工业厂房建筑设计优化研究

栗原

中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司 河北省秦皇岛市 066000

摘要：现如今，随着我国综合国力的不断提升，国内的工业也取得了十分优异的成绩，工业厂房建设也不断地增多。确保工业厂房的质量可以在增加工业生产安全系统的同时提升工人的生活质量。工业厂房采用钢结构可以有效提高自身的灵活性以及稳定性，确保正常开展工业厂房的建设施工，同时在目前钢结构工业厂房的设计中，也在不断地运用新技术、新工艺。这些新技术和新工艺的应用对钢结构在厂房结构中的应用起到了推动的作用，并且有效地保证了工业厂房的建设质量。分析了工业厂房结构设计的关注要素，对工业厂房钢结构设计中的要点进行了探讨，可为相关的行业提供一定的参考。
关键词：工业厂房；建筑结构设计；优化

1、工业厂房建筑设计优化的基本原则
1.1安全可靠性原则
  安全性与可靠性是工业厂房设计优化必须要遵循的基本原则，同时设计优化之后的工业厂房也必须要具有安全性与可靠性。为了确保安全性与可靠性，预先要对工业厂房建筑的各个环节进行仔细的研究，充分考量各部分的主要作用以及主要特点，在充分发挥各部分、各环节功能的同时确保安全性和可靠性。其中安全性主要是指工业厂房经过优化设计之后要符合更高水准的质量要求，可靠性主要是指经过设计优化之后的工业厂房要能够满足更高强度的生产标准。
1.2科学合理性以及自觉性原则
  科学合理性主要是指设计者要对工业厂房建筑中所包含的各个元素进行仔细的分析与研究，经过科学合理的研究分析之后再进行建造。自觉性原则就是对原有工业厂房建筑的优化设计，其中主要是指后期的完善与重新设计。由于工业厂房的设计优化需要综合考虑多种因素，同时建筑设计的形式也是丰富多样的，只有不断完善以及不断补充才能满足新的需求，也就是要坚持自觉性的基本原则。
1.3功能性和经济效益
  由于不同的工业厂房以及工业厂房的不同空间往往具有不同的共同性，所以功能性也是工业厂房设计优化的基本原则。工业厂房在设计优化之前往往会考虑多种功能因素，根据不同的功能需求也会对设计者提出不同的要求，所以设计者要在基于不同功能需求的基础之上再进行设计。最后根据不同建筑空间以及不同建筑结构的功能性来追求相应的经济效益，经济效益也和功能性息息相关。
2、工业厂房建筑设计优化措施
2.1防火优化设计
  与传统混凝土构造的厂房相比，现代的工业厂房大多数都是用钢材料作为建造材料的。钢结构的工业厂房与混凝土结构的厂房相比，具有便于安全性高、安装拆卸方便以及移动伸缩性强等优势，所以用钢材建造厂房的时间非常短并且施工建造起来相对简单方便，同样拆卸施工用时也较短，所以用钢材料作为工业厂房的建筑材料已经成为一种趋势。虽然钢结构的工业厂房具有显著的优势，但是钢材料受温度的影响比较大，所以与传统混凝土厂房相比，防火方面存在着明显的不足之处。由于钢结构的工业厂房容易随着温度的升高而发生火灾，所以在设计优化的过程中要格外注意防火的重要性。首先要让设计出来的钢结构厂房具有隔热功能，也就是要在钢结构的外部增加一层隔热材料，这样可以避免钢材料与发热体的直接接触。只有保障工业厂房的四周具有强大的隔热功能，才能让工人自由方便地做各种工业生产活动。其次根据工业厂房的实际生产安全需要，要对工业厂房进行科学合理的防火等级设计，对于在生产过程中能够产生极强温度的工业厂房而言，就要设计出较高标准的防火等级。现代工业厂房中大多采用刷防高温涂料来进行防火，其中所用的防火、防高温涂料也是具有不同等级的，所以在使用的过程中要根据实际需要来进行设计使用。最后就是防火安全通道的设计，一旦发生火灾要有专业的疏散通道，确保工人的生命安全是要放在第一位的。
2.2屋面承载力优化设计
  作为工业厂房，屋面的承载力是必须要进行优化设计的，这关系到整个工业厂房的安全性和稳定牢固性。首先设计者要明确厂房的高度以及跨度，由于不同高度和跨度的厂房往往具有不同的承载力要求，所以在设计的过程中不能存在任何的马虎。由于大都采用钢结构，所以屋面的支撑力就要经过仔细认真的考虑，其中要不仅要考虑抗震、抗外力，还要考虑使用吊车的吨位，通常情况下是在高度越高、跨度越大时要设计出更大的屋面承载力。对于较大型的工业厂房，单一结构很难保障屋面具有足够的承载力，所以大都采用三点式以及焊接式的连接结构，这样才能确保支撑力和屋面承载力的达标。另外在大型工业厂房的设计建造过程中往往会需要运用大型机械设备，这些大型机械设备在工作的过程中经常会对屋面产生极大的压力以及产生很强的震感，所以这对于屋面的承载力设计又提出了新的要求。通常情况下为了减少大型机械设备对工业厂房屋面的压力和震动，往往会设计一些纵向支撑结构，这样才能确保屋面的承载力能够满足大型机械设备工作的需求。工业厂房建筑的优化合计不仅影响到建筑成本，同时也会直接影响工业生产的安全性，所以要考虑多方面因素。

2.3防震优化设计
  工业建筑厂房不仅要对防火进行优化设计，还要有防震、防水方面的优化设计。为了确保工业生产的安全性，工业厂房建筑就必须要具有足够的安全性，其中是否防震和防水就显得至关重要了。首先对于防震而言，工业厂房能否抵抗足够的震动和动摇将决定其是否具有合格的稳定性。当前最常见的就是一些工业厂房达不到防震标准，一旦发生地震以及其他震动很容易全面坍塌。为了满足防震要求，要进行严格的钢材选择，钢材的质量将直接影响钢结构的稳定性，所以在选择钢材的过程中一定要对其强度尤其是抗挤压、抗变形的强度进行严格的把关。另外在不同建筑构件之间的节点上也要做好焊接，因为很多工业厂房发生变形以及坍塌都和构件节点不牢固有着直接的关系，所以要在做好焊接的基础上让不同构件能够充分发挥自身的功能，这也是提高防震能力的重要方式。
2.4防水、排水优化设计
  除了防火、防震方面的优化设计，其次还要做好防水方面的优化设计，由于工业生产往往会产生大量的废水同时也会因为降水的天气因素而对厂房是否防水提出了新的要求。对于其防水而言，所选择的建筑材料就显得特别重要了。通常情况下为了防止厂房受到雨水以及其他水的冲泡，往往会在厂房外部设计一层防水材料，这和上面提到了隔热材质具有同样的道理，同样不同材料的防水等级是不同的，工业厂房也应该根据实际需要选择合适的防水材料。另外对于厂区内部产生的废水也要进行有针对性的处理，通常情况下为了将厂区的水及时的排出去，厂房内部的地面要有5%的坡度，这样既不影响地面的平稳性同时也能够及时地将水排出去，但是对于降水量较大以及产生废水较多的情况，就要适当的增加坡度。

结语：在对建筑结构设计进行优化时，还要对工业厂房建筑结构的抗震性能、结构的安全性和稳固性、防火能力、强度以及使用寿命等多种因素进行综合的分析，积极运用先进的设计理念和设计方法，不断总结设计实践经验，对设计方案进行优化改进，并加强技术创新，从而全面提高工业厂房建筑结构的设计水平，使结构设计更加适应建筑行业现代化发展的要求。参考文献：
[1]莫云子.工业厂房建筑结构设计优化探究[J].工程建设与设计,2020(24):24-25.
[2]朱勤.工业厂房建筑结构设计优化探究[J].科技资讯,2019,17(32):40+42.
[3]刘益明.工业厂房建筑结构设计优化的探究[J].智能城市,2019,5(13):46-47.
[4]梁智豪.工业厂房建筑结构设计优化探究[J].住宅与房地产,2019(15):44.