探討工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略

翟曉鵬 張磊

摘要：安全、合理、經(jīng)濟(jì)是如今工業(yè)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。應(yīng)根據(jù)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)要求，從結(jié)構(gòu)體系、材料性能、節(jié)點(diǎn)等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，不斷提高工業(yè)建筑設(shè)計(jì)水平。本文簡(jiǎn)述了工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的概念，對(duì)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)目的及優(yōu)化策略進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)作為企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的主要場(chǎng)所，很大程度決定了工業(yè)建筑功能的實(shí)現(xiàn)和使用壽命。工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)缺乏合理性將導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本增加，不能有效利用人力物力資源，使企業(yè)發(fā)展陷入困境。因此，需要根據(jù)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的最優(yōu)設(shè)計(jì)，從而降低生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本，提高企業(yè)利潤(rùn)率，滿足項(xiàng)目建設(shè)任務(wù)的各項(xiàng)要求。

1工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概念

現(xiàn)代工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的概念與過(guò)去非常不同。與傳統(tǒng)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析設(shè)計(jì)相比，現(xiàn)代工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化強(qiáng)調(diào)了生產(chǎn)模式，工藝流程，設(shè)備選型和管理模式的多角度綜合評(píng)價(jià)與分析，權(quán)衡性能、成本、結(jié)構(gòu)、舒適度等等因素，建立科學(xué)合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大限度地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、管理效率的有效提高，降低生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本，提高企業(yè)盈利能力。

2工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)目的

目前，在工業(yè)建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程之中，依據(jù)各類(lèi)建筑，其優(yōu)化需求目標(biāo)基本上可以分成兩類(lèi)：

（1）傳統(tǒng)概念之上的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，其主要就是針對(duì)成本結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在最大限度之上來(lái)充分的保障設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，最終與現(xiàn)代社會(huì)低碳環(huán)保的各項(xiàng)要求相符。

（2）主要就是利用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)滿足企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)的各項(xiàng)目標(biāo)。通過(guò)結(jié)構(gòu)的布局及設(shè)備置放的部位，分析與處理施工流程之中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，可以最大程度之上提高工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的效率，提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要求

3.1安全性要求

工業(yè)建筑與人們的生產(chǎn)息息相關(guān)，安全性是進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)必須考慮的因素。不能只強(qiáng)調(diào)優(yōu)化，而忽視了結(jié)構(gòu)的安全性。應(yīng)按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求采取合理的結(jié)構(gòu)體系，針對(duì)特殊的工藝要求，采取合理的加強(qiáng)措施，從多方面綜合考慮，經(jīng)濟(jì)合理的進(jìn)行優(yōu)化。

3.2經(jīng)濟(jì)性要求

近年來(lái)，建筑設(shè)計(jì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，在優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)采用新理念、新材料、新技術(shù)，節(jié)約成本降低損耗，以達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

3.3功能性要求

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)是滿足使用功能的要求，現(xiàn)在對(duì)于工業(yè)建筑的使用功能不再僅僅是普通的實(shí)用功能，而是更多的關(guān)注工業(yè)建筑整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性、美觀性和舒適性，滿足人們對(duì)于工業(yè)建筑各方面使用性能的新要求。

4工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略

4.1建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的注意事項(xiàng)

現(xiàn)如今，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本上都不會(huì)參前期方案的設(shè)計(jì)，未針對(duì)結(jié)構(gòu)可行性與合理性來(lái)進(jìn)行分析，增大了后期工程建設(shè)與方案設(shè)計(jì)的難度，當(dāng)然也增加了工程的投入。所以在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期就得要及時(shí)的引入結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)理念，這樣一來(lái)不僅僅可以統(tǒng)籌兼顧來(lái)分析出工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的各項(xiàng)需求，而且還可以縮減企業(yè)資金的投入量，那么就可以在工程的初期進(jìn)行合理的控制。如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)就能參與進(jìn)來(lái)，那么就能針對(duì)不同的工業(yè)類(lèi)別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計(jì)方法，獲得一個(gè)良好的開(kāi)端。

4.2工業(yè)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化

在整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的合理選型和布置是相當(dāng)重要的，對(duì)于同一種場(chǎng)地地基，有多種基礎(chǔ)形式可以選擇，不同的基礎(chǔ)形式，施工難度和造價(jià)是不同的。因此在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案選擇時(shí)，考慮設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的投資規(guī)模、工藝要求、地質(zhì)條件等方面進(jìn)行綜合考慮，確定合理的基礎(chǔ)形式。對(duì)于結(jié)構(gòu)的承重體系，應(yīng)合理的分割結(jié)構(gòu)單元，避免一個(gè)單體里出現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)的布置盡量規(guī)則對(duì)稱，外力中心和抗側(cè)力中心相互重合或者接近。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置應(yīng)使傳力路徑清晰明確。正確的處理結(jié)構(gòu)與構(gòu)件之間的關(guān)系，從整體的角度出發(fā)，提高工業(yè)建筑的剛性、延性以及承載力。

4.3合理選擇建筑材料

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的新材料運(yùn)用到工業(yè)設(shè)計(jì)中來(lái)。高強(qiáng)鋼、復(fù)合材料提高了建筑結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度及延性，使結(jié)構(gòu)的布置更加靈活，讓工業(yè)建筑不僅滿足功能要求又減低了材料用量。

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)選擇合適型號(hào)的鋼筋混凝土，減輕建筑結(jié)構(gòu)的整體重量，合理控制構(gòu)件的斷面尺寸，增大工業(yè)建筑的使用空間。使用高強(qiáng)度的鋼筋，還可以減少整個(gè)結(jié)構(gòu)中的鋼筋使用量。同時(shí)，應(yīng)控制混凝土和鋼筋的配比，充分發(fā)揮混凝土的特性。預(yù)應(yīng)力混凝土和型鋼混凝土，對(duì)于工業(yè)建筑中的大跨度、轉(zhuǎn)換層等特殊部位是不錯(cuò)的選擇。因此，在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，應(yīng)多選擇高強(qiáng)輕質(zhì)的新型建筑材料。

4.4建立工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模型

為了進(jìn)一步科學(xué)、合理化的實(shí)現(xiàn)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使設(shè)計(jì)的工作有條不紊的進(jìn)行，需要在開(kāi)展優(yōu)化工作之前，先將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型建立起來(lái)，在眾多變量參數(shù)之中選擇出來(lái)其中的重要參數(shù)，逐步將函數(shù)模型建立起來(lái)，最終實(shí)現(xiàn)最佳的優(yōu)化方案。

工業(yè)設(shè)計(jì)需要通過(guò)各種計(jì)算軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，通常實(shí)際結(jié)構(gòu)和計(jì)算模型是有一定差距的，計(jì)算模型是以各種假定狀態(tài)和理想狀態(tài)為前提，但是實(shí)際結(jié)果有可能達(dá)不到理想狀態(tài)，所做的假設(shè)有可能與實(shí)際不符，且外在因素會(huì)不斷變化。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)將實(shí)際數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行反復(fù)的核對(duì)審查，避免盲目的利用數(shù)據(jù)，不能不進(jìn)行對(duì)比就直接應(yīng)用。

5結(jié)語(yǔ)

工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)專業(yè)而復(fù)雜的工作，對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)和綜合能力要求非常高。只有將設(shè)計(jì)方案的性能，成本，結(jié)構(gòu)，舒適性等方面的科學(xué)合理選擇充分結(jié)合起來(lái)，才能做出最佳的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化、實(shí)用性和適用性的良好目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]吳士杰.對(duì)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的幾點(diǎn)思考[J].科技尚品，2015（09）：14，19.

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