摘要：工业建筑的建设主要是以工业加工生产为目的,大规模的工业生产离不开其配套的工业工厂。厂房的建设已成为建筑业的一个重要分支。通过进一步完善厂房的建设,更好地实现各类生产环节的高效实施。结构设计是工业厂房建设相关环节中最关键的部分。这一环节的有效实施直接影响到厂房的施工质量。目前,厂房的基本结构设计理念相似。但由于设计人员设计理念的不同和实际情况不同,在设计厂房建筑结构时必然会出现不同的结构形式。提出了一些相关建议。
关键词：工业厂房；建筑结构设计；优化
1工业厂房的特点
工业厂房有很多特点,主要三个优点就是:节约成本,方便管理,适应广泛。节约成本:与单一的工业厂房结构设计相比,工业厂房所需要的建筑材料更少,成本低,工业厂房的占地面积更小,相应的,它的基础地面面积以及一系列的建筑设施都会更少。工业厂房的低成本也减少了施工的周期;方便管理:因为工业厂房的结构简单,功能丰富,所以工业厂房的管理非常方便,更多新型材料的加入使得工业厂房的结构设计变得越来越简单,无论是厂房的防水、防火、还是防爆,都可以集中在一种材料上,这就更加方便了厂房的管理和维修;适应广泛:工业厂房有三种体系,工程师在建筑的时候就有了更多的选择,而且还可以搭配使用,这样就能适用各种结构,所以工业厂房的适用范围非常广泛。
2工业厂房钢结构设计中的问题
2.1防火设计水平低
钢结构是工业建筑中最常见的结构材料。钢材料具有耐热性,但不耐火。在高温连续燃烧的情况下,钢结构的抗拉和抗压强度会受到影响,导致钢结构严重。变形、损坏等。过高的温度也会导致钢铁厂的倒塌,不仅会对生产人员的生命财产造成损害,也会对工业生产造成巨大的经济损失。造成这些问题的主要原因是工厂的防火设计不合格。设计人员没有注意防火效果,忽视了防火设计的重要性。所用钢结构材料未达到标准防火水平。火灾发生时,工厂结构的倒塌造成了巨大的经济损失。
2.2协调好生产工艺与结构布置的关系
工业厂房的设计应适应工业生产活动的需要,确保生产过程与厂房结构的协调统一。两者互相沟通,充分考虑。在结构设计之前,我们应该充分了解厂房生产过程的需要。只有这样,才能最大限度地发挥厂房的功能。在实际的设计过程中,往往会因为两者沟通不良而出现矛盾,以致在使用厂房时会出现矛盾。缺乏对结构设计者设计要求的认识,容易导致结构布局与工艺布局的冲突,两者的矛盾在设计和施工中造成不必要的麻烦。例如,对于旋转框架梁孔开口的合理位置,往往需要根据受力的合理性在设计中选择位置,但是实际的生产工艺与之存在的差异。
3优化工厂厂房结构设计方案
3.1工业厂房建筑结构防火设计优化
防火设计是工业厂房建筑设计的重要方面。钢结构工厂和混凝土工厂有明显的差别,钢结构工厂具有高强度、高塑性、质量轻等优点,同时,也存在一定的结构缺陷。即温度的影响大,防火能力相对混凝土结构较差,这使得钢结构工业厂房如果未进行防火处理会面临巨大安全隐患。所以,需要针对其防火性能进行更加深入的优化与完善。一般需要通过合理的防火涂料在钢结构表面喷涂防火设计的优化,提高防火性能。同时还增加了绝热设计的内容。确保钢结构工厂的安全性,同时也会对防止钢结构的腐蚀有一定的作用。
3.2工业厂房建筑结构抗震设计优化
在工业厂房建筑结构设计中,抗震是关键内容,尤其是对地震多发地区,确保工业厂房建筑结构的抗震性能尤其关键。抗震设计必须保证结构的质量和刚度尽可能地均匀分布。在整体布局中,要充分考虑受力平衡,减少变形不均匀,提高结构整体刚度。在工业厂房的抗震设计中,要体现整体设计,严格控制钢结构的连接,确保其稳定性不受任何冲击,防止结构在地震中的疲劳损伤。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆保证构件在屈服前进入塑性工作,避免其突然发生倒塌,充分提高钢结构的抗震性能。建立必要的支撑体系(斜杆支撑、竖向支撑等),以提高钢结构的整体稳定性,对于钢结构作为空间结构体系来说非常重要。能够提升在震动过程中的抵抗效果,避免因为震动发生单一杆件失连,而导致的坍塌。
3.3合理布置
多层工业厂房涉及的方面比较多,在布置上容易出现差错,造成一定的安全隐患。以厂房的结构设计来说,厂房的空间结构要有较大的跨度,其采用的一般是组合型框架。柱网是最合理的结构,柱网的结构有利于房间的各种运动,房子的大部分重量集中在中心,那柱网结构可以很好的分散房子的重量,发挥墙壁的承重作用。工业厂房的结构简单,功能也比较单一,其它的附加功能虽然多,但是不一定需要在结构上体现出来,所以厂房的功能主要在于承重。另外,工业厂房不像城市的建筑,工业厂房的防护措施相对较少,也更容易受到损害。这些都要求在工业厂房的设计当中体现出来,在横向的结构上要注意主要框架的移动范围,在纵向的结构上要注意重量的分配,斜向方面的结构主要作用是连接,这几个主要方向的结构要反复设计,保证工业厂房的功能。
3.4刚架系统和支撑的优化
在厂房刚性框架和支撑系统的设计过程中,应根据厂房设备的实际情况进行结构设计。充分了解设备的振动、高度、吨位、跨度和起重机等大型设备。对大型机械设备应严格按照施工规范进行结构设计,优化了在全厂具有支撑作用的垂直支撑结构,提高了整体支撑能力和抗压性能。设计时按照“强柱弱梁,强节点弱构件”的设计原则,对于需要安装大型机械设备的工厂,设计者应当按照有关规定,根据实际需要设计厂房的高度和支撑结构。在厂房屋顶设计中,为了保证屋顶结构具有良好的防水排水功能,必须严格按照设计要求,综合考虑屋顶的坡度和沟槽的形式,对于屋顶支撑系统的优化,它的可靠性和稳定性是它的核心,增加斜支杆的连接来确保钢架的稳定性,并且由于南北地区降雨量的差异,屋顶的坡度设计也有明显差异。因此,在设计过程中,根据实际情况的不同,采用有针对性的合理设计。
3.5破坏机制的设置
城市的工业厂房较少,大部分工业厂房都被建在山区,山区的环境恶劣,有各种地质灾害,这些自然灾害会给厂房带来严重的损失,也会威胁到工作人员的生命安全。因此厂房的工程师要充分考虑防破坏机制的设置。地质灾害对厂房的主要结构影响最大,厂房的主要结构当中,最主要的两个结构就是梁和柱,柱受到伤害,厂房不会马上倒塌,而如果梁到伤害,厂房的顶端结构就会掉落,直接造成损失,所以柱的质量要优于梁的质量,这样可以保证梁最晚受到伤害;另外,要注意强节弱杆,节点通常连接于若干支架,假如节点受到破坏,厂房受到的损失会很大,并且这个损失是不可控的,也是不可逆的。最后一点就是强剪弱弯,在地质灾害当中最容易出现的是剪切破坏,强剪弱弯可以有效阻止破坏进一步的发展。
结论
优化工业厂房的建筑结构设计,具有十分重要的意义。设计的质量直接影响到厂房的安全性和可靠性。根据工厂的实际需要,在满足工业生产活动的同时,努力优化工厂结构的设计。在工厂结构的设计中,从强度、抗震性能、安全性和耐久性等方面考虑了工厂建筑的整体结构。要最大限度地提高整个厂房的空间利用率,在整体布局中为工人创造舒适、安全的工作环境。同时,厂房建筑结构的优化设计主要是基于主观判断。需要在客观数据的基础上进一步完善理论,实现厂房结构的优化。设计师必须不断引进新的设计理念,大胆创新,努力使工业厂房的结构设计更加现代化和人性化。
参考文献
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论文作者:陈英
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签：厂房论文; 工业论文; 结构论文; 钢结构论文; 结构设计论文; 工厂论文; 建筑论文; 《基层建设》2019年第25期论文;