工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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［摘要］改革開放后，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)作為經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了巨大作用。隨之工業(yè)廠房建設(shè)也進(jìn)入人們的視線，為確保工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工質(zhì)量顯得尤為重要。質(zhì)量的提高不僅提高了工業(yè)生產(chǎn)的安全系數(shù)，而且提高了工人的生產(chǎn)質(zhì)量和生活質(zhì)量。在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)中，新技術(shù)和新工藝不斷得到發(fā)展完善并加以應(yīng)用，有效地保證了工業(yè)廠房的質(zhì)量。工業(yè)工廠建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)化，可以促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的順利發(fā)展。本文主要對工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化進(jìn)行了分析和研究。

［關(guān)鍵詞］工業(yè)廠房；安全系數(shù)；建筑質(zhì)量；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

1.1防火設(shè)計(jì)水平低

鋼結(jié)構(gòu)是工業(yè)建筑中最常見的結(jié)構(gòu)材料。鋼材料具有耐熱性，但不耐火。在高溫連續(xù)燃燒的情況下，鋼結(jié)構(gòu)的抗拉和抗壓強(qiáng)度會受到影響，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)嚴(yán)重[1]。變形、損壞等。過高的溫度也會導(dǎo)致鋼鐵廠的倒塌，不僅會對生產(chǎn)人員的生命財(cái)產(chǎn)造成損害，也會對工業(yè)生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。造成這些問題的主要原因是工廠的防火設(shè)計(jì)不合格。設(shè)計(jì)人員沒有注意防火效果，忽視了防火設(shè)計(jì)的重要性。所用鋼結(jié)構(gòu)材料未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)防火水平?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，工廠結(jié)構(gòu)的倒塌造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2協(xié)調(diào)好生產(chǎn)工藝與結(jié)構(gòu)布置的關(guān)系

工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的需要，確保生產(chǎn)過程與廠房結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。兩者互相溝通，充分考慮。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，我們應(yīng)該充分了解廠房生產(chǎn)過程的需要。只有這樣，才能最大限度地發(fā)揮廠房的功能。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，往往會因?yàn)閮烧邷贤ú涣级霈F(xiàn)矛盾，以致在使用廠房時(shí)會出現(xiàn)矛盾。缺乏對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)要求的認(rèn)識，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)布局與工藝布局的沖突[2]，兩者的矛盾在設(shè)計(jì)和施工中造成不必要的麻煩。例如，對于旋轉(zhuǎn)框架梁孔開口的合理位置，往往需要根據(jù)受力的合理性在設(shè)計(jì)中選擇位置，但是實(shí)際的生產(chǎn)工藝與之存在的差異。

2工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1優(yōu)化防火設(shè)計(jì)

防火設(shè)計(jì)是工業(yè)廠房建筑設(shè)計(jì)的重要方面。鋼結(jié)構(gòu)工廠和混凝土工廠有明顯的差別，鋼結(jié)構(gòu)工廠具有高強(qiáng)度、高塑性、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，也存在一定的結(jié)構(gòu)缺陷。即溫度的影響大，防火能力相對混凝土結(jié)構(gòu)較差，這使得鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房如果未進(jìn)行防火處理會面臨巨大安全隱患。所以，需要針對其防火性能進(jìn)行更加深入的優(yōu)化與完善。一般需要通過合理的防火涂料在鋼結(jié)構(gòu)表面噴涂防火設(shè)計(jì)的優(yōu)化，提高防火性能。同時(shí)還增加了絕熱設(shè)計(jì)的內(nèi)容[3]。確保鋼結(jié)構(gòu)工廠的安全性，同時(shí)也會對防止鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕有一定的作用。

2.2鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震性設(shè)計(jì)優(yōu)化

在工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震是關(guān)鍵內(nèi)容，尤其是對地震多發(fā)地區(qū)，確保工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能尤其關(guān)鍵?？拐鹪O(shè)計(jì)必須保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度盡可能地均勻分布。在整體布局中，要充分考慮受力平衡，減少變形不均勻，提高結(jié)構(gòu)整體剛度。在工業(yè)廠房的抗震設(shè)計(jì)中，要體現(xiàn)整體設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制鋼結(jié)構(gòu)的連接，確保其穩(wěn)定性不受任何沖擊，防止結(jié)構(gòu)在地震中的疲勞損傷[4]。保證構(gòu)件在屈服前進(jìn)入塑性工作，避免其突然發(fā)生倒塌，充分提高鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能。建立必要的支撐體系（斜桿支撐、豎向支撐等），以提高鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，對于鋼結(jié)構(gòu)作為空間結(jié)構(gòu)體系來說非常重要。能夠提升在震動(dòng)過程中的抵抗效果，避免因?yàn)檎饎?dòng)發(fā)生單一桿件失連，而導(dǎo)致的坍塌。

2.3剛架系統(tǒng)和支撐的優(yōu)化

在廠房剛性框架和支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)廠房設(shè)備的實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。充分了解設(shè)備的振動(dòng)、高度、噸位、跨度和起重機(jī)等大型設(shè)備。對大型機(jī)械設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化了在全廠具有支撐作用的垂直支撐結(jié)構(gòu)，提高了整體支撐能力和抗壓性能。設(shè)計(jì)時(shí)按照“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)原則，對于需要安裝大型機(jī)械設(shè)備的工廠，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)按照有關(guān)規(guī)定，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)廠房的高度和支撐結(jié)構(gòu)。在廠房屋頂設(shè)計(jì)中，為了保證屋頂結(jié)構(gòu)具有良好的防水排水功能，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，綜合考慮屋頂?shù)钠露群蜏喜鄣男问?，對于屋頂支撐系統(tǒng)的優(yōu)化，它的可靠性和穩(wěn)定性是它的核心，增加斜支桿的連接來確保鋼架的穩(wěn)定性，并且由于南北地區(qū)降雨量的差異，屋頂?shù)钠露仍O(shè)計(jì)也有明顯差異。因此，在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)實(shí)際情況的不同，采用有針對性的合理設(shè)計(jì)[5]。

3結(jié)束語

優(yōu)化工業(yè)廠房的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有十分重要的意義。設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到廠房的安全性和可靠性。根據(jù)工廠的實(shí)際需要，在滿足工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的同時(shí)，努力優(yōu)化工廠結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在工廠結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，從強(qiáng)度、抗震性能、安全性和耐久性等方面考慮了工廠建筑的整體結(jié)構(gòu)。要最大限度地提高整個(gè)廠房的空間利用率，在整體布局中為工人創(chuàng)造舒適、安全的工作環(huán)境。同時(shí)，廠房建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是基于主觀判斷。需要在客觀數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善理論，實(shí)現(xiàn)廠房結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。設(shè)計(jì)師必須不斷引進(jìn)新的設(shè)計(jì)理念，大膽創(chuàng)新，努力使工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加現(xiàn)代化和人性化。

參考文獻(xiàn)

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[4]陳玲玲.工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的探究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（19）：100.

[5]張莉娟.工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的探究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（07）：1

作者：翟宏磊 張嘉麟 郝少杰 單位：華北理工大學(xué)