談現代工業建筑物結構設計優化
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摘要：隨著我國經濟的飛速發展，我國綜合國力實現了巨大飛躍，百姓生活水平也隨之得到顯著提高。在經濟實力日漸強盛的今天，人民群眾對于物質生活及生產條件的要求也越來越高。在現代工業生產領域，其中重要的表現之一就是現代工業建筑物的條件改善。文章以此為出發點，以現代工業建筑物的結構設計為研究對象，從對現代工業建筑物結構設計基本原則的梳理入手，明確建筑物結構設計優化中的地基結構、主體結構以及其他結構設計等關鍵要素，提出針對性的結構設計優化具體措施。
關鍵詞：現代工業建筑物；結構設計；優化；措施
現代工業建筑為人民群眾各類工業生產行為活動以及工業物料的存儲提供基本場所，通常具體包括工業生產廠房、水塔、棧橋、囤倉、高新產業技術研究場所以及相應的工業區配套保障設施等建筑種類。在現代工業建筑物中，良好的結構設計應當優先于整體建筑設計，對于建筑物更好實現其工業生產用途及功能具有關鍵性作用。
1現代工業建筑物結構設計基本原則
1.1明確主要設計結構原則
在現代工業建筑物的結構設計中，不同具體結構組件的重要程度不同，應當遵循主體結構原則，明確建筑物整體結構中的主要結構體系，將相關主要組件作為方案設計的首要保護對象，以此為基礎弱化其他非主要組件的負載損耗，最大限度維持主要組件部分的安全性與牢固性，對建筑物整體起到重要的保護作用。
1.2建立多防線保護原則
在現代工業建筑物結構設計中，應當遵循多重保護防線建設原則，使建筑物具備在發生突發性事故中抵抗住更多負載的效能，同時盡可能避開單肢墻結構設計或者純框架式結構設計，提高建筑物結構的安全系數。
1.3剛柔并濟原則
在現代工業建筑物結構設計中的剛柔并濟原則，也是保障建筑物有效應對緊急負載事故的安全設計原則。如果建筑物剛性過高，就會缺乏一定的柔韌度，對于突發性負載事故的應對能力就會減小；如果建筑柔性過高，就會影響日常使用強度。因此，剛柔并濟的原則能夠融合兩種情況下的建筑優勢，提高建筑物安全系數。
1.4結構貫通原則
在現代工業建筑物結構設計中，還應當遵循結構貫通原則，最大限度確保建筑物結構中負載受力的有效傳遞，在地基結構中將受力進行分散，結構貫通原則要求在設計中準確判斷結構貫通節點的位置，優化負載受力的方向性傳遞，保護建筑物的結構不受破壞。
2現代工業建筑物結構設計優化的關鍵要素
2.1地基結構的設計
現代工業建筑物的地基結構直接關系建筑物的整體穩定性。地基結構設計的關鍵要素在于充分慎重考量地基負載力容許值的最小化指標，應當緊密結合建筑物的詳細地基勘測報告，以此作為地基結構設計的基礎依據，與此同時，還應當避免直接將建筑物周邊建筑設施的地基結構數據用作參考使用。除此之外，要避免僅依靠地基填換的以往經驗直接作出結構設計判斷，工業建筑物的地基結構設計必須綜合考慮地基填換的深度與寬度數據，在砂土種類與質量的選擇時也應當要極為慎重。
2.2建筑物主體部分結構的設計
現代工業建筑物的主體部分結構的設計關鍵要素主要包括砌體結構、梁體結構以及板體結構等方面。（1）砌體結構設計。在現代工業建筑物主體結構下的砌體設計方面，在有構造柱的結構中，應當盡量避免對構造柱的承重結構進行改造設計，否則將會影響建筑物整體對其墻體結構的約束力作用，構造柱的承重性設計還會引發建筑物墻體開裂的問題。（2）梁體結構設計。現代工業建筑物主體結構中的梁體結構設計應當避免將其作為鉸支梁結構部分，梁體的鉸支梁結構設計容易導致建筑物梁體柱頂呈現出抗彎性與剛性特征，進而容易忽略掉梁體柱剛節點的抗彎作用發揮。此外，鉸支梁體結構設計還不具備良好的抗震能力，在遇到地震等突發性事故時會受到破壞甚至倒塌，從而導致嚴重的人身與財產損害。（3）板體結構設計。現代工業建筑物的板體結構設計中，重要的關鍵點在于配合電線管的鋪設，在較為復雜的結構中，需要鋪設的電線管數量繁多，板體設計應當盡量使用大跨度，避免在板體結構下加次梁；地下倉庫等建筑結構設計應當避免使用預制板體結構。在框架結構中的板體結構下，應當盡量采用短向板，進而避免板體結構與梁體結構交接處的開裂問題發生。
2.3建筑物電梯間結構的設計
現代工業建筑物電梯間結構的設計，應當盡量避免磚混結構，而需選擇黏土磚結構進行電梯四壁的建設；電梯間的墻體應當選擇自承重墻體結構，并在電梯間四角部位設置構造柱結構；電梯間還應當注意設置伸縮縫，保證伸縮縫的間隔寬度符合工程規范值。
3現代工業建筑物結構設計需注意的問題
3.1建筑物的鋼結構協調性問題
在現代工業建筑物結構設計的實踐中，鋼結構的協調性問題較為常見，主要包括鋼體支架結構的分布設計參數、墻體的規格參數等不符合建筑工程的規范標準等問題。鋼結構的協調性設計應當結合建筑物的實際用途加以選擇，同時通過建筑材料的合理選擇實現建筑物的良好結構支撐力。
3.2建筑物的防火結構設計問題
一般而言，現代工業建筑物的鋼結構設計防火性能普遍較低，這是由于鋼材結構在受熱的情況下會出現抗拉強度與性能降低的問題，從而出現結構形變，同時還會隨著溫度的升高逐漸軟化，喪失建筑物支撐力，導致建筑物坍塌事故。因此在防火結構設計中應當進一步明確鋼結構的耐火性要求，通常采取的解決措施是使用防火性的涂料，形成隔熱結構設計。
4現代工業建筑物結構設計的優化措施
4.1建立完善的現代工業建筑物結構優化管理機制
在部分現代工業建筑物結構設計實踐中，結構的設計優化通常缺乏統一的統籌管理機制，缺少全面的結構設計優化指導與監督。因此建立完善的結構優化管理機制是首要措施之一。管理機制內部應當形成動態調節體系，對管理機制進行定期的效果測評，及時發現并妥善處理管理機制實踐中存在的運行問題，采取針對性的完善措施，更好地發揮結構優化管理機制的作用，實現結構優化管理目標。
4.2建立現代工業建筑物結構設計優化模型
對現代工業建筑物進行結構設計的優化，可以采取模型化方式，結合建筑工程具體參數數據設計結構模型，并從參數變量之中選擇重點數據分析其內部函數關系，通過函數模型建立，使結構設計整體方案符合建筑工程標準規定。
4.3堅持現代工業建筑物結構實用性與藝術性的有效結合
對現代工業建筑物的結構設計進行優化，還應充分考慮實用性與藝術性的有效結合，在保證工業生產使用的安全基礎之上對建筑物結構進行美化設計，精確結構的整體布局與規則性，有效避免工業建筑物的負載扭轉以及受力過度集中等常見問題。
5結語
本文通過對現代工業建筑物結構設計關鍵要素以及在設計實踐中需注意的常見問題的梳理，提出了針對結構設計管理機制、結構設計模型以及結構藝術性等角度的優化措施。現代工業已經逐漸成為我國經濟發展的支柱性產業，優化現代工業建筑物的結構設計有助于提升建筑企業在領域內的市場競爭力，也有助于工業建筑工程產業的穩定發展。
參考文獻
[1]繆逢源.工業建筑結構的設計優化探析[J].新材料新裝飾，2014（10）：365.
[2]張云.房屋結構設計中的建筑結構設計優化方案探析[J].江西建材，2016（21）：60-61.
作者：劉文天 單位：山東省冶金設計院股份有限公司
