探微工業建筑結構設計的完善范文

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一、建筑結構優化方法

1.結構優化模型和方案

建筑工程可以在基礎結構方案、屋蓋系統方案及圍護結構方案三方面對建筑模型進行優化。在選型、受力分析和造價分析相關聯的實施過程中，圍繞綜合目標進行優化，確保剛度達到質量要求，并控制載荷扭轉力小于規定數值。通過選擇參數、建立函數、約束條件確定的方法來對建筑工程進行結構優化，過程中設計的多個變量和約束條件屬于非線性優化。方案完成后，編制對應的運算就可以實現對結果的最終優化。

2.建筑結構優化注意點

（1）要注意前期方案的參與目前，大部分建筑師并不參與前期方案結構設計，對結構合理性和可行性考慮欠妥，給后期設計人為的提高了難度，這就提高了工程的總投資額。在前期就引入結構優化的理念不僅能從全局角度更合理的考慮工程的分布，更能夠節省投資，在工程開端有效的進行控制。

（2）根據不同建筑工程所在的地質條件和土壤成分選擇合適的地基基礎結構來設計優化方案。

（3）注意細部結構設計的把握。如澆筑的異形板拐角容易產生裂縫，可以劃分為矩形板來避免。在鋼筋的選擇方面，注意極限抗拉力和塑性的要求等。

二、工業建筑設計優化舉例

1.電廠煤斗

煤斗屬于大型設備，具有體積大、高度高的特點，會產生水平地震作用。對其支承構件造成的附加彎矩、扭矩等內力，則需要相應的計算補償其附加內力。具體做法為：在設備重心位置增加設置支承結構，降低附加內力；在支承梁桿軸心垂直的方向增設梁結構，使支承梁的扭矩轉成為作用于梁上的彎矩。而梁的抗彎能力是非常強的，從而使危險轉移；支承結構抗扭配筋加強，樓板強度加強。

2.磨煤機隔振

火電廠的發電離不開將煤炭作為燃料，磨煤機是重要的設備工具。振動程度較大會干擾其他設備的正常運行，尤其是配電裝置和發電機組所在的控制室。為了解決這些外界干擾問題，彈性支承系統應運而生。該系統隔振能力較好，使用彈簧隔振器來消除振動的影響效果明顯。通過實際證明，磨煤機基礎采用彈簧隔振系統后，與常規塊式基礎相比具有許多優勢。

（1）采用彈簧隔振系統后，磨煤機基礎臺座的體積或重量大約只有常規基礎塊的一半。因而減小了占地空間，有利于工藝布置。

（2）采用彈簧隔振系統后，減小了磨煤機產生的振動，減小了磨煤機對周圍廠房及工作人員的振動影響。不會有明顯的振動傳遞到主廠房上。基礎的隔振效率可達到90%以上，并可降低噪聲。另外，由振動引起的鍋爐及鍋爐內襯的損壞和由于振動而造成的火力發電廠的運行事故也可以避免。

（3）由于磨煤機基礎臺座與鍋爐房廠房結構分離，磨煤機基礎的施工相對獨立，并有很大的靈活性。磨煤機基礎的施工可以交叉進行，可以縮短施工周期。

（4）簡化磨煤機的調平，其基礎沉降可以通過彈簧隔振器得到調平。

（5）采用彈簧隔振系統后，磨煤機本身所受的動荷載很小，降低了磨煤機的磨損，使磨煤機的運行可靠性提高。同時還可以延長磨煤機的使用壽命，延長磨煤機的大修周期。

（6）與常規基礎相比，采用彈簧隔振系統后，磨煤機基礎的振動具有可控性。采用彈簧隔振基礎后，傳到基礎下面的荷載較小，因而可以減少地基基礎的處理費用。

3.吊車水平載荷

很多工廠的生產都需要吊車運送沉重的貨物，吊車載荷分為水平和豎直兩個方向。SAP2000在結構分析中能夠將吊車的水平載荷以等效靜載荷的形式施加在排架柱上，豎直載荷則通過移動靜載荷方式施加。具體步驟為：縱向水平載荷的標準值確立；橫向水平載荷的標準值確立；吊車水平載荷施加；吊車豎向載荷施加；吊車載荷輸入。SAP2000中的橋梁模塊能夠對吊車載荷結構進行整體優化，減少數據計算人員的工作量。提高工作效率，完成優化的設計需要。

三、結語

綜上所述，工業建設的結構設計是一項復雜的工作，需要綜合考慮各個方面的問題。從原材料的選用、設計的基本要求、設計方案的優化等方面，結合工業建筑的結構特點。不斷的優化設計方案，做出更加經濟且合理的設計。

作者：蘇敏崔芳單位：北京國內貿易工程設計研究院