工业厂房结构设计要点浅谈

王金英

摘    要：随着工业快速发展，工业厂房建设不断增多。在工业厂房建设过程中，施工建设质量是核心问题，而结构设计质量直接关系到工业厂房稳固安全性及综合性能的发挥，因此提高工业厂房结构设计水平非常重要。基于此，本文就工业厂房结构设计要点进行了探讨，旨在为工业厂房结构设计提高参考，以准确把握设计要点，提高结构设计质量及效果，确保工业厂房施工建设质量。

关键词：工业厂房;结构设计;设计要点

1  引言

工业在国民经济发展中有着举足轻重的作用，推动工业安全稳定发展意义重大。工业厂房建设是工业生产的重要基础工程，随着工业快速发展，工业厂房建设规模越来越大，其施工建设质量也越来越受到人们重视。而结构作为建筑结构的支撑主体，其设计质量不仅影响到建筑工程整体功能及效果，而且关系到建筑安全稳定性，确保结构设计科学合理性至关重要。相对于一般建筑工程结构而言，工业厂房结构具有自身特点，在实际设计中需要考虑的因素也较多，加强设计要点分析才能更好进行设计，因此很有必要对工业厂房结构设计相关内容进行探讨。

2  工业厂房设计常用结构类型

2.1  框架结构

框架结构是工业厂房设计中使用较多的一种结构类型，是使用钢筋混凝土梁和柱构成的承重体系，具有能够灵活分隔厂房空间、自重轻、承重好、节省建筑材料及施工效率快捷等优点。框架结构厂房中，墙体作为厂房整体维护与分隔并不承受重量，通常采用预制混凝土构件或是膨胀珍珠岩等环保型施工材料进行砌筑或装配，这也是其结构优势所在。另外，框架结构也具有较好抗震效果，而且抗外界影响能力较强，因此具有较好经济性与实用性，在工业厂房中有广泛应用。

2.2  框架+支撑结构

框架与支撑结构结合也是工业厂房设计中常用的一种形式，是将横向框架结构设计为刚接形式，而纵向框架设计为柱的支撑形式，通过立柱间相互支撑实现水平作用传递一种支撑和承重形式。该结构形式主要具有建设成本低、效益高等优点，但在实际运用中存在柱支撑对厂房空间有一定影响，且占用较多面积等不足，而且在使用方面受到一定限制，主要适用于横向长度较短，而纵向长度较长的厂房结构设计中。

2.3  钢结构

钢结构厂房具有自重轻、抗震及抗冲击性能好、刚性大及防火性好等优点，因此在很多厂房设计中都有广泛应用。钢结构形式在工业厂房结构设计中有着显著优势。首先，钢结构建筑施工结构以绿色环保理念为特点，不仅使用的是环保性材料，而且施工中产生的建筑垃圾非常少，还可以高能效回收，环保又便捷，是非常符合环保理念的一种建筑结构形式。其次，施工操作非常简单灵活。传统钢筋混凝土结构施工中，不仅施工周期长，而且对施工技术也往往有较高要求，具有较大施工难度，而钢结构建筑施工中，厂房构件在制作过程中进行了优化，非常方便组装施工，在保证施工基础上大大提高了施工效率。

2.4  混合结构

混合結构主要是指钢结构与支撑结构两种形式混合使用的设计形式，目前在工业厂房结构设计中也有一定应用。混合结构具有能够在一定程度上降低厂房支柱纵向弯矩及提升厂房结构整体稳定性的优点，通过钢结构与支撑机构作用的充分发挥，结构间协调承重得以保证，因此使工业厂房更加坚固和耐用。

3  工业厂房结构设计要点

3.1  防火设计

防火设计是工业厂房结构设计中需要高度重视和进行优化的一个重要方面，提高厂房防火设计科学合理性是防止火灾发生及降低建筑火灾的重要措施。对工业厂房结构设计而言，主要从耐火结构设计、结构材料使用及防火报警、疏散及排烟等方面进行优化。相对于混凝土建筑而言，钢结构工业厂房耐火性能较差，因此需要通过加强钢结构自身耐火性来提高建筑整体耐火能力，常用的方法为在钢结构表面涂抹防火涂料。另外，通过对厂房总平面布局进行优化也是加强钢结构耐火设计的重要方法，具体就是提高厂房总体划分合理性，同时设置防火隔离、疏散通道等，从各方面来提升工业厂房整体耐火性能。

3.2  屋面支撑结构设计

在整个工业厂房结构来说，屋面结构是一个非常重要部分，在结构设计中应进行重点考虑。在工业厂房结构设计实际工程中，对于屋面结构优化主要在稳定性和可靠性两方面，通过屋面结构使用材料、衔接环节等方面来提升屋面整体结构稳定性，使其达到设计最佳效果。另外，在屋面结构优化中应注意垂直支撑、水平支撑及吊车梁支撑三个方面优化，这样才能实现有效优化，提高屋面结构整体效果和性能。

3.3  节点设计

这个主要是钢结构设计中需要考虑的问题，这主要是由于钢结构中存在较多节点，而节点设计的准确性对钢结构整体稳定性及拼装施工有很大影响，因此提高节点设计准确性及科学合理性至关重要。在结构设计中，一个要注意的方面就是节点连接方式，应根据传力特点选择合适的连接方式，常用的有刚接、半刚接和铰接三种方式。另外，还要对焊缝连接和螺栓连接等具体连接方式进行选择。一般而言，焊缝连接方式在实际施工操作中不需要附加连接板等零部件，也不需要在钢材上打孔，能够有效保持钢材完整性，因此焊缝连接方式具有构造简单、施工操作方便及生产效率高等优点，但是在焊接操作中，在不均匀高温和冷却作用下，钢结构承载力、刚度及使用性能等会受到一定程度影响。而螺栓连接方式需要根据普通螺栓和高强螺栓受力特点合理连接部位，一般而言，高强螺栓在梁柱节点处比较适用，而普通螺栓主要用于檀条及梁柱连接处。

3.4  抗震设计

抗震设计是建筑建设的基本安全要求，因此在钢结构工业厂房中要进行相应抗震设计。而对于钢结构而言，其抗震设计的途径主要是结构造型简单化，在结构较为复杂情况下通常采用防震缝将结构分为若干小单元，形成独立部分，从而达到整体结构简单效果。如果防震缝不能解决问题或达不到效果，就需要对薄弱环节进行加强处理，使厂房在地震作用具有整体振动特点。另外，在钢结构工业厂房抗震设计中，还要注意以下几方面：一是要保证结构平面布局完整性和对称性;二是要合理选用柱间支撑，提升减振效果;三是要合理控制厂房高度，保证减振效果。

4  工业厂房结构设计中要注意的问题

4.1  确保结构布置于生产工艺协调性

工业厂房设计主要为工业生产服务，因此在结构设计中应充分考虑到实际生产要求、环境等因素，结合生产工艺特点进行设计，从确保结构设计与生产工艺协调性方面来保证工业厂房适用性、实用性。在实际设计中，结构设计人员需要加强与厂方沟通，初步掌握其内部生产工艺布局情况，提高结构设计合理性与安全性，以做到在合理部位进行开洞等设计，避免后续生产设备安装等进行二次施工，给厂房带来影响。

4.2  遵循基本原则进行设计

工业厂房结构设计需要遵循一定基本原则，这样才能在保证结构安全稳定性基础上，提高厂房使用效益。一般而言，工业厂房结构设计应遵循简约性、实用性、安全稳定性及隔音性等原则。简约性是指结构应避免复杂和华丽，以达到提升厂房内部面积的目的。而实用性要求设计人员充分考虑到后期生产活动及实际用途，能够满足生产活动开展需要。而安全稳定性是厂房结构设计中要遵循的最基本原则，只有全面保证厂房内部结构稳定性才能确保工业生产安全性。另外，工业生产通常需要用到各种机械设备，这些设备在运作中往往发出较大噪音，因此为不影响周边人们正常生活，应严格做好隔音设计。

参考文献：

[1] 严洁松.工业厂房结构设计要点探析[J].砖瓦世界，，2019（5）：95～96.

[2] 刘泽.分析工业厂房结构设计的要点[J].建筑工程技术与设计，2019.