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摘要：随着建筑业的迅速发展，工业建筑结构的设计合理性也越来越值得研究和思考，本文从设计原则、建筑结构优化方法、工业建筑设计优化举例三部分就工业建筑结构的设计优化进行阐述。
关键词：原则；方法；优化
Abstract: with the rapid development of the construction industry, the industrial structure of the reasonableness of the design is also more and more worthy of study and thinking, this paper discusses the design principle, structure optimization, industrial building design optimization for the three part of industrial building structure design optimization is described.
Keywords: principle; method; optimization
[中图分类号] TU37[文献标识码]A[文章编号]
工业建筑的设计风格是根据设计人的经验和角度不同存在差异，我国目前普遍采用的形式为钢筋混凝土结构和钢结构，针对工业建筑结构的设计优化提出以下几点个人观点，供设计担当人员及施工担当人员参考。
1、设计基本原则
1.1设计材料选用原则
针对不同建筑强度要求选择不同型号的钢板，如受力构件选择Q235-B，平台板选择Q235-A，吊车梁选择Q345-C等。选择的钢材要通过国家相关质量检测体系认证，确保质量可靠。在一些特殊要求的工程中选用特种钢材，如高炉炉壳选择BB503，转炉平台选择铸铁板等。
在钢板型号确定后，按照钢板的型号配置对应的焊条，如受力构件Q235-B选用E4315焊条，受力构件对焊接要求等级为一级，必须有足够的焊接牢固度才能承担起结构受力主体的重任，没有特殊要求的结构可以选择E4301型焊条。相同原则，助焊剂和焊锡丝也应该具体情况分别对应选用。
螺栓和螺母也有性能等级之分，同样要求符合相关规定。
混凝土的垫层与基层应分别采用C10和C25型混凝土，结构受力较大的选用C30至C50。此外还有高温耐热性和防水性混凝土供不同条件要求选用。
除了上述材料的选用外还应该注意钢结构的防锈涂装，避免结构生锈，影响建筑的刚度和强度。
1.2设计基本要求
在对钢结构应力和变形的控制中，有一些要求：①钢梁应力≥强度设计值乘以90%，②钢柱应力≥强度设计值乘以95%，③钢构件变形=变形容许值乘以100%。
在钢筋混凝土中，结构配筋要求：①框架梁配筋率在百分之一点二至百分之一点七之间，②框架柱配筋率在百分之零点七至百分之一点一之间，③独立基础配筋率大于等于百分之零点一五，④单桩单柱承台百分之零点一。
结构设计要围绕安全性强、经济合理度高、工程质量高三方面依照国家规程，遵守国家规定来执行。
2、建筑结构优化方法
2.1结构优化模型和方案
建筑工程可以在基础结构方案和屋盖系统方案及围护结构方案三方面对建筑模型进行优化。在选型、受力分析和造价分析相关联的实施过程中，围绕综合目标进行优化，确保刚度达到质量要求，控制载荷扭转力小于规定数值。
通过选择参数、建立函数、约束条件确定的方法来对建筑工程进行结构优化。过程中设计的多个变量和约束条件属于非线性优化，方案完成后编制对应的运算就可以实现对结果的最终优化。
2.2建筑结构优化注意点
第一，要注意前期方案的参与。目前大部分建筑师并不参与前期方案结构设计，对结构合理性和可行性考虑欠妥，给后期设计人为的提高了难度，这样就提高了工程的总投资额。在前期就引入结构优化的理念不仅能从全局角度更合理的考虑工程的分布，更能够节省投资，在工程开端就有效的进行控制。
第二，根据不同建筑工程所在地地质条件和土壤成分选择合适的地基基础结构设计优化方案。
第三，注意细部结构设计的把握。例如，浇筑的异形板拐角容易产生裂缝，可以划分为矩形板来避免；钢筋的选择方面注意极限抗拉力和塑性的要求等。
3、工业建筑设计优化举例
3.1电厂煤斗
煤斗属于大型设备，具有体积大、高度高的特点，会产生水平地震作用而对其支承构件造成附加弯矩、扭矩等内力，需要相应的计算补偿其附加内力。具体做法为：①在设备重心位置增加设置支承结构，降低附加内力。②在支承梁杆轴心垂直的方向增设梁结构，使支承梁的扭矩转而成为作用于梁上的弯矩，而梁的抗弯能力是非常强的，从而使危险转移。③支承结构抗扭配筋加强。④楼板强度加强。
3.2磨煤机隔振
火电厂的发电离不开煤炭作为燃料，磨煤机是重要的设备工具，振动程度较大会干扰其他设备正常运行，尤其是配电装置和发电机组所在控制室。为了解决这些外界干扰问题，弹性支承系统应运而生，该系统隔振能力较好。使用弹簧隔振器来消除振动的影响。使用弹簧隔振系统能将磨煤机的基础台座减小至原来的一半，占地空间小，方便作业，提高磨煤机使用寿命，隔振效率达90%或者更高，有效的降低了噪声，避免由于磨煤机振动对锅炉与控制器造成外力干扰，解除因振动造成的损坏而使发电系统受到干扰的隐患。
3.3吊车水平载荷
很多工厂的生产都需要吊车运送沉重的货物，吊车载荷分为水平和竖直两个方向。SAP2000在结构分析中能够将吊车的水平载荷以等效静载荷的形式施加在排架柱上，竖直载荷则通过移动静载荷方式施加。具体步骤为：①纵向水平载荷的标准值确立，②横向水平载荷的标准值确立，③吊车水平载荷施加，④吊车竖向载荷施加，⑤吊车载荷输入。SAP2000中的桥梁模块能够对吊车载荷结构进行整体优化，减少数据计算人员的工作量，提高工作效率，完成优化的设计需要。
4、结束语
随着市场经济的快速发展，对各项建筑的要求也越来越高，相信建筑结构在全体建筑人员共同的努力下定会越来越趋于合理化，迎来更加崭新的明天。
参考文献：
[1]魏保敏.工业建筑结构设计体会[J].山西建筑，2011(14).
[2]姚大园.建筑结构设计优化方法及应用[J].江西建材，2012(6)：52-54.
[3]于胤.浅析工业建筑结构设计体会[J].中国城市經济，2011.
[4]王铁勋.浅析工业建筑结构的设计优化[J].才智，2012；40.
关键词：原则；方法；优化
Abstract: with the rapid development of the construction industry, the industrial structure of the reasonableness of the design is also more and more worthy of study and thinking, this paper discusses the design principle, structure optimization, industrial building design optimization for the three part of industrial building structure design optimization is described.
Keywords: principle; method; optimization
[中图分类号] TU37[文献标识码]A[文章编号]
工业建筑的设计风格是根据设计人的经验和角度不同存在差异，我国目前普遍采用的形式为钢筋混凝土结构和钢结构，针对工业建筑结构的设计优化提出以下几点个人观点，供设计担当人员及施工担当人员参考。
1、设计基本原则
1.1设计材料选用原则
针对不同建筑强度要求选择不同型号的钢板，如受力构件选择Q235-B，平台板选择Q235-A，吊车梁选择Q345-C等。选择的钢材要通过国家相关质量检测体系认证，确保质量可靠。在一些特殊要求的工程中选用特种钢材，如高炉炉壳选择BB503，转炉平台选择铸铁板等。
在钢板型号确定后，按照钢板的型号配置对应的焊条，如受力构件Q235-B选用E4315焊条，受力构件对焊接要求等级为一级，必须有足够的焊接牢固度才能承担起结构受力主体的重任，没有特殊要求的结构可以选择E4301型焊条。相同原则，助焊剂和焊锡丝也应该具体情况分别对应选用。
螺栓和螺母也有性能等级之分，同样要求符合相关规定。
混凝土的垫层与基层应分别采用C10和C25型混凝土，结构受力较大的选用C30至C50。此外还有高温耐热性和防水性混凝土供不同条件要求选用。
除了上述材料的选用外还应该注意钢结构的防锈涂装，避免结构生锈，影响建筑的刚度和强度。
1.2设计基本要求
在对钢结构应力和变形的控制中，有一些要求：①钢梁应力≥强度设计值乘以90%，②钢柱应力≥强度设计值乘以95%，③钢构件变形=变形容许值乘以100%。
在钢筋混凝土中，结构配筋要求：①框架梁配筋率在百分之一点二至百分之一点七之间，②框架柱配筋率在百分之零点七至百分之一点一之间，③独立基础配筋率大于等于百分之零点一五，④单桩单柱承台百分之零点一。
结构设计要围绕安全性强、经济合理度高、工程质量高三方面依照国家规程，遵守国家规定来执行。
2、建筑结构优化方法
2.1结构优化模型和方案
建筑工程可以在基础结构方案和屋盖系统方案及围护结构方案三方面对建筑模型进行优化。在选型、受力分析和造价分析相关联的实施过程中，围绕综合目标进行优化，确保刚度达到质量要求，控制载荷扭转力小于规定数值。
通过选择参数、建立函数、约束条件确定的方法来对建筑工程进行结构优化。过程中设计的多个变量和约束条件属于非线性优化，方案完成后编制对应的运算就可以实现对结果的最终优化。
2.2建筑结构优化注意点
第一，要注意前期方案的参与。目前大部分建筑师并不参与前期方案结构设计，对结构合理性和可行性考虑欠妥，给后期设计人为的提高了难度，这样就提高了工程的总投资额。在前期就引入结构优化的理念不仅能从全局角度更合理的考虑工程的分布，更能够节省投资，在工程开端就有效的进行控制。
第二，根据不同建筑工程所在地地质条件和土壤成分选择合适的地基基础结构设计优化方案。
第三，注意细部结构设计的把握。例如，浇筑的异形板拐角容易产生裂缝，可以划分为矩形板来避免；钢筋的选择方面注意极限抗拉力和塑性的要求等。
3、工业建筑设计优化举例
3.1电厂煤斗
煤斗属于大型设备，具有体积大、高度高的特点，会产生水平地震作用而对其支承构件造成附加弯矩、扭矩等内力，需要相应的计算补偿其附加内力。具体做法为：①在设备重心位置增加设置支承结构，降低附加内力。②在支承梁杆轴心垂直的方向增设梁结构，使支承梁的扭矩转而成为作用于梁上的弯矩，而梁的抗弯能力是非常强的，从而使危险转移。③支承结构抗扭配筋加强。④楼板强度加强。
3.2磨煤机隔振
火电厂的发电离不开煤炭作为燃料，磨煤机是重要的设备工具，振动程度较大会干扰其他设备正常运行，尤其是配电装置和发电机组所在控制室。为了解决这些外界干扰问题，弹性支承系统应运而生，该系统隔振能力较好。使用弹簧隔振器来消除振动的影响。使用弹簧隔振系统能将磨煤机的基础台座减小至原来的一半，占地空间小，方便作业，提高磨煤机使用寿命，隔振效率达90%或者更高，有效的降低了噪声，避免由于磨煤机振动对锅炉与控制器造成外力干扰，解除因振动造成的损坏而使发电系统受到干扰的隐患。
3.3吊车水平载荷
很多工厂的生产都需要吊车运送沉重的货物，吊车载荷分为水平和竖直两个方向。SAP2000在结构分析中能够将吊车的水平载荷以等效静载荷的形式施加在排架柱上，竖直载荷则通过移动静载荷方式施加。具体步骤为：①纵向水平载荷的标准值确立，②横向水平载荷的标准值确立，③吊车水平载荷施加，④吊车竖向载荷施加，⑤吊车载荷输入。SAP2000中的桥梁模块能够对吊车载荷结构进行整体优化，减少数据计算人员的工作量，提高工作效率，完成优化的设计需要。
4、结束语
随着市场经济的快速发展，对各项建筑的要求也越来越高，相信建筑结构在全体建筑人员共同的努力下定会越来越趋于合理化，迎来更加崭新的明天。
参考文献：
[1]魏保敏.工业建筑结构设计体会[J].山西建筑，2011(14).
[2]姚大园.建筑结构设计优化方法及应用[J].江西建材，2012(6)：52-54.
[3]于胤.浅析工业建筑结构设计体会[J].中国城市經济，2011.
[4]王铁勋.浅析工业建筑结构的设计优化[J].才智，2012；40.