工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的探究

劉益明

（中建八局南方建設(shè)有限公司，廣西 南寧 530000）

在工業(yè)廠房的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實際需要來合理設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)布局，為工業(yè)生產(chǎn)活動創(chuàng)造良好的環(huán)境。工業(yè)廠房的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅涉及多領(lǐng)域?qū)W科的理論知識，而且設(shè)計內(nèi)容和環(huán)節(jié)的復雜程度也較高，因此設(shè)計人員要不斷總結(jié)經(jīng)驗，積極運用先進的設(shè)計理念，對傳統(tǒng)的工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計方法加以創(chuàng)新，嚴格遵守工業(yè)廠房的基本設(shè)計原則，提高建筑材料選擇以及結(jié)構(gòu)布局的合理性，同時要在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計以及防火設(shè)計等諸多方面進行優(yōu)化，為工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計水平，為工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的正常開展奠定有利的環(huán)境基礎(chǔ)。

1 設(shè)計工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的基本原則

1.1 準確計算結(jié)構(gòu)參數(shù)

在設(shè)計工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)時，首先要準確計算各項結(jié)構(gòu)參數(shù)，這是保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。因此，設(shè)計人員在進行設(shè)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(shè)計人員還應該充分分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性，對不同的設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計。然后設(shè)計人員還要通過復檢來驗證計算結(jié)構(gòu)的準確性，對于設(shè)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(chǎn)工藝特點確定建筑結(jié)構(gòu)布局

在設(shè)計工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)時，應以工業(yè)生產(chǎn)對廠房結(jié)構(gòu)的實際需要為設(shè)計的出發(fā)點，工廠廠房的建筑結(jié)構(gòu)布局要能夠適應生產(chǎn)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(chǎn)經(jīng)營活動創(chuàng)造良好的空間環(huán)境。因此設(shè)計人員必須對工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝以及技術(shù)特點有全面的了解，并嚴格遵守建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范，加強與各專業(yè)領(lǐng)域的溝通協(xié)調(diào)，避免建筑結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計對正常的生產(chǎn)工藝的影響，造成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。

2 優(yōu)化工廠廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

2.1 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計優(yōu)化

防火設(shè)計是工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點環(huán)節(jié)之一，對建筑結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計進行優(yōu)化是減小火災發(fā)生概率的一項有效措施。設(shè)計人員在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應優(yōu)化其結(jié)構(gòu)的耐火性，并提高消防警報、排煙以及人員疏散等方面設(shè)計方案的合理性。目前大部分工業(yè)廠房采用的是鋼結(jié)構(gòu)，其在耐火能力方面與混凝土結(jié)構(gòu)相比存在一定的差距，因此設(shè)計人員應采取在鋼結(jié)構(gòu)表面刷涂防火涂料等方式來增強鋼結(jié)構(gòu)的防火性能，以防止鋼結(jié)構(gòu)在高溫影響下出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形等問題[2]。同時設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)防火設(shè)計的目的。

2.2 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計優(yōu)化

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

2.3 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)材料選擇優(yōu)化

優(yōu)化工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)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(zhì)量性能上的差異會直接影響工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計的效果。因此設(shè)計人員在設(shè)計方案中選擇建筑材料時應嚴格遵守工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)規(guī)范，并根據(jù)工業(yè)廠房的設(shè)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(zhì)量性能符合設(shè)計規(guī)定的基礎(chǔ)上，設(shè)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(shè)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(shè)計人員應充分考慮國內(nèi)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(shè)計方案的目的。

2.4 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)支撐設(shè)計優(yōu)化

在設(shè)計工業(yè)廠房的支撐系統(tǒng)時，設(shè)計人員應充分了解工業(yè)生產(chǎn)活動的實際情況，例如機械設(shè)備在正常運行狀態(tài)下所產(chǎn)生的振動，工業(yè)生產(chǎn)中所使用的大型設(shè)備的跨度、高度以及噸位等因素，從而合理設(shè)計支撐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。在支撐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)系統(tǒng)，屋蓋的檁條結(jié)構(gòu)可以忽略。

2.5 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)屋面設(shè)計優(yōu)化

設(shè)計工業(yè)廠房建筑的屋面結(jié)構(gòu)時，設(shè)計人員應重點對屋面結(jié)構(gòu)的排水以及防水性能進行優(yōu)化設(shè)計，合理選擇屋面的天溝形式以及坡度設(shè)置，并根據(jù)設(shè)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(shù)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(shè)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(shè)計方案進行對比優(yōu)化，提高屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性[4]。

2.6 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)其他方面的設(shè)計優(yōu)化

目前在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計中廣泛采用的是鋼結(jié)構(gòu)，而鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性造成不利的影響。設(shè)計人員應在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時充分考慮這一因素，并對鋼結(jié)構(gòu)采取相應的防銹處理方法。設(shè)計人員應準確掌握鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象的主要成因機理，以及相關(guān)的溫濕度、侵蝕介質(zhì)以及環(huán)境因素等，并了解其影響程度，從而在設(shè)計方案中通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)布局設(shè)計，合理選擇建筑材料等方式來解決鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕問題，從而保證工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)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(chǔ)。

3 結(jié)語

在工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員應根據(jù)工廠的實際生產(chǎn)工藝特點以及對廠房的具體要求來優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計，充分利用建筑空間為工廠的生產(chǎn)經(jīng)營活動創(chuàng)造良好的環(huán)境。在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化時，還要對工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能、結(jié)構(gòu)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(shè)計理念和設(shè)計方法，不斷總結(jié)設(shè)計實踐經(jīng)驗，對設(shè)計方案進行優(yōu)化改進，并加強技術(shù)創(chuàng)新，從而全面提高工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平，使結(jié)構(gòu)設(shè)計更加適應建筑行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的要求。