1张瑶瑶 2赵佳惠
1杭州美厦幕墙设计有限公司 浙江省杭州市 312030
2浙江亚厦幕墙有限公司杭州分公司 浙江省杭州市 310013
摘要：工业建筑主要以工业生产为切入点和核心，通过厂房建筑的进一步完善来更好的实现各类生产环节的高效落实。工业厂房设计所涉及的专业较多，相关环节内容也比较复杂，结构设计是最为重要且关键的，该环节的有效落实直接影响着厂房建设的施工质量和最终的投资效益。不同设计风格的工业建筑所发挥的作用有所区别，设计工作者必须要结合自身已有的工作经验，站在不同的角度进行深入的分析，以此提升设计工作质量。鉴于此，文章分析了工业厂房建筑结构设计的主要原则及优化设计措施，以供参考。
关键词：工业厂房；结构设计；优化措施
1工业厂房建筑结构设计的基本原则
1.1对计算结构的参数进行明确
在对工业厂房建筑结构进行设计时，应该对各个项目的结构参数进行精准地计算，可以对建筑结构设计的质量进行充分地保障。在这样的相关情况下，设计人员在进行工业厂房建筑设计时，应该对计算机软件系统进行充分地利用，以此来对相关数据进行采集，并且对相关的数据进行准确的计算与处理，让效率得到一定程度上的提高，让人为因素所造成的失误情况得到减少。另一方面，对于建筑结构设计的可行性，应该由相应的设计人员进行充分的分析，对不同的工业厂房建筑结构设计方案进行相应的分析与对比。在此过程中对可行性较高的建筑结构设计进行选择，之后还应该对选择好的设计方案进行反复的推敲，以此来进行对相应的结构进行反复地计算，并且对其中潜在的不合理问题进行有效地改进。因此，对计算结构的相关参数进行明确是对工业厂房建筑结构进行设计的基本原则之一。
1.2根据相关工艺特点对建筑结构的布局进行确认
除了对计算结构的参数进行明确外，还应该对建筑结构的布局进行明确。在对工业厂房建筑结构进行设计时，应该让相应的设计与现实情况中的需求进行相互结合，并且将此作为出发点。应该将适应生产工艺特点的相关要求融入到工业厂房建筑结构的布局中。在此过程中，应该对工业厂房的空间进行充分利用，让其中每一种使用的功能都可以在现实中实现，让较为良好的空间环境对工业生产的工艺起到一定的促进作用。所以，结构设计人员应该对相应建筑的工业生产技术特点与主要的相关工艺进行全方位的了解，同时严格遵守相关建筑结构设计规范，加强对专业领域的沟通协调。只有这样才能够减少建筑结构设计的不合理情况。
2工业厂房建筑结构设计优化措施
2.1重视施工工艺与钢结构设计的相互协调
钢结构工业厂房作为工业生产领域中的一大重要模块，是保障工业生产有序进行的重要前提。为此设计人员不但需要考虑墙体厚度、高度以及宽度的指标是否达到，钢支架分布是否合理等厂房钢结构设计中涉及的各项标准参数，还要根据网架、塔桅、轻钢、索膜、框架等钢结构的基本形式，结合企业的实际需要和厂房建设环境，选取最为合适的钢结构。举例来说，当悬挂荷载偏大时，应选用网架结构，这样能在一定程度上减小工业建筑的荷载压力。另外，就工业厂房结构选型来说，也可以使用不同的材料用于支撑结构，当然选择的前提始终都要按照具体使用要求。比如，无缝钢管中含有中空的截面，可用作输送对流气体的管道；而诸如圆钢、钢管等部分实心的钢材，因为质量较轻，在钢结构的工业厂房应用中，能够大大提升整体的稳定性。
2.2全方位考虑结构计算的过程，保证荷载取值准确
就工业厂房建设实际而言，评价和分析计算结果以此来调整设计规划，是提升工业厂房钢结构设计可行性的重要保障。判断计算结果，不但要结合工业厂房建设的实际情况，更要按照工程的相关设计经验。在此过程中尤其要注重结构计算的首要条件，荷载取值的准确与否，因为这直接决定结构计算的最终结果。举例来分析，工业厂房建设施工工艺提出的荷载为20kN/m2，在参考了工艺设备中的布置图和重量的具体参数后，发现以相关规范作为标准而应用的荷载计算方式，得出楼面等效只需要考虑15kN/m2就已足够。
但我国幅员辽阔，区域之间天气、气候差异大，尤其是北方的部分地区常常会出现强降雪天气，按照这种计算方式来设计钢结构工业厂房很容易出现坍塌事故。因此，钢结构设计计算中要结合客观环境充分考虑建筑的荷载情况，以确保工业建筑安全性为目标，取荷载极限最大的值。
2.3严格遵从弱梁强柱的基本原则
设计要求与施工构建基本统一是工业厂房建设的必要需求，但是受客观因素的影响，节点在某些时候可能无法满足抗震需求。在梁端与节点部位柱端，受弯承载力有一定程度的差距。一方面由于梁柱部位的中心线通常不可以重合，所以柱端受弯承载力往往大于前者。另一方面，考虑到柱端节点中核心区域部分的受力和构造，会受节点偏心和柱截面的影响。所以，设计过程中普遍采用柱端弯矩增大设计值的方式，这就是弱梁强柱的具体体现，以提升柱的抗弯能力，增强其受力过程中的持久性。
2.4防火设计
因为钢结构材料的原因，钢结构工业厂房的防火能力相对较差，特别是处于100℃以上的受热环境中，如果温度持续升高，钢材的抗拉强度就会不断降低，在温度达到50℃以上时，钢材更是会产生徐变的现象。而一旦温度达到500℃以上的情况时，钢材强度会到最低的极限值，此时就容易出现工业厂房塌落的事故。所以，工业厂房钢结构设计中要明确相应的工业建筑防火规范标准，通过有效确定钢结构工业厂房火灾的危险性等级，对钢结构工业厂房的耐火能力和耐火级别有明确的规划。相应的专业设计人员要结合实际制定钢结构的防火应急方案，可以通过选用合适的防火涂料覆盖钢结构的表面，这样火灾如果发生，防火涂料能够在钢结构中有效的耐火隔热，避免钢构件出现损耗。
2.5抗震设计
首先，结构设计人员需要在总体布局的引导之下，明确厂房结构的质量要求，真正的做到不同布局以及结构之间的合理性与均匀性。作为整个厂房横向结构选择的最佳材料，钢结构发挥着关键的作用，如果采取这种形式进行前期结构方案设计，那么必须要了解钢结构的受力性能，充分发挥该功能的作用。其次，通过对横向结构变化机理的分析来积极的将各类负面影响控制在最低的水平。对于钢结构厂房来说，在实践运作的过程之中会受到外部不确定性因素的影响，大部分主要在于内部结构的稳定性不符合实际的操作要求，无法保障结构框架的合理性。最后，在对地震影响因素进行分析时，需要着重了解外部环境对厂房所产生的影响，对设计结构的连接点进一步的界定以及分析，积极的突破节点在设计过程中所存在的各类不足。需要注意的是，结构框架的选择必须要以钢结构工作的实质要求为依据，充分的发挥不同构件的作用，有效地提高抗震能力。
2.6屋面结构与支撑系统的设计优化
在厂房的屋面结构和支撑系统的设计过程中，要根据厂房内的实际设备具体情况来进行，要充分了解设备的震动情况、高度、吨位、跨度以及吊车等大型设备的情况。一般不考虑屋盖结构的檩条，主要对整个厂房起支撑作用的垂直支撑结构进行优化设计，以提高整体的支撑能力和抗压性。对于需要安装大型机械设备的厂房来说，设计人员在进行设计时，要按照相关规定根据实际需要对厂房的高度和支撑结构进行合理设计。在厂房的屋面设计中，为了确保屋面结构具有良好的防水、排水功能，要对屋面坡度、天沟形式进行综合考虑，在施工材料、施工细节的设计上都要充分满足厂房的实际需求。对于南北地区降雨量的不同，在屋面坡度设计上也具有明显的差异。因此在设计过程中，要根据实际情况的不同，针对性的采取合理的设计方式。
结语
总而言之，工业厂房建筑结构优化设计非常重要，设计的好坏直接关系着厂房的安全性和可靠性。在厂房结构设计的时候要综合考虑各个影响因素，将新的设计观念和施工技术运用到钢结构厂房设计中去，只有这样才能确保工业厂房结构设计的科学性和合理性，从而进一步提升厂房建筑的整体质量和使用寿命。
参考文献
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