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摘要：建筑行业日益鼎盛的今天，比较常见的建筑是商业建筑、民用居住建筑以及工业厂房建筑，由于这些建筑对使用功能的要求各不相同，所以在进行建筑设计的时候，也要根据不同的要求进行合理的规划设计。通常，商业建筑与民用居住建筑都是以混凝土材料的框架结构为主，其中商业建筑掺杂部分的钢结构建筑，而工业使用的厂房类建筑则一般都是以钢结构建筑为主。由于工业厂房使用功能的特殊性，在对其进行结构的设计时，要根据厂房的实际用途进行合理的规划配置，从而使建成的厂房建筑能够满足生产的需求。本文通过分析厂房建筑的结构设计，阐述结构设计优化技术在其中的应用。
关键词：工业厂房；钢结构；结构设计；优化技术
前言
工业厂房，指直接用于生产或为生产配套的各种房屋，除了用于生产的车间，它还包括其附属建筑，如厂房宿舍、食堂、办公楼等配套房屋，都属于工业厂房的范畴，或工业厂房的一部分。我国在工业厂房的建设当中，大多采用的是钢结构，而这种结构的厂房建设在我国发展的时间并不长，因此许多方面都还存在着一定的问题。所以，在进行厂房的结构设计时，就要组织对设计图纸进行严格的审核，提前将设计存在的问题找出来，从而减少不必要的麻烦，提高工程建设的效率，为厂房的质量和使用安全性提供保障。在进行钢结构工程的设计工作时，要在工程的制作阶段和安装阶段进行不同的设计，同时还要保证设计达到相关的设计技术标准。
1结构设计优化技术的重要性
随着建筑行业的不断发展，现代建筑更加注重实用性和质量安全，对于一个建筑来说，直接关系到它这两个特性的就是其结构设计。而随着建筑结构设计越来越复杂，使用要求越来越高，就需要对结构设计的过程进行合理的优化和完善，因此结构设计优化技术也越来越受到重视。厂房建设设计当中采用结构设计优化技术之后，就可以不断使建筑的基础结构、房屋结构、维护结构以及细部构造等设计进行完善，提升建筑本身的质量，增强其使用功能。
除此之外，在结构设计当中进行合理的优化，可以一定程度上满足建筑绿色环保的要求，节约建筑在此方面的额外成本。建筑建设需投入的成本都是以预算为依据，而预算又很大程度上是由建筑的结构设计所决定的，因此优化结构设计的过程，也可以有效的控制建筑的投入成本。
2优化技术概述
目前，常见的建筑工程结构设计优化技术基本方法主要有两种，即直觉优化与概念设计处理。
其中，直觉优化指的是预先准备多种结构设计方案，在进行实际设计的过程当中，需要设计人员通过经验，参考建筑的实际情况，根据自己的直觉选择合适的结构设计方案。实际设计当中，尤其是确定结构布置设计、荷载分析、细部处理的设计方案时，如果只依靠计算机进行方案设计，必定会存在较大的偏差，所以必须要由设计人员靠自己的判断来进行结构设计方案的选择。在实际的建筑工程结构设计中，设计人员自己的判断是需要根据设计规律和实践经验来判断，其在一定情况下，还是需要结合概念来进行设计处理。所以，为了进一步的完善建筑结构设计，就有产生了概念设计处理这种结构设计优化技术手段。
3厂房结构设计当中优化技术的应用
工业厂房的结构多数是采用钢结构，因此在对其结构设计进行研究时，也要以钢结构为研究的重点。
3.1结构设计优化的原则
厂房主要用于生产，在进行设计的时候，首先就要保证厂房具有足够的活动空间，从而满足生产活动的使用要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆厂房用于生产，所以实际当中不可避免的会使用到大型的机械设备，而这些设备在运行的过程当中会产生较大的振动，对建筑结构的安全性造成一定的威胁，所以结构设计还要考虑到建筑整体结构的稳定性和安全性。厂房的钢结构在使用过程当中，容易受到高温的影响造成钢材的刚度降低，从而影响整个建筑结构的稳定性；且钢材易氧化，一旦养护不到位，就会造成材料的锈蚀，最终导致结构破坏。最后，厂房的支撑体系设计、屋面设计和立面设计也都要充分结合实际需要，合理设计，从而提升厂房结构设计方案的经济性和合理性。实际当中，对厂房结构稳定造成影响的因素还有许多，为了避免这些问题，就要综合考虑各个因素，进行可行、完善的结构设计。
3.2抗震设计
地震作为自然界比较常见且对建筑结构危害较大的因素，在建筑结构的设计当中必须受到重视，钢结构厂房本身质量较轻，结构稳定，但是也必须进行科学的抗震设计。首先，厂房在进行整体结构的布局时，要进行合理的钢材构件的分布，保证每个部位材料的刚度与质量相同或相近。而且，由于横向的钢构件受力性质不同，所以横向的构建所采用的钢材也必须符合其受力特性。地震发生的时候，厂房钢结构受到破坏的原因一般不是材料的强度不够，而是构建之间连接不够稳定，布置不合理，所以在进行厂房结构的设计时，就应当详细分析地震所带来的影响，设计出一个最佳的结构布置方案。由于地震的影响，低周疲劳可能发挥作用，而在设计过程中，应该着重考虑它对厂房所产生的影响。在设计结构连接点的时候，节点的破坏要晚于结构构件的全截面屈服，结构构件应该加入到塑性工作中，将其中地震能量充分地吸收进来，从而发挥抗震能力。
3.3钢材耐热设计
厂房采用的是钢结构，因此其主要的建筑材料就是钢，而钢材的强度在100℃的时候就开始逐渐降低，呈现塑性，因而钢结构的稳定性也受到影响；当温度在250℃左右时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性却降低，开始出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象；当温度达500℃时，钢材的强度将会降到很低，从而造成钢结构失稳。所以，在实际的设计施工过程当中，必须为钢材提供良好的隔热措施，从而保证钢材的强度和性质，提高建筑结构的稳定性和安全性。
3.4屋面设计
钢结构厂房的屋面结构跨度较大，设计的时候必须要根据厂房高度、柱网布置、屋盖结构形式、吊车吨位和所在地区的抗震设防烈度等条件来决定。一般情况下无论有檩或无檩体系的屋盖结构均应设置垂直支撑；在无檩体系中，大型屋面板有三点和屋架焊接，可起到上弦支撑作用，但考虑到施工条件的限制和安装需要。目前，市场上钢结构屋面的做法常用的有两种：刚性屋面：双层彩色压型钢板内夹保温棉；复合柔性屋面：由屋面彩钢板内板、隔气层、保温层、卷材防水层组成。
3.5立面设计优化
工业厂房结构设计不光是要保证内部结构的稳定，还有为厂房提供一个完善的立面设计。尤其是要对厂房轻钢结构的规模、线条、色彩等方面进行优化设计。厂房本身用于生产活动，所以为了避免线条过于复杂，在设计的时候可以考虑设计简单统一的立面。在颜色的选择上，应当采用亮色且吸热较少的颜色，比如白色，既能减少吸热所带来的高温，也能舒缓工人们的心情。
4结语
厂房结构设计关系到整个厂房建筑的稳定性和安全性，且优化厂房结构设计不光能保证建筑安全稳定的使用，同时还能极大的节约造价，提高生产活动的效率。
参考文献：
[1]陈家华．关于结构设计优化技术在厂房结构设计中的应用探析[J]．价值工程，2014（17）
[2]王辉．结构设计优化技术在厂房结构设计中的应用[J]．科技创业家，2013（08）
[3]宋戈辉．结构设计优化技术在厂房结构设计中的应用[J]．黑龙江科技信息，2012（19）
[4]虞序理．刍议房屋结构设计中结构设计优化技术的具体应用[J]．江西建材，2014（17）
论文作者:汪初恒
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年8月上
论文发表时间:2016/8/16
标签：厂房论文; 结构设计论文; 建筑论文; 结构论文; 钢结构论文; 钢材论文; 屋面论文; 《建筑建材装饰》2015年8月上论文;