工业厂房建筑结构设计优化探讨

工业厂房建筑结构设计优化探讨
摘要：工业是我们国家的支柱产业，随着经济建设的逐渐发展，工业也随之发展起来，大规模的工业发展，离不开与其配套的工业厂房，因此厂房建筑施工就成为了建筑行业的一个重要分支。

工业厂房设计的合理性以及质量的高低对工业生产无疑有着巨大的影响。

本文对工业厂房建筑结构设计优化进行探讨。

关键词：工业厂房；结构设计；优化
1解析结构设计优化的基本方法
直觉优化和概念优化是现阶段工业厂房建筑结构的两种优化方式。

其中，直觉优化指的是，设计师凭借自身扎实的设计理论基础和丰富的设计经验，选择出工业厂房不同区域的最优设计方案。

也就是说，在选择最优设计方案时，设计师完全是根据自己的相关经验进行的一个主观判断，这种设计方案没有经过科学的计算和检验，一旦厂房的实际情况不在设计师熟悉的领域之内，那么极有可能会存在诸多的不合理之处，进而直接影响到厂房的使用效果，所以这种优化方式具有一定的风险性。

概念设计指的是设计师凭借丰富的设计经验，并且采用科学的计算方法和检验手段对设计方案进行不断改进优化，直至得到最佳的设计方案。

在实际的工作中往往是直觉优化和概念优化这两种优化方式有机结合使用，这样能够使建筑结构的整体布局更加科学。

2工业厂房建筑结构设计优化探讨
2.1厂房结构设计优化的基本原则
首先，厂房的设计不同于普通的居住用建筑，它要求有供设备运行和检修的宽敞空间，跨度要求通常较大，设计以简约为主；其次，根据生产工艺的要求在厂房内部会安装相应的设备，一些机器设备在运行的过程中会伴有一定的震动和噪音，此时，厂房的安全性、隔音能力和防震性能就显得尤为重要了；同时，某些厂房在进行生产作业的过程中会释放出热量，而钢结构较易传导热量，其防火性能也有一定的局限性，所以需要保证内部结构具有良好的通风散热性能及满足规范要求的防火措施；最后，厂房的设计还应满足安全、合理、经济、美观的要求。

2.2做好防火设计
不同于混凝土结构厂房，钢结构厂房非常容易受温度的不良影响，这导致钢结构厂房的防火能力相对较差。

所以在开展钢结构厂房设计作业时，一定要科学开展防火设计以及隔热设计，提升工业厂房的可靠性与其安全性。

就此在开展设计工作时，需要明确划分以及定义厂房建筑火灾危险性类别、防火等级。

除此之外，还需要基于相关规定要求以及防火规范，选择使用质量达标，同时和厂房建筑防火等级一致的钢构件，从而防止火灾对钢结构建筑带来过大的影响、损害。

现阶段，可通过防火涂料的科学涂刷、使用，从而达到增强钢构件的耐火强度的目的。

另外在开展设计工作时，相关设计人员还应当通过安全出口以及疏散楼梯的有效设计，从而使得火灾在发生之后，施工人员均得到及时的疏散，从而减少火灾事故损失。

2.3加强防腐设计并定期做好后期保养工作
在空气中的氧气和水分的相互作用下，钢结构十分容易出现氧化情况。

如果长期处于潮湿的环境中，那么钢结构被腐蚀得更加严重。

钢结构被腐蚀之后其截
面会随着腐蚀程度的加深而不断缩小，同时表面出现的锈坑会使钢构件在使用过
程中发生应力集中的现象，进而降低厂房的使用寿命。

因此，设计人员要根据工
厂生产的实际环境，制定出具有针对性的、合理的设计方案，并采取相应的防腐
措施，以确保钢构件的使用寿命。

目前，我国主要是通过在钢构件的表面使用防
锈防腐涂料来保护钢材，但是不同部位的钢结构其防锈防腐要求会具有很大的差别，因此在涂刷时要根据相关要求进行，而不是越厚越好。

此外，设计人员要在
图纸上标记出容易出现腐蚀的部位，这样后期养护人员才能够以此为依据进行厂
房的护理工作。

2.4屋面支撑系统及屋面结构的设计优化
屋盖支撑系统的布置应根据厂房跨度、高度、柱网布置、屋盖结构形式、吊
车吨位和所在地区的抗震设防烈度等条件来决定。

一般情况下无论有檩或无檩体
系的屋盖结构均应设置垂直支撑；在无檩体系中，大型屋面板有三点和屋架焊接，可起到上弦支撑作用，但考虑到施工条件的限制和安装需要，无论有檩或无檩体
系屋盖均应在屋架上弦和天窗架上弦设置上弦横向支撑。

对于屋架间距不小于
12m的厂房或厂房内设有特重级桥式吊车或厂房内有较大振动设备的均应设置纵
向水平支撑。

支撑系统的合理布置，能大幅降低支撑用钢量，准确计算支撑杆件
的内力，减小杆件的截面，对大型屋面板可以优化成轻质混凝土板，减少荷载。

除此之外，在进行钢结构厂房屋面设计作业时，还需要做好其排水系统的设计，基于我国相关规定要求，应当将屋面的坡度控制在五度以上，若是施工现场
处在雨水量相对较多的地区，则需要合理的增加坡度。

另外单坡屋面的长度大小
通常需要根据厂房所在地点降雨最大水头高度与其温差大小，通常来说单坡屋面
长需要设计为七十米之内。

现阶段，我国的市场上主要有刚性屋面以及复合柔性
屋面两种，其中刚性屋面主要使用压型钢板构成，并将保温棉放置在两块钢板的
中间，复合柔性屋面通常是由卷材防水层、彩钢板内板以及隔气层等材料构成。

2.5立面设计的优化
厂房虽然是用于工业生产，但是近年来随着城市建设水平的日益提高，建设
单位对于厂房的立面要求也越来越高，很多大型工业厂房外观也设计的十分恢弘
大气，现代感十足。

如何在满足经济性、适用性的条件下提高建筑的美感，成了
设计人新的努力方向。

另外，在厂房的一些危险区域需要给出醒目的标志提醒施
工及操作人员能够及时的注意到危险，提高工人作业的安全性，也是十分必要的。

2.6注重吊车梁系统的优化
无论是工业厂房建筑在设计施工环节，还是在实际试用阶段，需涉及到大量
大型设备或者是构件的运送以及安装作业，而这一过程需要通过吊车梁系统来实施。

另外还需要合理使用连续梁，一方面降低钢材的使用量，另一方面提升工业
厂房建筑的刚度与其安全性，同时保证工业厂房建筑的整体稳定性与其抗震性能。

2.7工业厂房建筑结构计算工作要点
随着计算机技术的不断发展，工业厂房建筑结构计算可以通过相应的软件进
行计算，但是并不意味着可以直接照搬软件程序的计算结果，设计人员还需对计
算结果进行进一步的研究和分析，并结合自己多年的设计经验对其进行评估，确
保计算结果的科学性和准确性。

比如，我国大部分地区在冬季的时候常常会出现
强降雪的情况，为了避免因强降雪而造成的房屋坍塌，设计人员在进行设计时，
需要取最大数值，以确保厂房建筑在比较极端条件下还能够完好无损。

2.8其他注意要点现在钢结构
已经成为工业厂房建筑不可或缺的一部分，有一般来说钢结构主要是由空间
桁架、网架以及轻钢等部分构成，其中网架通常会被应用在钢结构悬挂荷载相对
较大时，从而起到降低建筑荷载的作用。

在开展工业厂房建筑钢结构设计工作时，设计人员需要基于建厂条件以及实际需求确定建筑结构，另外在开展厂房结构选
型的过程中，除了要基于支撑结构选择最佳的材料之外，还需要确保材料的材质
以及种类符合相关规定要求，一般来说设计人员可考虑使用焊接钢管或者是无缝
钢管开展施工作业，从而保证结构质量满足建筑需求。

其中无缝钢管内存在中空
截面，通过该通道可以使得流体得到输送。

通过将无缝钢管以及其他实心钢材，
比如说圆钢或者是钢管等进行比较分析之后发现，无缝钢管的质量更轻，更具有
稳定钢结构的作用，所以设计人员可优先考虑使用无缝钢管材料。

3结语
钢建筑结构是我国工业厂房目前比较常用的一种建筑结构，其设计的质量及
合理性直接决定了厂房的使用效果和寿命，所以在设计之初一定要充分考虑到工
厂的实际情况，同时还要积极采用新技术和先进的设计理念，优化工业厂房建筑
结构设计。

参考文献：
[1]钢结构厂房设计中应注意的几个问题[J].付荻.建材与装饰.2018(38)
[2]浅析钢结构厂房的建筑防火设计[J].吕振昌.企业技术开发.2014(18)。