工业厂房建筑结构设计优化的探究

刘益明

（中建八局南方建设有限公司，广西 南宁 530000）

在工业厂房的建筑结构设计中，要根据工业生产的实际需要来合理设计建筑结构布局，为工业生产活动创造良好的环境。工业厂房的建筑结构设计不仅涉及多领域学科的理论知识，而且设计内容和环节的复杂程度也较高，因此设计人员要不断总结经验，积极运用先进的设计理念，对传统的工业厂房结构设计方法加以创新，严格遵守工业厂房的基本设计原则，提高建筑材料选择以及结构布局的合理性，同时要在建筑结构的抗震设计以及防火设计等诸多方面进行优化，为工业厂房建筑结构的安全性和稳固性提供可靠的保障，从而全面提高工业厂房的结构设计水平，为工业生产经营活动的正常开展奠定有利的环境基础。

1 设计工业厂房建筑结构的基本原则

1.1 准确计算结构参数

在设计工业厂房建筑结构时，首先要准确计算各项结构参数，这是保障建筑结构设计质量的重要基础。因此，设计人员在进行设计计算时，应充分利用先进的计算机软件系统来采集数据，并对数据进行计算处理，这样可以有效提高计算的准确性以及数据处理的效率，减少人为因素造成的计算误差[1]。同时，设计人员还应该充分分析建筑结构设计的可行性，对不同的设计方案进行全方位的对比分析，从而选择出可行性比较高且经济性比较好的建筑结构设计。然后设计人员还要通过复检来验证计算结构的准确性，对于设计方案中所存在的不合理之处以及一些潜在问题进行改进。

1.2 根据工业生产工艺特点确定建筑结构布局

在设计工业厂房建筑结构时，应以工业生产对厂房结构的实际需要为设计的出发点，工厂厂房的建筑结构布局要能够适应生产工艺特点，从而充分利用厂房空间，实现其各项使用功能，为工业生产经营活动创造良好的空间环境。因此设计人员必须对工业生产的主要工艺以及技术特点有全面的了解，并严格遵守建筑结构的设计规范，加强与各专业领域的沟通协调，避免建筑结构的布局设计对正常的生产工艺的影响，造成建筑结构设计不合理。

2 优化工厂厂房结构设计方案

2.1 工业厂房建筑结构防火设计优化

防火设计是工业厂房结构设计中的重点环节之一，对建筑结构的防火设计进行优化是减小火灾发生概率的一项有效措施。设计人员在进行建筑结构设计时应优化其结构的耐火性，并提高消防警报、排烟以及人员疏散等方面设计方案的合理性。目前大部分工业厂房采用的是钢结构，其在耐火能力方面与混凝土结构相比存在一定的差距，因此设计人员应采取在钢结构表面刷涂防火涂料等方式来增强钢结构的防火性能，以防止钢结构在高温影响下出现结构变形等问题[2]。同时设计人员还应对工业厂房的平面布局加以优化，通过合理分区来设置消防通道、隔离区以及疏散通道等，从而达到优化工业厂房建筑结构防火设计的目的。

2.2 工业厂房建筑结构抗震设计优化

地震是威胁工业厂房建筑结构安全的重要因素，因此在建筑结构设计中必须高度的重视抗震设计环节，优化工业厂房的抗震设计方案。在工业厂房的抗震设计中，设计人员首先要优化基址的选择，尽量避免在地质构造复杂，地震活动比较频繁的区域建厂。同时在设计建筑结构的平面布局设计中要协调好整体结构的稳定性以及结构局部的稳定性之间的关系，加强整体性设计。设计平面布局以及建筑结构里面时应尽量采用对称布局，并简化结构形式，选择矩形等比较稳定的结构类型。在设置钢架以及柱间支撑结构时也应按照对称布局的方法来进行设计，以增强工业厂房整体建筑结构的稳定性以及荷载能力，从而优化抗震设计方案，提高工业厂房建筑结构的抗震性能。

2.3 工业厂房建筑结构材料选择优化

优化工业厂房的结构设计时，提高建筑材料选择的合理性是重要的优化方向之一。建筑材料在质量性能上的差异会直接影响工业厂房建筑结构的设计的效果。因此设计人员在设计方案中选择建筑材料时应严格遵守工业厂房结构设计的相关规范，并根据工业厂房的设计功能以及实际需要来合理选择建筑材料。同时在保证建筑材料的质量性能符合设计规定的基础上，设计人员还应充分考虑建筑材料的实用性以及经济性，对设计方案进行全面的对比分析，从而优化建筑材料选择的性价比[3]。以工业厂房建筑中的钢材选择为例，设计人员应充分考虑国内工业厂房在防火性能方面的要求，因此应选择具有较高耐火能力的钢材型号。而在选择钢筋混凝土等常用的建筑材料时，也根据工程的实际强度等级需要等因素来进行优化选择，从而达到优化设计方案的目的。

2.4 工业厂房建筑结构支撑设计优化

在设计工业厂房的支撑系统时，设计人员应充分了解工业生产活动的实际情况，例如机械设备在正常运行状态下所产生的振动，工业生产中所使用的大型设备的跨度、高度以及吨位等因素，从而合理设计支撑系统的结构形式。在支撑系统的结构设计中，主要优化的对象是在厂房的垂直方向上具有支撑作用的结构系统，屋盖的檩条结构可以忽略。

2.5 工业厂房建筑结构屋面设计优化

设计工业厂房建筑的屋面结构时，设计人员应重点对屋面结构的排水以及防水性能进行优化设计，合理选择屋面的天沟形式以及坡度设置，并根据设计规范以及工业厂房的具体要求来选择相应的施工材料以及技术工艺。由于不同地区在降雨量上存在较大的差异，因此在设计屋面坡度时应充分考虑厂房所在区域的实际降雨量因素，对设计方案进行对比优化，提高屋面结构设计的合理性[4]。

2.6 工业厂房建筑结构其他方面的设计优化

目前在工业厂房结构的设计中广泛采用的是钢结构，而钢结构如果长期暴露在潮湿环境或者空气中都会发生不同程度的锈蚀现象，会对工业厂房建筑结构的安全性和稳定性造成不利的影响。设计人员应在设计建筑结构时充分考虑这一因素，并对钢结构采取相应的防锈处理方法。设计人员应准确掌握钢结构产生锈蚀现象的主要成因机理，以及相关的温湿度、侵蚀介质以及环境因素等，并了解其影响程度，从而在设计方案中通过优化结构布局设计，合理选择建筑材料等方式来解决钢结构的锈蚀问题，从而保证工业厂房建筑结构的质量安全，并为工业厂房能够充分发挥其应有的功能奠定良好的基础。

3 结语

在工业厂房的结构设计中，设计人员应根据工厂的实际生产工艺特点以及对厂房的具体要求来优化建筑结构的布局设计，充分利用建筑空间为工厂的生产经营活动创造良好的环境。在对建筑结构设计进行优化时，还要对工业厂房建筑结构的抗震性能、结构的安全性和稳固性、防火能力、强度以及使用寿命等多种因素进行综合的分析，积极运用先进的设计理念和设计方法，不断总结设计实践经验，对设计方案进行优化改进，并加强技术创新，从而全面提高工业厂房建筑结构的设计水平，使结构设计更加适应建筑行业现代化发展的要求。