分公司，辽宁沈阳 110016）

工业厂房作为建设工程的基础设施，在实际施工中，设计建筑施工与安全生产相结合，为工程营造良好的外部生产环境。厂房结构设计方面，钢结构设计的抗震性能好、重量轻、施工速度快等优势，在工业厂房实际施工中被越来越广泛地应用，但随着市场规模的扩大和消费者要求的不断提高，钢结构在有些方面还存在一定的欠缺，这就需要新的工艺和理念融入工业厂房钢结构设计中。

1 工业厂房建筑结构设计优化基本原则

厂房的结构设计对于工作生产来说至关重要，厂房建筑设计优化直接关系工业生产的效率，以及工业生产的安全性和可靠性。工业厂房建筑设计优化主要包含两种技术，一方面是从概念上对厂房建筑结构进行设计，确保厂房结构设计的科学性和可靠性，另外一方面是自觉性的厂房结构设计优化和调整。概念设计优化实质上就是对现有的设计进行调整和完善，也就是要以现在的厂房结构设计为基础，然根据自身的设计经验和相关的建筑设计理论，对厂房结构设计的标准进行重新判断，这样就能优化工业厂房建筑结构设计，不但能够确保厂房的安全性和合理性，还能够让工业生产的各个环节高效运行，提高工业生产效率，从而提高工业生产的经济效益。

2 工业厂房结构设计应注意的问题

2.1 结构计算问题

确保结构计算的精确性是实现厂房结构设计的重要保障。在实际设计过程中，设计人员在对结构进行计算时，可通过电脑软件进行数据的采集和计算，在一定程度上提高了数据计算的精确度，减少了误差，使工作效率增强。另外需对结构设计方案进行可行性分析，通过反复分析比较，确定出即经济合理的设计方案，同时要对计算结果进行验证检验，及时发现并解决设计中存在的问题，并对可能影响结构设计的各种潜在问题提出合理化解决措施。

2.2 协调好生产工艺与结构布置的关系

工业厂房的设计要满足工业生产活动的各项需求，确保生产工艺与厂房结构布置协调统一，只有这样，才能将厂房的功能发挥到最大。在进行厂房结构设计前，要充分了解工艺生产的各项要求，同样工艺设计也要结合结构设计的标准和要求，两者在设计时要进行充分的沟通和交流，确保设计过程的顺利进行。

3 工业厂房建筑结构设计优化措施

3.1 确保计算的准确性

计算过程直接关系到整个工业厂房建筑的稳定性和安全性，必须要慎重对待，确保其计算的准确性，因此，计算准确性的保障也就成为了结构设计优化的一种重要手段。

3.2 对施工材料进行优化

在开展施工材料的优化设计时，要关注工业厂房建筑的具体情况，以此为基本，能够进行适当的动态性变换。面对钢筋混凝土结构类型选择的时候，就要进行严格选择，从基本规格和质量要求出发。

3.3 屋面设计的完善

在针对工业厂房建筑结构优化设计之中，要让屋面的承载力得到提高，设计人员从基本的高度和跨度出发，能够从厂房的需求进行合理的布置。其中，关注支撑力的时候，还应该提高厂房的抗震效果。在工业厂房之中，可能会涉及一些比较大规格的设备，在运行之中就会出现很大的震感。因此，在设计和选择中，要从一些纵向水平支撑结构出发。工业厂房结构优化所占据地位不可否认，在对设计方案进行有效整治之下，能够让钢构件数量得到合理控制，这是让支撑杆的动力获得源泉的根本。同时，钢结构厂房在设计上要完善排水设计方案，在屋面上是需要创建坡度的，将其控制在5%~12.5。厂房地址在降水多的情况下，就要对屋面的坡度进行合理改良。

3.4 防火、隔热设计

钢结构目前在工业厂房建筑结构中得到了广泛应用，它相对于混凝土结构具备强度高、塑性好等优势，但钢材导热性强，温度对于钢材的影响较大，100℃以上钢材抗拉强度会逐渐下降，可塑性会有所提升，达到250℃时可塑性也会降低，温度达到500℃钢材会直接断裂，因此钢材的防火、隔热能力相对于混凝土结构而言较差，使得钢结构的工业厂房安全隐患较大。在进行工业厂房建筑结构设计时，对于钢结构表面温度达到150℃的均应注重防火性能、隔热性能，以确保工业厂房的安全可靠。对于防火设计的优化首先应结合施工工艺图、生产类型、工业厂房对防火隔热的需求确定防火等级，设计时严格遵循国家防火规范，材料的选择也应符合质量与防火等级要求，并在钢材上涂抹防火涂料。防火设计时还应对工业厂房的平面布局设计进行优化，科学布置防火隔热设施、安全疏散通道及消防楼梯等。

3.5 抗震设计优化

工业厂房的抗震设计中，首先要优化基础的选择，尽量避免在地质构造复杂，地震活动比较频繁的区域建厂。设计平面布局及建筑结构里面时应尽量采用对称布局，并简化结构形式，选择矩形等比较稳定的结构类型。在设置钢架以及柱间支撑结构时也应按照对称布局的方法来进行设计，以增强工业厂房整体建筑结构的稳定性以及荷载能力，从而优化抗震设计方案，提高工业厂房建筑结构的抗震性能。