對(duì)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析

張進(jìn)寶

摘 要：本文簡(jiǎn)述了工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，對(duì)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要注意的問(wèn)題進(jìn)行了分析，重點(diǎn)探討了工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；要點(diǎn)

1 前言

由于工業(yè)廠房的建設(shè)與民用住宅的建設(shè)是不同的，因而其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也存在不同，在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須要掌握其設(shè)計(jì)要點(diǎn)，從而保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

2 工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

2.1 工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)以簡(jiǎn)約化為主

工業(yè)廠房建設(shè)完成并投入使用后，首先是要用于放置各類(lèi)加工設(shè)備，大量大型的機(jī)械設(shè)備需要有充足的空間來(lái)容納，因而廠房不僅占地面積要廣闊，內(nèi)部的設(shè)計(jì)也要盡量朝著簡(jiǎn)約化方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)層次設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可以給工廠工作人員的工作帶來(lái)便利。

2.2 廠房的隔音效果和安全性要好

一般的工業(yè)廠房中都會(huì)使用大機(jī)器進(jìn)行生產(chǎn)，這些大機(jī)器在工作時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生噪音，如果廠房的隔音效果不好就會(huì)給周邊住戶(hù)帶來(lái)噪音上的污染，同時(shí)眾多機(jī)器設(shè)備共同運(yùn)作帶來(lái)的震動(dòng)是對(duì)廠房結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的一種考驗(yàn)，因而在設(shè)計(jì)廠房結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)當(dāng)將廠房的隔音效果和安全性考慮在內(nèi)。

3 工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要注意的問(wèn)題

3.1 生產(chǎn)工藝與結(jié)構(gòu)布置需要協(xié)調(diào)

工業(yè)廠房設(shè)計(jì)當(dāng)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性是一項(xiàng)重要指標(biāo)，二者之間應(yīng)該互相溝通，盡量的為對(duì)方提供方便。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，應(yīng)該充分的了解到在廠房中的工藝生產(chǎn)需求，滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)。在工藝.設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該對(duì)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有充分的了解，在什么地方可以布設(shè)什么設(shè)備，什么地方可以承受一定的荷載等，都需要有清晰的了解。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往會(huì)因?yàn)槎叩臏贤ú粫?，出現(xiàn)了不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象，這樣在廠房應(yīng)用的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)矛盾，不能有效的利用。如果二者可以有效的溝通了解，不僅在設(shè)計(jì)上會(huì)順暢，同時(shí)還為施工減輕了負(fù)擔(dān)。具體而言：工業(yè)廠房設(shè)計(jì)主要是為服務(wù)工業(yè)生產(chǎn)而存在，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，就需要與廠房的用途以及生產(chǎn)工藝等要求相互的結(jié)合起來(lái)，這樣才可以發(fā)揮出生產(chǎn)工藝的能力。由于設(shè)計(jì)人員對(duì)于具體的生產(chǎn)工藝內(nèi)容不熟悉，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，很容易忽視工藝的具體要求，如合理的旋轉(zhuǎn)框架梁的開(kāi)洞位置，設(shè)計(jì)中常常需要針對(duì)受力的合理性來(lái)選擇位置，但是實(shí)際的生產(chǎn)工藝的要求與之有明顯的差異。又如，在設(shè)計(jì)之中，對(duì)于沿梁方向布置的荷載設(shè)計(jì)在跨中的位置上。所以，在工藝布置圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，尤其是在特殊器械的工藝要求上，需要甲方提供工藝圖，這樣才可以滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的安全性和合理性需求。另外，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置應(yīng)該滿(mǎn)足傳力明確簡(jiǎn)潔的要求；在工業(yè)站場(chǎng)之中合理的選擇結(jié)構(gòu)形式；遵循動(dòng)荷載設(shè)備布置原則；在建筑物的泄爆方面，要求工業(yè)廠房能夠滿(mǎn)足施工快速的要求，結(jié)構(gòu)輕且滿(mǎn)足泄爆；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需符合防爆要求；正確的理解柱間支撐位置設(shè)置與工藝布置之間的關(guān)系。

3.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算問(wèn)題

目前，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算是利用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成的，其計(jì)算的效率較高，且結(jié)果準(zhǔn)確，能將設(shè)計(jì)師從繁瑣的理學(xué)計(jì)算中解救出來(lái)，從而更好的參與到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、概念設(shè)計(jì)及構(gòu)造性措施設(shè)計(jì)上去，通過(guò)多種設(shè)計(jì)方案的比較、建設(shè)成本的分析及構(gòu)件布置的優(yōu)化等，可滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和合理性要求，進(jìn)而提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率。但是在利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)的時(shí)候，還需對(duì)其結(jié)果進(jìn)行復(fù)查和驗(yàn)算，這樣才可將設(shè)計(jì)中存在的不合理之處及錯(cuò)誤消除，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，從而降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的隱患。結(jié)構(gòu)計(jì)算方面還需要注意兩點(diǎn)：動(dòng)荷載對(duì)于結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響；鋼結(jié)構(gòu)部分對(duì)于變形擾度產(chǎn)生的影響。

4 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化要點(diǎn)

4.1 確保計(jì)算的準(zhǔn)確性

針對(duì)當(dāng)前的工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，因?yàn)槠溆?jì)算所涉及到的內(nèi)容較多，并且計(jì)算過(guò)程會(huì)對(duì)工業(yè)廠房建筑的安全性和穩(wěn)定性造成直接的影響，所以需要謹(jǐn)慎對(duì)待，確定其計(jì)算的準(zhǔn)確性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，計(jì)算準(zhǔn)確性的保障就是不可或缺的一種手段。

4.2 防火設(shè)計(jì)

在工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，防火設(shè)計(jì)是重要方面。所以，應(yīng)該作為重要的優(yōu)化手段而存在，特別是針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)廠房來(lái)說(shuō)，由于其耐火的登記相比混凝土結(jié)構(gòu)建筑物，其存在明顯差異，還需要針對(duì)這一缺點(diǎn)進(jìn)行更加深入的優(yōu)化與完善。一般來(lái)說(shuō)，防火設(shè)計(jì)的優(yōu)化，需要通過(guò)合理的防火涂料在鋼結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行噴涂，并且將耐火性能提高，這樣才能避免因?yàn)楦邷貙?dǎo)致工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的損壞，同時(shí)為其后期使用的安全性也可以帶來(lái)保障。在具體的操作環(huán)節(jié)，可以選擇混凝土包裹處理的方式來(lái)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)防火處理，這樣的防火效果更佳。

4.3 抗震性設(shè)計(jì)

在工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，抗震性能是重點(diǎn)內(nèi)容，確保工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)本身的抗震性，是不容忽視的一個(gè)方面。尤其是針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)廠房來(lái)說(shuō)，抗震性的設(shè)計(jì)更加突出。在進(jìn)行工業(yè)廠房抗震性設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要將整體性的設(shè)計(jì)凸顯出來(lái)，并且嚴(yán)格的控制鋼結(jié)構(gòu)的連接，確保其穩(wěn)定性不受任何的影響，這樣才能夠提升在震動(dòng)過(guò)程中的抵抗效果，同時(shí)也可以避免因?yàn)檎饎?dòng)，導(dǎo)致坍塌的問(wèn)題出現(xiàn)。

4.4 優(yōu)化施工材料

針對(duì)工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，施工材料的控制是不容忽視的一個(gè)環(huán)節(jié)，不同的施工材料，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效果也會(huì)產(chǎn)生明顯的差異。在使用施工材料的時(shí)候，做好優(yōu)化設(shè)計(jì)，其意義非凡。在進(jìn)行施工材料優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，一般要考慮到工業(yè)廠房建筑師的實(shí)際情況，并且基于其基本的要求來(lái)進(jìn)行合理的旋轉(zhuǎn)，確保其能夠更好的運(yùn)用，尤其是針對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選擇以及鋼材料類(lèi)型的選擇上，需要認(rèn)真的對(duì)待。

4.5 屋面支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)而言，屋面的支撐結(jié)構(gòu)是不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)，針對(duì)屋面支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化而言，其可靠性和穩(wěn)定性就是最核心的一點(diǎn)，需要針對(duì)這兩個(gè)方面做好相應(yīng)的設(shè)計(jì)，才能夠滿(mǎn)足屋面支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的需求，同時(shí)也能滿(mǎn)足工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)要求。在具體的操作中，優(yōu)化屋面支撐可以考慮下述幾點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)支撐水平優(yōu)化；②垂直支撐優(yōu)化；③吊車(chē)梁支撐優(yōu)化，這樣才能夠滿(mǎn)足支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。

4.6 其他要點(diǎn)

在工業(yè)廠房建筑之中，鋼結(jié)構(gòu)是不可或缺的一部分，并且鋼結(jié)構(gòu)主要是網(wǎng)架、空間架以及輕鋼等構(gòu)成，其中，在鋼結(jié)構(gòu)懸掛荷載較大時(shí)，會(huì)使用網(wǎng)架，從而發(fā)揮建筑荷載降低的作用。在進(jìn)行工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員需要考慮到實(shí)際的需求以及建廠條件來(lái)確定結(jié)構(gòu)。另外，在選擇廠房結(jié)構(gòu)的時(shí)候，除開(kāi)基于支撐結(jié)構(gòu)來(lái)選擇最佳的材料之外， 還應(yīng)該確保材料的材質(zhì)以及種類(lèi)都能夠滿(mǎn)足相關(guān)的規(guī)定要求，一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)人員可以選擇無(wú)縫鋼管或者是焊接鋼管來(lái)完成施工作業(yè)，確保結(jié)構(gòu)質(zhì)量能夠滿(mǎn)足建筑的要求。其中，無(wú)縫鋼管本身又中空界面的存在，通過(guò)這一個(gè)通道，就可以確保流體順利的輸送。在利用無(wú)縫鋼管或者是其余的實(shí)心剛才之后，如比較分析圓鋼或者是鋼管后，發(fā)現(xiàn)無(wú)縫鋼管的質(zhì)量更輕，穩(wěn)定性更高，所以，在材料使用中，可以?xún)?yōu)先考慮無(wú)縫鋼管。同樣，考慮到工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)本身的特殊性，部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件利用模塊化設(shè)計(jì)，就能夠增加工廠加工量，滿(mǎn)足施工速度要求，同時(shí)還能夠加強(qiáng)模塊接口設(shè)計(jì)深度。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)建立在滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)上，著眼于廠房建設(shè)的實(shí)際應(yīng)用，充分考慮廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性能和耐熱性能等，確保廠房使用的安全性。

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