谈现代工业建筑物结构设计优化

摘要：随着我国经济的飞速发展，我国综合国力实现了巨大飞跃，百姓生活水平也随之得到显著提高。在经济实力日渐强盛的今天，人民群众对于物质生活及生产条件的要求也越来越高。在现代工业生产领域，其中重要的表现之一就是现代工业建筑物的条件改善。文章以此为出发点，以现代工业建筑物的结构设计为研究对象，从对现代工业建筑物结构设计基本原则的梳理入手，明确建筑物结构设计优化中的地基结构、主体结构以及其他结构设计等关键要素，提出针对性的结构设计优化具体措施。

关键词：现代工业建筑物；结构设计；优化；措施

现代工业建筑为人民群众各类工业生产行为活动以及工业物料的存储提供基本场所，通常具体包括工业生产厂房、水塔、栈桥、囤仓、高新产业技术研究场所以及相应的工业区配套保障设施等建筑种类。在现代工业建筑物中，良好的结构设计应当优先于整体建筑设计，对于建筑物更好实现其工业生产用途及功能具有关键性作用。

1现代工业建筑物结构设计基本原则

1.1明确主要设计结构原则

在现代工业建筑物的结构设计中，不同具体结构组件的重要程度不同，应当遵循主体结构原则，明确建筑物整体结构中的主要结构体系，将相关主要组件作为方案设计的首要保护对象，以此为基础弱化其他非主要组件的负载损耗，最大限度维持主要组件部分的安全性与牢固性，对建筑物整体起到重要的保护作用。

1.2建立多防线保护原则

在现代工业建筑物结构设计中，应当遵循多重保护防线建设原则，使建筑物具备在发生突发性事故中抵抗住更多负载的效能，同时尽可能避开单肢墙结构设计或者纯框架式结构设计，提高建筑物结构的安全系数。

1.3刚柔并济原则

在现代工业建筑物结构设计中的刚柔并济原则，也是保障建筑物有效应对紧急负载事故的安全设计原则。如果建筑物刚性过高，就会缺乏一定的柔韧度，对于突发性负载事故的应对能力就会减小；如果建筑柔性过高，就会影响日常使用强度。因此，刚柔并济的原则能够融合两种情况下的建筑优势，提高建筑物安全系数。

1.4结构贯通原则

在现代工业建筑物结构设计中，还应当遵循结构贯通原则，最大限度确保建筑物结构中负载受力的有效传递，在地基结构中将受力进行分散，结构贯通原则要求在设计中准确判断结构贯通节点的位置，优化负载受力的方向性传递，保护建筑物的结构不受破坏。

2现代工业建筑物结构设计优化的关键要素

2.1地基结构的设计

现代工业建筑物的地基结构直接关系建筑物的整体稳定性。地基结构设计的关键要素在于充分慎重考量地基负载力容许值的最小化指标，应当紧密结合建筑物的详细地基勘测报告，以此作为地基结构设计的基础依据，与此同时，还应当避免直接将建筑物周边建筑设施的地基结构数据用作参考使用。除此之外，要避免仅依靠地基填换的以往经验直接作出结构设计判断，工业建筑物的地基结构设计必须综合考虑地基填换的深度与宽度数据，在砂土种类与质量的选择时也应当要极为慎重。

2.2建筑物主体部分结构的设计

现代工业建筑物的主体部分结构的设计关键要素主要包括砌体结构、梁体结构以及板体结构等方面。（1）砌体结构设计。在现代工业建筑物主体结构下的砌体设计方面，在有构造柱的结构中，应当尽量避免对构造柱的承重结构进行改造设计，否则将会影响建筑物整体对其墙体结构的约束力作用，构造柱的承重性设计还会引发建筑物墙体开裂的问题。（2）梁体结构设计。现代工业建筑物主体结构中的梁体结构设计应当避免将其作为铰支梁结构部分，梁体的铰支梁结构设计容易导致建筑物梁体柱顶呈现出抗弯性与刚性特征，进而容易忽略掉梁体柱刚节点的抗弯作用发挥。此外，铰支梁体结构设计还不具备良好的抗震能力，在遇到地震等突发性事故时会受到破坏甚至倒塌，从而导致严重的人身与财产损害。（3）板体结构设计。现代工业建筑物的板体结构设计中，重要的关键点在于配合电线管的铺设，在较为复杂的结构中，需要铺设的电线管数量繁多，板体设计应当尽量使用大跨度，避免在板体结构下加次梁；地下仓库等建筑结构设计应当避免使用预制板体结构。在框架结构中的板体结构下，应当尽量采用短向板，进而避免板体结构与梁体结构交接处的开裂问题发生。

2.3建筑物电梯间结构的设计

现代工业建筑物电梯间结构的设计，应当尽量避免砖混结构，而需选择黏土砖结构进行电梯四壁的建设；电梯间的墙体应当选择自承重墙体结构，并在电梯间四角部位设置构造柱结构；电梯间还应当注意设置伸缩缝，保证伸缩缝的间隔宽度符合工程规范值。

3现代工业建筑物结构设计需注意的问题

3.1建筑物的钢结构协调性问题

在现代工业建筑物结构设计的实践中，钢结构的协调性问题较为常见，主要包括钢体支架结构的分布设计参数、墙体的规格参数等不符合建筑工程的规范标准等问题。钢结构的协调性设计应当结合建筑物的实际用途加以选择，同时通过建筑材料的合理选择实现建筑物的良好结构支撑力。

3.2建筑物的防火结构设计问题

一般而言，现代工业建筑物的钢结构设计防火性能普遍较低，这是由于钢材结构在受热的情况下会出现抗拉强度与性能降低的问题，从而出现结构形变，同时还会随着温度的升高逐渐软化，丧失建筑物支撑力，导致建筑物坍塌事故。因此在防火结构设计中应当进一步明确钢结构的耐火性要求，通常采取的解决措施是使用防火性的涂料，形成隔热结构设计。

4现代工业建筑物结构设计的优化措施

4.1建立完善的现代工业建筑物结构优化管理机制

在部分现代工业建筑物结构设计实践中，结构的设计优化通常缺乏统一的统筹管理机制，缺少全面的结构设计优化指导与监督。因此建立完善的结构优化管理机制是首要措施之一。管理机制内部应当形成动态调节体系，对管理机制进行定期的效果测评，及时发现并妥善处理管理机制实践中存在的运行问题，采取针对性的完善措施，更好地发挥结构优化管理机制的作用，实现结构优化管理目标。

4.2建立现代工业建筑物结构设计优化模型

对现代工业建筑物进行结构设计的优化，可以采取模型化方式，结合建筑工程具体参数数据设计结构模型，并从参数变量之中选择重点数据分析其内部函数关系，通过函数模型建立，使结构设计整体方案符合建筑工程标准规定。

4.3坚持现代工业建筑物结构实用性与艺术性的有效结合

对现代工业建筑物的结构设计进行优化，还应充分考虑实用性与艺术性的有效结合，在保证工业生产使用的安全基础之上对建筑物结构进行美化设计，精确结构的整体布局与规则性，有效避免工业建筑物的负载扭转以及受力过度集中等常见问题。

5结语

本文通过对现代工业建筑物结构设计关键要素以及在设计实践中需注意的常见问题的梳理，提出了针对结构设计管理机制、结构设计模型以及结构艺术性等角度的优化措施。现代工业已经逐渐成为我国经济发展的支柱性产业，优化现代工业建筑物的结构设计有助于提升建筑企业在领域内的市场竞争力，也有助于工业建筑工程产业的稳定发展。

参考文献

[1]缪逢源.工业建筑结构的设计优化探析[J].新材料新装饰，2014（10）：365.

[2]张云.房屋结构设计中的建筑结构设计优化方案探析[J].江西建材，2016（21）：60-61.

作者：刘文天 单位：山东省冶金设计院股份有限公司