工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化探究

莫云子

（中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津300074）

1 引言

工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含多個(gè)學(xué)科的理論內(nèi)容，設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)具有一定的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)人員需要總結(jié)更多的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理念，針對(duì)傳統(tǒng)的工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式予以優(yōu)化、創(chuàng)新，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)原則進(jìn)行，確保建筑材料選擇、結(jié)構(gòu)布局的合理性，還需要注重各項(xiàng)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，尤其要注重鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從抗震設(shè)計(jì)、防火設(shè)計(jì)等方面確保工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，提升工業(yè)廠房的整體質(zhì)量。

2 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述

工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化與工程建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量水平息息相關(guān)，在工業(yè)廠房建筑工程項(xiàng)目建設(shè)中發(fā)揮著十分重要的作用，設(shè)計(jì)人員需要從概念設(shè)計(jì)、視覺設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行優(yōu)化、處理[1]。在概念設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要將現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)布局作為基礎(chǔ)，根據(jù)自身的專業(yè)知識(shí)、工作經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)計(jì)規(guī)模，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行判斷，針對(duì)概念設(shè)計(jì)工作進(jìn)行優(yōu)化、升級(jí)和處理。為了滿足工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)工藝的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)人員需要充分考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、周邊實(shí)際情況、投資資源、材料供應(yīng)、制作過(guò)程等各項(xiàng)因素，為設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的有效進(jìn)行提供支持。在視覺設(shè)計(jì)優(yōu)化中，設(shè)計(jì)人員需要將各種建筑工程設(shè)計(jì)構(gòu)造作為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)多元化方案，并做好評(píng)估和判斷工作，以此選擇可行性設(shè)計(jì)方案。

3 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題——以鋼結(jié)構(gòu)廠房為例

3.1 不注重整體布局

在工業(yè)廠房實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要注重整體布局，全面考慮各項(xiàng)設(shè)計(jì)方案。鋼結(jié)構(gòu)廠房是現(xiàn)代生產(chǎn)的重要場(chǎng)所，也是生產(chǎn)企業(yè)布局的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)人員需要充分考慮廠房的實(shí)際要求和特點(diǎn)，如面積、氣候等，確保廠房和企業(yè)其他建筑的協(xié)調(diào)存在。但是，很多設(shè)計(jì)人員無(wú)法全面考慮工業(yè)廠房設(shè)計(jì)，導(dǎo)致工業(yè)廠房和其他建筑位置出現(xiàn)一定的矛盾，如工業(yè)廠房和居住區(qū)域距離比較近，廠房會(huì)產(chǎn)生很多噪聲、有害氣體，直接影響著周邊居民的身體健康和工作效率。

3.2 精確度不夠

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，荷載取值的準(zhǔn)確性直接關(guān)系著鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。但很多設(shè)計(jì)人員的工作態(tài)度不夠嚴(yán)謹(jǐn)，無(wú)法確保荷載取值的準(zhǔn)確性，引發(fā)支撐物安裝位置不合理、墻體厚度不滿足要求等問(wèn)題，很難確保鋼結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。

3.3 結(jié)構(gòu)不合理

在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員不注重成本控制問(wèn)題，直接影響企業(yè)的綜合效益[2]。例如，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)缺乏一定的合理性，未按照設(shè)計(jì)要求安裝承重結(jié)構(gòu)部位，極易造成資源浪費(fèi)，會(huì)影響工業(yè)廠房的整體質(zhì)量和安全性，嚴(yán)重的還需要拆除重建，增加返工次數(shù)及項(xiàng)目成本。

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

4.1 屋蓋支撐體系設(shè)計(jì)

屋蓋支撐體系設(shè)計(jì)涉及生產(chǎn)車間的高度、跨度、屋蓋架構(gòu)方式、吊車設(shè)立、噸位等。一般屋蓋架構(gòu)都需要設(shè)置縱向支撐，在廠房屋架距離20m 或內(nèi)部設(shè)立大噸位吊車、大規(guī)模振動(dòng)裝置，這時(shí)需要設(shè)立垂直方向支撐，合理地設(shè)置屋面坡度。

4.2 立面設(shè)計(jì)

在工業(yè)廠房立面設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要從顏色分布、形狀設(shè)計(jì)、規(guī)模等方面，優(yōu)化廠房的外觀環(huán)境，還需要注重顏色搭配。例如，在入口位置選擇跳躍性顏色，確保入口的立體性和清晰性，這樣工作人員才能夠進(jìn)入工作狀態(tài)。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員可利用采光板裝飾廠房，還可以代替窗戶，避免破壞工業(yè)廠房的線條、整體性，突出現(xiàn)代化氣息。

4.3 防火設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段，工業(yè)廠房普遍選擇鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)耐火性能相對(duì)薄弱，設(shè)計(jì)人員必須做好防火設(shè)計(jì)，可以在鋼結(jié)構(gòu)表面刷涂防火涂料，提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能，避免鋼結(jié)構(gòu)受高溫影響出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形問(wèn)題。另外，設(shè)計(jì)人員需要優(yōu)化平面布局，合理地進(jìn)行分區(qū)，設(shè)置消防通道、隔離區(qū)以及疏散通道等。

4.4 抗震設(shè)計(jì)

在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房施工過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，如鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性無(wú)法滿足施工要求，影響工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在出現(xiàn)地震的情況下會(huì)出現(xiàn)廠房倒塌問(wèn)題，威脅工業(yè)廠房的安全性。因此，設(shè)計(jì)人員需要深入分析地震帶來(lái)的影響，既要合理連接鋼構(gòu)件，又要確保工業(yè)廠房的抗拉強(qiáng)度，做好節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)工作，提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震能力。

5 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例分析

某家紡公司鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)車間，其屬于單層門式鋼架結(jié)構(gòu)，建筑總高度7m，凈高度6m，建筑總面積1 116m2，跨柱20m，柱距6m，屋面形式是雙向坡屋面，建筑設(shè)計(jì)基本風(fēng)壓為0.3kN/m2，基本雪壓為0.35kN/m2，地面粗糙度類別為 B 類，基礎(chǔ)形式為獨(dú)立基礎(chǔ)，鋼架采用Q345 鋼。在廠房實(shí)際使用時(shí)使用功能沒有發(fā)生變更，未出現(xiàn)火災(zāi)、使用荷載過(guò)大、結(jié)構(gòu)大修等問(wèn)題。

在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)車間實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要深入分析建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定，并考慮各項(xiàng)影響因素，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，設(shè)計(jì)出多元化的結(jié)構(gòu)方案。設(shè)計(jì)人員以及委托企業(yè)進(jìn)行共同探討，然后選取最為合適的廠房建筑結(jié)構(gòu)方案。在這個(gè)過(guò)程中需要考慮廠房的功能性和經(jīng)濟(jì)效益[3]。除此之外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要利用現(xiàn)代化的計(jì)算軟件，保證廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，從細(xì)節(jié)上控制廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展中，很多工業(yè)企業(yè)建設(shè)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，并對(duì)工業(yè)設(shè)施提出了更加嚴(yán)格的要求，修建的工業(yè)廠房空間越來(lái)越大，嚴(yán)重影響著鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)工作的有效進(jìn)行。為了有效地解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)部門需要深入分析工業(yè)廠房設(shè)計(jì)問(wèn)題，針對(duì)設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，促進(jìn)工業(yè)廠房建造技術(shù)的快速發(fā)展。