张登
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摘要：目前，工业化程度日益加深，国家越来越注重工业生产环境，工业厂房建筑结构设计的重要性愈加凸显。但在实际的工业厂房建筑结构设计中，仍存在很多问题，设计部门应予以重视，为工业生产的安全性提供保障。基于此，论文阐述了工业厂房建筑结构设计优化的重要性，结合钢结构介绍了工业厂房建筑结构设计存在的问题及设计优化的相关内容。
关键词：工业厂房；建筑结构；优化设计
1 引言
近年来，我国建筑行业发展迅速，不断更新建筑施工技术和材料，在建筑结构上也采取了优化处理。当前应用比较多的工业建筑为钢结构，此结构不仅塑性好，而且强度较高，自重偏小，施工进度快，节能环保。目前，工业厂房对材料的强度、布置要求较高，厂房的设计和建设均存在一定的提升空间，在保证安全性、耐久性的基础上设计厂房，应加深对设计中存在的问题进行探讨。
2 工程概况
本文以A工程为例，该工程为多层钢结构，建筑总面积约为5685m2，最高高度为23.40m，建筑一层层高为5.86m，建筑2层～5层的层高均为3.76m，在建筑一层内设有夹层，标准高度为0.98m，把局部一层层高分为两种，一种是2.83m，另一种是3.04m。基于生产工艺要求，同时将施工周期进行对比，并考虑到工程的经济性，在纵横方向上将柱距规定为6.60m，钢柱所使用的材料为方钢管，H型钢为钢梁所使用的材料，墙面材料为ALC外墙竖板，楼面为钢板混凝土。为了更好地承受厂房荷载，钢柱设置为29根，基础采用钻孔灌注桩，其直径为0.5m，长度为15.0m。
3 工业厂房建筑结构设计存在的问题
3.1 不注重整体布局
在工业厂房实际设计过程中，设计人员需要注重整体布局，全面考虑各项设计方案。钢结构厂房是现代生产的重要场所，也是生产企业布局的关键，设计人员需要充分考虑厂房的实际要求和特点，确保厂房和企业其他建筑的协调存在。但是，很多设计人员考虑不够全面，导致和其他位置的建筑出现一定的矛盾，如
工业厂房和居住区域距离比较近，厂房会产生很多噪声、有害气体，直接影响着周边居民的身体健康和工作效率等。
3.2 结构不合理
在工业厂房设计中，设计人员不注重成本控制问题，直接影响企业的综合效益。例如，钢结构工业厂房设计缺乏一定的结构合理性，极易造成资源浪费，甚至会影响厂房的整体质量和安全性，严重的还需要拆除重建，增加返工次数及项目成本。
4 工业厂房建筑结构设计优化要点分析
4.1 结构选型
根据工业企业和工业生产的实际需求不同，在设计轻型钢结构时，需要使用到的结构类型也有很大差异。现阶段较为常见的有门式钢架、箱体式钢架以及网架结构等。以门式钢架工业建筑为例，将大量不同尺寸的轻型钢，按照设计方案进行拼装、固定，形成建筑骨架。后期建筑拆除后，这些轻型钢材料约有 80%-90%可以重新回收使用。从结构的细部组成上来看，主要有钢架梁、钢架柱、抗风柱等组成，连接部位通常采用螺栓的方式进行固定，也有的使用焊接固定。门式钢架结构通常适用于中小型工业建筑，在大型工业建筑中，也可以将若干个门式钢架结构进行并联，但是需要在连接部位做好固定。
4.2 材料强度设计要点
材料的选取在很大程度上决定了厂房抗震强度，所以在设计厂房建设方案时，需要从钢结构抗震需求层面出发，合理选取符合强度要求的建设材料。
本文以主梁与斜支撑连接节点材料为例，对材料强度参数的设计要点展开研究。其中，连接节点由节点板与舌板、螺栓3部分组成。
①节点板与舌板材料强度为设计要点。厂房钢结构中，节点板与舌板受外拉力影响，很容易出现断裂情况，所以此处的材料需要具有较强的抗拉能力。
②螺栓材料强度设计要点。该类型材料强度的设计，需要保证节点位置处该材料的承压能力和抗剪能力较强。
4.3 合理把关横向及纵向设计
在正式对厂房结构进行设计前，应做好纵向及横向的分析。对于厂房横向结构的设计，应注重分析厂房使用功能，保证厂房能满足企业生产需求，以及符合企业生产变化；对于厂房纵向结构的设计，应综合考虑厂房的稳定与安全，有效掌握设计中的关键环节。另一方面，对于厂房构建及节点的设计，应考虑厂房的抗震能力，满足有关的构造要求，甚至考虑施工因素。基于构件的制作方式（制作方式主要分为两种，一种是工厂制作，另一种是现场制作）来选取相应的设计方法，通过这两种方式，充分发挥钢结构节点设计的灵活性与实用性，更好更快的满足才厂房施工进度的要求。
4.4 立面设计
在工业厂房立面设计过程中，设计人员需要从颜色分布、形状设计、规模等方面，优化厂房的外观环境，还需要注重颜色搭配。例如，在入口位置选择跳跃性颜色，确保入口的立体性和清晰性，这样工作人员才能够进入工作状态。同时，设计人员可利用采光板装饰厂房，还可以代替窗户，避免破坏工业厂房的线条、整体性，突出现代化气息。
4.5 隔热设计
工业建筑因为作业环境的特殊性，对温度有一定的要求，通常要求恒定在某一个温度值。因此在轻型钢结构建筑设计时，还要考虑隔热设计。重点从门窗部位、外墙部位着手进行优化设计。在轻型钢结构框架的基础上，可以根据保温隔热等具体需求，有选择性的使用一些辅助材料，例如 ALC加气混凝土板、彩色压型钢板等，都可以满足这一需求。在建筑外墙设计上，也可以考虑使用新型高性能的隔热材料，例如离心玻璃棉等，将这些新型材料铺贴、固定在轻型钢结构上，满足工业建筑的设计、施工与使用需求。
4.6 有效设置变形缝
对于钢结构建筑的变形缝设置限值而言，要求并不是很高，而且对钢结构的要求较为宽松。但在具体设计时，对于变形缝的设置，相关人员应高度重视，避免因设置得不合理而出现质量问题。一般而言，工业厂房有着较大的规模，若变形缝施工不够规范，或者设置不够合理，很大程度上会直接影响建筑的使用环境，包括外部使用环境及内部使用环境，如变形问题和湿度问题。如果情况较为严重，会直接损坏生产设备，或者导致工厂不能正常运转。所以，在具体设计时，应全面、合理地分析变形缝的设置，在保证厂房质量的同时，确保厂房使用更加安全。
5 结束语
综上所述，在现代化社会的发展中，很多工业企业建设规模在不断扩大，并对工业设施提出了更加严格的要求，修建的工业厂房空间越来越大，严重影响着钢结构工业厂房设计工作的有效进行。为了有效地解决这一问题，设计部门需要深入分析工业厂房设计问题，针对设计思路、设计技术进行优化设计，促进工业厂房建造技术的快速发展。
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