對工業廠房結構設計的分析

張進寶

摘 要：本文簡述了工業廠房結構設計的基本原則，對工業廠房結構設計需要注意的問題進行了分析，重點探討了工業廠房結構設計的要點。

關鍵詞：工業廠房；結構設計；要點

1 前言

由于工業廠房的建設與民用住宅的建設是不同的，因而其結構的設計也存在不同，在工業廠房結構設計中必須要掌握其設計要點，從而保證建筑結構的穩定性與安全性。

2 工業廠房結構設計的基本原則

2.1 工業廠房的設計以簡約化為主

工業廠房建設完成并投入使用后，首先是要用于放置各類加工設備，大量大型的機械設備需要有充足的空間來容納，因而廠房不僅占地面積要廣闊，內部的設計也要盡量朝著簡約化方向發展，結構層次設計簡單可以給工廠工作人員的工作帶來便利。

2.2 廠房的隔音效果和安全性要好

一般的工業廠房中都會使用大機器進行生產，這些大機器在工作時通常會產生噪音，如果廠房的隔音效果不好就會給周邊住戶帶來噪音上的污染，同時眾多機器設備共同運作帶來的震動是對廠房結構穩定性的一種考驗，因而在設計廠房結構時應當將廠房的隔音效果和安全性考慮在內。

3 工業廠房結構設計需要注意的問題

3.1 生產工藝與結構布置需要協調

工業廠房設計當中，結構設計和工藝設計的協調性是一項重要指標，二者之間應該互相溝通，盡量的為對方提供方便。在進行結構設計之前，應該充分的了解到在廠房中的工藝生產需求，滿足工業生產。在工藝.設計階段，應該對廠房的結構設計有充分的了解，在什么地方可以布設什么設備，什么地方可以承受一定的荷載等，都需要有清晰的了解。在實際的設計過程中，往往會因為二者的溝通不暢，出現了不協調的現象，這樣在廠房應用的時候，就會出現矛盾，不能有效的利用。如果二者可以有效的溝通了解，不僅在設計上會順暢，同時還為施工減輕了負擔。具體而言：工業廠房設計主要是為服務工業生產而存在，在結構設計中，就需要與廠房的用途以及生產工藝等要求相互的結合起來，這樣才可以發揮出生產工藝的能力。由于設計人員對于具體的生產工藝內容不熟悉，在結構設計的時候，很容易忽視工藝的具體要求，如合理的旋轉框架梁的開洞位置，設計中常常需要針對受力的合理性來選擇位置，但是實際的生產工藝的要求與之有明顯的差異。又如，在設計之中，對于沿梁方向布置的荷載設計在跨中的位置上。所以，在工藝布置圖設計的基礎上，尤其是在特殊器械的工藝要求上，需要甲方提供工藝圖，這樣才可以滿足結構的安全性和合理性需求。另外，結構構件的布置應該滿足傳力明確簡潔的要求；在工業站場之中合理的選擇結構形式；遵循動荷載設備布置原則；在建筑物的泄爆方面，要求工業廠房能夠滿足施工快速的要求，結構輕且滿足泄爆；在結構設計中需符合防爆要求；正確的理解柱間支撐位置設置與工藝布置之間的關系。

3.2 結構計算問題

目前，結構設計的計算是利用計算機軟件來完成的，其計算的效率較高，且結果準確，能將設計師從繁瑣的理學計算中解救出來，從而更好的參與到結構設計優化、概念設計及構造性措施設計上去，通過多種設計方案的比較、建設成本的分析及構件布置的優化等，可滿足建筑結構的經濟性和合理性要求，進而提升結構設計的效率。但是在利用計算機進行結構輔助設計的時候，還需對其結果進行復查和驗算，這樣才可將設計中存在的不合理之處及錯誤消除，實現結構設計的優化，從而降低結構設計存在的隱患。結構計算方面還需要注意兩點：動荷載對于結構產生的影響；鋼結構部分對于變形擾度產生的影響。

4 工業廠房建筑結構設計優化要點

4.1 確保計算的準確性

針對當前的工業廠房建筑結構設計而言，因為其計算所涉及到的內容較多，并且計算過程會對工業廠房建筑的安全性和穩定性造成直接的影響，所以需要謹慎對待，確定其計算的準確性。在結構設計過程中，計算準確性的保障就是不可或缺的一種手段。

4.2 防火設計

在工業廠房建筑結構設計中，防火設計是重要方面。所以，應該作為重要的優化手段而存在，特別是針對鋼結構的工業廠房來說，由于其耐火的登記相比混凝土結構建筑物，其存在明顯差異，還需要針對這一缺點進行更加深入的優化與完善。一般來說，防火設計的優化，需要通過合理的防火涂料在鋼結構的表面進行噴涂，并且將耐火性能提高，這樣才能避免因為高溫導致工業廠房建筑結構的損壞，同時為其后期使用的安全性也可以帶來保障。在具體的操作環節，可以選擇混凝土包裹處理的方式來進行鋼結構防火處理，這樣的防火效果更佳。

4.3 抗震性設計

在工業廠房建筑結構設計之中，抗震性能是重點內容，確保工業廠房建筑結構本身的抗震性，是不容忽視的一個方面。尤其是針對鋼結構的工業廠房來說，抗震性的設計更加突出。在進行工業廠房抗震性設計的時候，需要將整體性的設計凸顯出來，并且嚴格的控制鋼結構的連接，確保其穩定性不受任何的影響，這樣才能夠提升在震動過程中的抵抗效果，同時也可以避免因為震動，導致坍塌的問題出現。

4.4 優化施工材料

針對工業廠房建筑結構設計而言，施工材料的控制是不容忽視的一個環節，不同的施工材料，結構設計的效果也會產生明顯的差異。在使用施工材料的時候，做好優化設計，其意義非凡。在進行施工材料優化設計的時候，一般要考慮到工業廠房建筑師的實際情況，并且基于其基本的要求來進行合理的旋轉，確保其能夠更好的運用，尤其是針對鋼筋混凝土結構類型的選擇以及鋼材料類型的選擇上，需要認真的對待。

4.5 屋面支撐結構設計

針對工業廠房建筑結構而言，屋面的支撐結構是不可缺少的一個環節，針對屋面支撐系統的設計優化而言，其可靠性和穩定性就是最核心的一點，需要針對這兩個方面做好相應的設計，才能夠滿足屋面支撐結構設計優化的需求，同時也能滿足工業廠房的設計要求。在具體的操作中，優化屋面支撐可以考慮下述幾點：①結構支撐水平優化；②垂直支撐優化；③吊車梁支撐優化，這樣才能夠滿足支撐結構的設計要求。

4.6 其他要點

在工業廠房建筑之中，鋼結構是不可或缺的一部分，并且鋼結構主要是網架、空間架以及輕鋼等構成，其中，在鋼結構懸掛荷載較大時，會使用網架，從而發揮建筑荷載降低的作用。在進行工業廠房建筑結構設計的時候，設計人員需要考慮到實際的需求以及建廠條件來確定結構。另外，在選擇廠房結構的時候，除開基于支撐結構來選擇最佳的材料之外， 還應該確保材料的材質以及種類都能夠滿足相關的規定要求，一般來說，設計人員可以選擇無縫鋼管或者是焊接鋼管來完成施工作業，確保結構質量能夠滿足建筑的要求。其中，無縫鋼管本身又中空界面的存在，通過這一個通道，就可以確保流體順利的輸送。在利用無縫鋼管或者是其余的實心剛才之后，如比較分析圓鋼或者是鋼管后，發現無縫鋼管的質量更輕，穩定性更高，所以，在材料使用中，可以優先考慮無縫鋼管。同樣，考慮到工業廠房結構本身的特殊性，部分結構構件利用模塊化設計，就能夠增加工廠加工量，滿足施工速度要求，同時還能夠加強模塊接口設計深度。

5 結束語

總而言之，工業廠房結構的設計應當建立在滿足工業生產要求的基礎上，著眼于廠房建設的實際應用，充分考慮廠房結構設計的抗震性能和耐熱性能等，確保廠房使用的安全性。

參考文獻：

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[2] 方振清.工業廠房建筑結構設計優化研究[J].智能城市，2016（5）：41.