工業廠房建筑結構設計問題及對策

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摘要：隨著工業化發展，工業廠房在建筑領域的地位更為突出，人們也更為關注工業廠房建筑設計。面對復雜的建筑環境及生產條件，工業廠房建筑要從結構設計上對廠房條件進行優化，既要滿足防火、抗震、耐久等廠房建筑基本要求，還需與工業生產工藝相契合，更好地服務于工業生產。針對工業廠房結構設計問題，文章首先指出了其設計原則，然后提出了工業廠房設計優化的具體措施，以供參考。

關鍵詞：工業廠房；建筑結構；設計優化

為滿足工業生產需要，工業廠房的設計既要滿足廠房安全性及耐久性要求，又要與工業生產工藝特點相匹配。多專業領域交叉下的工業廠房設計工作極為復雜，為建設符合現代化標準的工業廠房，不僅要汲取相關經驗，提高廠房設計的標準上限，還要在工業廠房設計原則的基礎上，注重先進廠房設計方法及理念的創新，降低廠房建設材料損耗，保障廠房結構設計的經濟性，并使其布局更為合理。不僅如此，抗震、防火等也要作為工業廠房的設計重點，這也是廠房環境建設的基本要求，需在廠房結構設計中加以落實，切實改善工業生產環境。為此，在廠房結構設計中，需結合其結構特點及生產需求，掌握好設計優化的方向，努力改善現有廠房條件，下面就此展開詳述。

1工業廠房建筑結構設計概述

為提高工業用地利用率，充分開發工業廠房建筑空間，滿足工業生產效率要求，需重視廠房結構設計工作。工業廠房建筑在設計規范、標準、風格、技術及功能性要求等方面與住宅建筑有明顯差異，要求廠房設計人員做好生產現場調研，了解生產過程、材料供應、周圍建筑及環境特點，切實保障廠房設計構造的合理性。針對工業廠房建設項目，需提供多元化的設計方案，通過對比分析其在抗震、防火、結構穩定性等方面的差異，獲得更為經濟可行的工業廠房設計方案。

2工業廠房建筑結構設計相關原則

2.1確保結構參數設計的準確性

在工業廠房設計工作中，結構參數準確性是其必備條件，也是結構設計的質量基礎。面對繁雜的廠房結構參數，需善于利用專業軟件系統，全面收集工業廠房結構相關數據并進行精確計算，這樣既能加快廠房結構數據的處理速率，還能保障設計的精準度，以免工業廠房因人為因素而加大設計誤差。可行性研究也是廠房結構設計的關鍵，在同一工業廠房項目下，可有多種不同的設計方案，需結合項目投資、工期、場地等條件，為工業廠房建設優選經濟且可行的設計方案。同時，在確定方案后，廠房建筑設計人員應保證結構參數的準確計算并加以復檢，及時消除工業廠房設計隱患，提高廠房結構設計的合理性。

2.2結構布局需符合工業生產特點

在工業廠房建筑中，其結構形式較為靈活，應以工業生產需求為基本出發點，并且要在保障廠房質量性能的同時，盡可能簡化廠房結構，減少建設成本。不同生產工藝下，對廠房空間布局的需求不同，廠房建筑設計人員需全面了解生產工藝，工廠技術人員也要積極參與廠房設計工作，強化各專業設計溝通，優化工業廠房結構布局，以免生產工藝與布局設計產生沖突，提高廠房結構設計的合理性。此外，在廠房結構設計時，要為廠房規模擴張做準備，結合工業發展規劃及設備更新需要，廠房建筑結構設計要留有裕度，實現工業用地空間的充分利用。

3工業廠房建筑結構設計存在的問題

3.1整體布局不合理

首先，由于工業生產工藝的差異，廠房空間布局需求不同，而實際廠房結構設計中卻多存在同質化的問題，廠房空間布局基本相似，存在空間浪費或與工業生產需要不匹配的問題。其次，在實際設計中，廠房建筑設計人員對廠區空間布局缺乏考量，使同一工業生產工藝流程上的不同廠房相距甚遠，或廠房與居住區過近，導致最終產生一系列生產問題。

3.2精確度不足

當進行工業廠房結構設計時，需要有精確的荷載數據，并對結構應力進行精確分析。有的廠房設計人員僅依靠設計經驗，未對荷載、應力等參數作精準分析，以至于廠房結構中重要的支撐結構設計不當，影響廠房結構穩定性。

3.3設計缺乏成本考慮

對于工業廠房而言，設計質量及成本很是關鍵，在實際廠房設計中，若結構及選材不合理，則會增加工業廠房建設成本損失。同時，因結構設計不合理而帶來的廠房返工、重建等問題，也會加劇工業廠房建筑成本壓力。

4優化工業廠房建筑結構設計的相關對策

4.1優化選擇廠房建筑材料

材料選用與結構設計密切相關，在工業廠房建筑中，材料的優化選擇是廠房結構設計的關鍵。不同品類建材性能差異明顯，要實現廠房結構設計的優化，便要從材料基礎抓起。在制訂廠房結構設計方案時，要符合基本的設計規范要求，并結合工業廠房項目成本、工期及功能設計等要求，確定更為適宜的建材。由于廠房建筑材料可選空間大，可滿足不同使用要求，并且存在明顯的成本差異，這些均可作為廠房設計方案比對的依據。待方案選定后，采取約束性措施，確保廠房建筑材料質量。在諸多材料中，鋼材在工業廠房中應用得最多，在進行鋼結構廠房設計時，需著重分析其結構強度和耐火、耐腐蝕等特性，選擇更為適宜的鋼材型號。對于常規的鋼混結構廠房，要結合材料強度要求，降低材料因素所導致的不確定性，保證廠房建筑施工質量。

4.2改進工業廠房抗震設計

第一，設計時，工業廠房設計人員應先做好總體布局，熟悉結構設計具體要求，確保廠房結構布局的科學性與合理性，提高結構設計質量。在選擇橫向結構材料時，一般優先考慮使用鋼結構，前期結構方案設計至關重要，設計人員應充分發揮鋼結構在力學性能上的優勢，降低外力及結構荷載下的負面影響。第二，設計人員應重視分析橫向結構變化原理，在此基礎上采取合理措施來控制負面因素。工業廠房在實際使用過程中很容易受到外界因素的干擾，這主要是內部結構設計不合理引起的，導致穩定性不能得到有效保證，結構框架質量不達標。第三，當涉及地震因素分析時，應重視外部環境的作用，進一步改進原有結構連接點的不足之處，選擇合理的界定標準。使用結構框架時，要充分結合鋼結構特性來謹慎選擇，提高地震下構件連接的可靠性，切實提高結構的防震性能。

4.3優化廠房結構防火設計

工業生產對防火要求高，防火性能在工業廠房結構設計中有待提高。以常見的鋼結構廠房為例，其防火性能取決于材料本身，當鋼材周圍溫度超過100℃時，材質強度就會明顯下降，可塑性得到一定程度的增強，廠房結構穩定性變差；當溫度達到250℃時，可塑性變差，大概率會產生斷裂的情況；當溫度進一步升高時，就會產生較大形變。針對鋼材特性，設計人員一定要根據溫度差異來進行合理研究，做好耐火設計，直接選用高耐火性鋼材，減少高溫下工業廠房的損耗，延長廠房建筑的使用壽命，這有利于廠房高效、安全運轉，降低火災等事故對廠房的影響。

4.4優化屋面支撐系統和屋面結構

設計屋面支撐系統時，設計人員要結合廠房高度和其他環境因素來設計布置方案，保證設計結構形式的實用性和可靠性，同時還應熟悉結構抗震性能方面的基本標準。在設計屋蓋結構時，施工單位要結合已有施工技術和能力來開展施工，提前做好調研工作，明確基本安裝要求，達到一定的支撐效果。在設計屋架上弦天窗架時，應把握好不同支架的距離，需要界定橫向距離，實現橫向和縱向支撐之間的順利銜接，進而提高布局的合理性，提高鋼量的利用率，這樣既能節約施工成本，還能夠防止出現荷載過大而引起層面摩擦力的情況，減少對屋面結構的不利影響。設計人員一定要考慮全面，在明確屋面用鋼量的前提下進行適當優化，加強各道工序之間的有序銜接。在完成前期結構優化設計的前提下再開展連續作業，盡可能降低用鋼量，做到物盡其用，提高資源配置的合理性，實現廠房建筑結構設計水平的提升，構造一個安全、合理的生產環境，增加工業廠房使用效益。

4.5其他設計優化內容

現有工業廠房中，鋼結構廠房最為常見，盡管有結構強度及成本優勢，但也存在隱患，如鋼結構是裸露在自然環境中的，銹蝕問題難以規避，并且與環境有直接聯系。在工業廠房結構設計優化時，防銹設計關系著廠房結構耐久性，要求廠方結構設計人員加強重視，采取合適的防銹防腐措施，如利用各類專用涂料，可限制水蒸氣、氧氣等對鋼材表層的侵蝕。要深入了解鋼結構銹蝕的機理，研究廠方建設所用鋼材對溫濕度、環境介質等的敏感程度，進而從設計的角度提高廠房鋼結構對銹蝕的耐受性，保障廠房結構的安全性。

5結束語

綜上所述，在工業生產中，廠房結構設計的合理性關系著生產效率及安全，但在當前廠房建筑設計中，仍存在著結構同質化、布局不合理等問題，這就要求廠房結構設計人員不僅要保證參數設計的準確性，還要結合工業生產實際需要，對廠房空間布局加以優化，綜合考慮抗震防火、經濟性及結構穩定性等要求，切實改進廠房結構。此外，廠房結構設計人員還要重視設計創新，引進工業廠房結構設計先進經驗及理念，改善現有廠房條件，滿足廠房設計經濟性及空間利用最大化的要求。

參考文獻：

[1]管致宇.工業廠房建筑結構優化設計與施工[J].決策探索(中),2020(5):47.

[2]吳士杰.對工業建筑結構優化的幾點思考[J].科技尚品,2015(9):14+19.

[3]梁智豪.工業廠房建筑結構設計優化探究[J].住宅與房地產,2019(15):44.

[4]蔡靜.工業廠房建筑結構設計優化探究[J].住宅與房地產,2019(5):89.

[5]王君夫.工業廠房建筑主體結構的關鍵施工技術[J].工程技術研究,2020,5(15):54-55.

作者：薛賀雷 單位：甘肅省建材科研設計院有限責任公司