工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的探究

陳玲玲

摘 要：隨著我國綜合實力的不斷提升，人們的生活質(zhì)量和生活水平都有了較大的改善，在這種客觀現(xiàn)實條件下，社會各界越來越關(guān)注建筑工程領域的發(fā)展。作為我國國民經(jīng)濟中的重要組成部分，建設工程必須要將成本的節(jié)約與經(jīng)濟效益的提升相結(jié)合，真正做到保障建筑工程的施工質(zhì)量水平。但是結(jié)合相關(guān)的實踐調(diào)查可以看出，許多工業(yè)廠房在建筑實踐的過程之中為了節(jié)約成本出現(xiàn)了偷工減料等現(xiàn)象，這一點導致實際的建筑質(zhì)量不符合前期施工的要求。對此，本文立足于我國工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的實質(zhì)條件，對相關(guān)方面進行進一步的分析和研究。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房；建筑結(jié)構(gòu)；設計優(yōu)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.083

1 引言

工業(yè)建筑主要以工業(yè)生產(chǎn)為切入點和核心，通過廠房建筑的進一步完善來更好的實現(xiàn)各類生產(chǎn)環(huán)節(jié)的高效落實。在我國現(xiàn)有國民經(jīng)濟之中，工業(yè)扮演著重要的角色，相關(guān)的操作工作人員必須以將工業(yè)基礎設施的完善與企業(yè)工廠的安全生產(chǎn)相結(jié)合，真正的營造良好的外部生產(chǎn)環(huán)境。工業(yè)廠房設計所涉及的專業(yè)較多，相關(guān)環(huán)節(jié)內(nèi)容也比較復雜，結(jié)構(gòu)設計是最為重要且關(guān)鍵的，該環(huán)節(jié)的有效落實直接影響著廠房建設的施工質(zhì)量和最終的投資效益。不同設計風格的工業(yè)建筑所發(fā)揮的作用有所區(qū)別，設計工作者必須要結(jié)合自身已有的工作經(jīng)驗，站在不同的角度進行深入的分析，不斷地加強不同設計環(huán)節(jié)之間的互動。

2 結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的基本方法

結(jié)構(gòu)優(yōu)化會直接影響工業(yè)廠房建筑設計的質(zhì)量水平，從目前來看，建筑工程的結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)主要有兩種，具體為概念設計處理和直覺優(yōu)化。其中，概念設計處理必須要以現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)設計布局為切入點，結(jié)合個人的工作經(jīng)驗及常規(guī)的設計模式按照相關(guān)規(guī)范、標準進行進一步的判斷，真正的實現(xiàn)概念設計處理工作的優(yōu)化升級。在滿足建筑及工藝需求前提下，應綜合考慮結(jié)構(gòu)合理性、環(huán)境條件、節(jié)約投資和資源、材料供應、制作安裝便利性等因素。直覺優(yōu)化主要立足于不同的建筑工程設計結(jié)構(gòu)要求，會做出幾種形式多樣的設計方案，根據(jù)已有的知識經(jīng)驗進行準確的判斷選擇最合適的設計方案，在明確結(jié)構(gòu)布置的過程中必須要對細節(jié)部分多加思考，利用相關(guān)的結(jié)構(gòu)計算軟件來實現(xiàn)自動化的操作。

3 鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)應用

在對工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的相關(guān)內(nèi)容進一步的分析研究時，本文以鋼結(jié)構(gòu)廠房為切入點，了解與廠房結(jié)構(gòu)設計相關(guān)的要求以及具體的優(yōu)化技術(shù)。

3.1 廠房鋼結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的基本原則

首先，在前期設計的過程之中，必須要嚴格按照工藝專業(yè)要求和工作空間的使用情況進行準確的分析。其次在生產(chǎn)之中，機械設備的運行會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，為了從整體上促進廠房安全度的提升，在廠房結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化升級的過程中，需要對重點的結(jié)構(gòu)進行抗震化的設計和分析。有一部分廠房在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定的熱量，對于鋼結(jié)構(gòu)本身來說，傳熱性能相對比較好，但是如果外部的溫度過高，那么實際鋼結(jié)構(gòu)的強度也會受到一定的減小。對此，在加強鋼結(jié)構(gòu)設計的過程中，必須要立足于鋼結(jié)構(gòu)的耐熱性能進行重新的優(yōu)化設計。最后，在廠房支撐體系設計時，需要積極的結(jié)合廠房的實際運作與生產(chǎn)要求保證設計的合理性，將前期的設計方案與經(jīng)濟性原則相結(jié)合，更好的實現(xiàn)各類生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置利用。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震系統(tǒng)設計優(yōu)化

首先，結(jié)構(gòu)設計人員需要在總體布局的引導之下，明確廠房結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求，真正的做到不同布局以及結(jié)構(gòu)之間的合理性與均勻性。作為整個廠房橫向結(jié)構(gòu)選擇的最佳材料，鋼結(jié)構(gòu)發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，如果采取這種形式進行前期結(jié)構(gòu)方案設計，那么必須要了解鋼結(jié)構(gòu)的受力性能，充分發(fā)揮該功能的作用。其次，通過對橫向結(jié)構(gòu)變化機理的分析來積極的將各類負面影響控制在最低的水平，對于鋼結(jié)構(gòu)廠房來說，在實踐運作的過程之中會受到外部不確定性因素的影響，大部分主要在于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不符合實際的操作要求，無法保障結(jié)構(gòu)框架的合理性。最后，在對地震影響因素進行分析時，首先需要著重了解外部環(huán)境對廠房所產(chǎn)生的影響，對設計結(jié)構(gòu)的連接點進一步的界定以及分析，積極的突破節(jié)點在設計過程中所存在的各類不足。需要注意的是，結(jié)構(gòu)框架的選擇必須要以鋼結(jié)構(gòu)工作的實質(zhì)要求為依據(jù)，充分的發(fā)揮不同構(gòu)件的作用，有效的提高抗震能力。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的耐熱性設計

一般來說，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的防火性能相對比較差，同時實際的受熱性能在100℃以上時，如果溫度提升，那么鋼材的強度會有所下降，可塑性能會有所提升，如果溫度保持在250℃，那么實際的可塑性就會有所降低，甚至會出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，如果超出了這一溫度值，那么就會產(chǎn)生形狀上的變化。對此，在對不同的溫度進行分析研究時，必須要積極的做好防火設計與隔熱處理，以此來更好的提高建筑的耐用性能，保障整個廠房的安全運作。

3.4 屋面支撐系統(tǒng)及屋面結(jié)構(gòu)的設計優(yōu)化

在設計屋面支承系統(tǒng)時，必須要嚴格按照廠房的高度跨度來進行不同環(huán)境的有效布置，合理的分析不同的結(jié)構(gòu)形式，了解在不同區(qū)域中抗震設計的具體要求。一般來說，不管屋蓋結(jié)構(gòu)是否能夠起到一定的支撐作用，都需要以現(xiàn)有的施工條件為基礎，了解當?shù)貤l件的限制以及具體的安裝需求。其次，對于屋架上弦天窗架來說，在設置不同的上弦橫向支柱時需要對每一個支架之間的橫向距離進一步的界定，將縱向水平支撐與橫向水平支撐相聯(lián)系，通過合理的布局將支撐的用鋼量控制在有效的范圍，盡量避免過度的荷載不同層面的摩擦力影響。設計工作人員需要充分考慮各類影響因素，了解屋面用鋼量的具體優(yōu)化要求，積極的加強對不同環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，在保障前期設計結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的基礎之上采取連續(xù)作業(yè)的形式，將用鋼量控制在最低的水平，只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置利用，更好的提高工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量水平，為工業(yè)生產(chǎn)營造良好的外部環(huán)境。

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