工业厂房建筑结构设计优化分析

工业厂房建筑结构设计优化分析

朱龙

重庆化工设计研究院有限公司 重庆 400000

摘要：工业厂房结构建筑设计是厂房建设施工的重要环节，新时期社会发展下工业厂房需求日益增长，采用钢结构模式能够具有很好的经济性和环保性，通过建筑结构设计优化，在满足使用需求的同时，降低成本、提高结构质量具有重要意义。下面文章对钢结构厂房设计特点与设计优化措施展开探讨。

关键词：工业厂房；钢结构；建筑设计；结构设计

引言

在目前的工业厂房建筑中，对建筑结构的设计应该具有一定的可行性，应该符合现行的相关法律、法规及规范。另一方面，在对工业厂房进行设计的过程中，还需要很多方面的理论知识，设计的过程中还有着较多的相关环节与内容，有着一定程度上的复杂性。在这样的情况下，对工业厂房建筑、结构设计的优化分析已经变得非常重要，可以对我国的建筑、结构设计产生一定的帮助。

1、工业厂房结构设计的特点

工业厂房建筑、结构设计优化与工程建筑设计质量水平息息相关，在工业厂房建筑工程项目建设中发挥着十分重要的作用，设计人员需要从概念设计、视觉设计两方面进行优化、处理。为了满足工业厂房结构工艺的实际需求，设计人员需要充分考虑结构特点、周边实际情况、投资资源、材料供应、制作过程等各项因素，为设计优化工作的有效进行提供支持。在视觉设计优化中，设计人员需要将各种建筑工程设计构造作为基础，根据实际需求设计多元化方案，并做好评估和判断工作，以此选择可行性设计方案。以钢结构为例，钢结构在设计工业厂房时,针对不同的用途,有着明确的特点,以下几部分在设计时需要注意。第一，便捷性。钢结构在工厂结构中的应用基本上反映了便捷性,这种便捷性也是钢结构的重要优势,特别是与以前的设计相比,使用钢结构建设工业工厂可以更容易地去应付困难和复杂厂房的设计,取得良好的结构建设效果和效益。钢结构工业厂房所需的施工时间比其他结构工业厂房短,钢结构的结构的搭建要简单容易得多,建设往往取决于环境气候等因素,从生产到加工的钢结构可以在工厂内完成,只需要在施工场地组装和使用。因此,钢结构工业厂房的施工周期缩短了,比其他工业工厂的建设周期更短。第二，经济性。比其他结构类型的工业工厂,使用钢结构在经济上有更大的优势,通过钢材料组装,可以进一步减少建筑材料的使用,而且在每立方米单位材料成本方面也有很大的优势,这也是钢结构的经济性优势。许多工业工厂设计模型均采用了钢结构,这是其主要原因。钢结构可以回收,从而降低资源成本。第三，空间利用率好。在工业厂房的结构设计中,使用钢结构进行设计,在空间使用效率方面也有很大的价值和优势,因为工业厂房使用钢结构进行组装和安装,它本身的空间明显小于其他类型的建筑结构,因为这种钢结构的工业工厂有很高的可变性。因此,这也将有助于使外层空间的设计多样化,从而提高今后利用外层空间的效率,在工业设施有更好的使用效果。第四，钢结构设计中体系是否稳定以及构件的稳定性是钢结构设计中重要内容,钢结构设计中很多时候都是构件的稳定性在控制而不是强度在控制。

2工业厂房建筑结构设计优化措施

2.1防火设计

现阶段，工业厂房整体建筑项目，其结构设计通常以钢结构为主，相比混凝土建筑结构，钢结构建筑设计更具性能优势，表现在结构稳定性与可塑性等方面。然而，钢结构与混凝土结构相比，防火性能不理想。鉴于钢材具有较强的导热能力，温度较高将会对钢材性能产生一定影响。当温度达到100摄氏度时，钢材抗拉性能将会有所削弱。如若温度处于持续增长状态，当温度升至250摄氏度时，钢材强韧性有所削弱。如若温度升至500摄氏度时，钢材性能将会丧失，甚至引起厂房建筑结构发生坍塌事件。为此，以厂房安全为设计视角，加强厂房建筑结构设计优化，如若钢材温度升至150摄氏度，应关注厂房防火性能，以此保障厂房隔热安全性。在设计过程中应根据厂房的防爆类别确定构件的耐火等级，以便采取防火隔热措施，保护主体钢结构的耐火能力（如采取刷防火涂料，钢构件外增设隔热材料等）。

2.2抗震设计优化

在对建筑结构进行设计的过程中，防震也是较为重要的环节。在此过程中，应该对基址的选择进行优化，对建筑周围地质较为复杂的情况进行避免，并应该避免在地震较为频繁的相关区域进行建筑的施工。另一方面，在对相关建筑结构进行平面布局的设计时，一定要对结构稳定性与局部稳定性之间进行良好的协调，对整体性的设计进行相应地加强。在进行平面布局设计时，有着较多的设计方法，应该对对称布局进行采用，将相关建筑的形式进行简化处理，对较为稳定的矩形结构进行相应的选择。因此，如果想要对工业厂房建筑结构进行优化，对建筑结构中抗震设计进行优化是非常有效地策略之一。

2.3防腐设计方面

钢结构的性质决定了它在空气中容易出现氧化、腐蚀,在潮湿的环境中的氧化作用比较明显。设计人员应采用钢结构外防腐涂料,隔绝氧气、水蒸气、氯离子和钢结构中的其他腐蚀性因素,从而,保证有效保护钢结构。在防腐材料涂于不同部位时,应当根据防锈要求改变涂层厚度。在现阶段,钢结构的防腐设计一般以外部防腐材料为基础。根据各种钢结构的特点和需要,在钢结构表面涂抹防锈材料,能保证更好的防锈效果。还有另一个设计概念,即钢镀锌,通过新创建的表面锌层,达到防腐效果。

2.4立面设计

在工业厂房立面设计过程中，设计人员需要从颜色分布、形状设计、规模等方面，优化厂房的外观环境，还需要注重颜色搭配。例如，在入口位置选择跳跃性颜色，确保入口的立体性和清晰性，这样工作人员才能够进入工作状态。同时，设计人员可利用采光板装饰厂房，还可以代替窗户，避免破坏工业厂房的线条、整体性，突出现代化气息。

2.5 BIM技术在基础设计中的应用

任何建筑工程都对基础设计有一定的要求，正所谓万丈高楼平地起，基础设计不良就会导致建筑根基不稳，会降低建筑质量，或者在外力作用下可能坍塌。BIM技术在提升基础设计质量方面作用卓著，例如测绘当中将正确的地质、水文参数输入系统，便可以计算出工程地基工程的规模、质量标准以及预计其中薄弱点、风险点，给出对应的解决措施。对于处于厂区内的建筑工程，BIM技术可以对地下各类管道展开分析，最终给出最为合理的基础设计方案，避免土方工程挖断管道管线。基坑工程当中，利用BIM技术可以同时将设计、施工、监测三个部门统合起来，使得基坑工程立体化，将具体数据参数共享，使得施工阶段各方主体可以并行不悖，最终形成最为合理的基坑设计方案，降低施工成本。垃圾焚烧电站和小型热电站较一般工业厂房建设更为复杂，其需要在基础设计方面投入巨大精力，为了提升其设计精度，电站工程当中便融入了BIM技术，对地质、水文以及基础工程和环境关系等进行模型设计，提高了基础设计的精度。另外，在该工程的基坑工程里，BIM技术可以结合周围环境参数计算基坑工程对周围建筑的影响，避免土方工程过程里出现坍塌。

2.6节能环保优化设计

在厂房设计期间，应综合考量节能与环保设计元素，以此提升厂房生产活动的生产效率。在屋顶设计期间，应借助浅色设计元素，以此加强太阳辐射的反射效果，科学优化能源使用问题。如若在寒冷天气环境中，加强室内使用环境节能分析，以此降低能源消耗。借助吊顶式风扇加强热量消耗，提升空气流动效果，以此提升厂房从业人员的工作舒适度，减少空调使用。

结语

综上所述，目前工业厂房建筑结构设计已经得到了较为良好地发展，但是还有着相应的进步空间，在这样的情况下，应该对其进行提升，让工业厂房建筑结构设计可以得到更好地发展。上面我们从厂房建筑结构设计特点出发，对厂房钢结构设计下防火、防腐蚀、抗震、立面、基础设计多方面展开探讨，在日后发展中还需要从这些方面入手，强化设计工作，以提高工业厂房钢结构设计水平，满足厂房建筑的使用需求。

参考文献

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[2]刘益明.工业厂房建筑结构设计优化的探究[J].智能城市,2019,5(13):46-47.

[3]梁智豪.工业厂房建筑结构设计优化探究[J].住宅与房地产,2019(15):44.