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摘要：在经济飞速发展的情况下，我国工业建筑的发展也非常迅速，如此的背景对工业建筑结构提出了更高的要求，工业建筑结构设计依然有许多问题存在，本文从工业建筑结构的设计入手，分析工业建筑结构设计的优化方案。
关键词：工业；建筑结构；设计；优化
工业建筑有着与普通建筑不同的特征，工业建筑的荷载要求更大，建筑工艺更复杂，在工业厂房中大多数会运用到吊车荷载，厂房内旋转器械的运作也会产生很大噪音等等。因此，在进行工业建筑结构设计时，需要考虑多方面因素，进行合理的设计计算，使工业建筑结构更加合理，实现对工业建筑结构设计的优化。
一、工业建筑结构设计的原则
（一）工业建筑结构设计材料选择
不同型号的钢板适用于不同强度要求的建筑，在进行工业建筑结构设计时，需要根据不同的建筑强度要求进行钢板的选择，例如选择Q235-B的受力构件，平台板选用Q235-A，吊车梁则选择Q345-C。在进行钢材选择时，要特别注意材料的检测，要确保材料的质量符合国家的要求标准。有些普通钢材并不能满足工业建筑工程中的特殊使用需求，如高炉炉壳的钢材选择不同于普通钢材，宜选用BB503，而转炉平台选择铸铁板更为合适。
进行钢板材料型号选择后，还需要根据钢板型号的不同，选择与之相应的焊条。E4315焊条配合受力构件Q235-B使用，由于受力构件需要承担工业建筑结构的受力，因此对焊接的要求非常高，需要达到一级焊接要求。而普通的结构则可以选择E4301型焊条。
混凝土也是工业建筑结构的必须材料，C10与C25型混凝土适用于工业建筑垫层和基层的应用，如果是需要承受较大受力的结构，C10与C25型混凝土并不能满足要求，宜采用C30到C50的混凝土。
（二）工业建筑结构设计的基本要求
在进行工业建筑结构设计时，需要考虑钢结构应力和变形的要求，如钢梁应力不小于强度设计值的90%，钢柱应力大于或等于强度设计值的95%，钢构件变形与变形容许值相等。
工业建筑工程中，需要运用到钢筋混凝土，钢筋混凝土的结构配筋也是有要求的，框架梁的配筋比率范围为1.2%到1.7%，框架柱配筋率不能小于0.7%，也不能超过1.1%，单桩单柱承台为0.1%，而独立基础配筋率则不大于0.15%。对于工业建筑结构设计好坏的评估要从经济性、质量标准、安全性三个方向进行评估，严格按照国家标准进行设计。
二、工业建筑结构设计优化方案
（一）工业建筑结构设计优化的注意事项
在进行工业建筑结构优化时，首先，建筑设计师要亲自参与到工业建筑结构前期的方案设计中，认真考虑工业建筑结构设计的合理性与可行性，为后期的结构设计做好准备。在前期方案设计中，就要将结构优化的理念融入到工业建筑设计中，以全局思维进行工业建筑设计；其次，工业建筑结构的设计还需要考虑实际的情况，结合工业建筑工程的土壤条件与地质条件选择合适的设计方案；最后，在进行工业建筑结构设计时，需要从细节入手，比如说异形板拐角浇筑后容易产生裂缝，可以把异形板划分为形状规则的矩形板进行浇筑，有效避免裂缝的产生。而在选择钢筋时，要考虑钢筋的塑性与极限抗拉力。
（二）工业建筑结构设计优化的方案
工业建筑工程的设计方案优化可以从三个方向进行，第一，基础结构方案；第二，屋盖系统方案；第三维护结构方案。在实施选型、受力分析以及造价分析时，对工业建筑工程设计方案的优化都不能脱离了综合目标。要有效控制载荷扭转力，使其符合规定数值范围，同时刚度也必须符合质量要求。在进行工业建筑结构优化时，需要建立函数、选择参数、确定约束条件。结构设计优化过程中会存在多个变量以及约束条件，这些属于非线性优化。在工业建筑结构设计优化方案完成后，还需要编制与方案相对应的运算，如此便完成了工业建筑结构的优化。
三、工业建筑结构设计优化实例
（一）在磨煤机中引入弹簧隔振技术
磨煤机是发电厂必不可少的设备，一般工业建筑中，磨煤机会置于煤仓间零米层，如果工业建筑隔振设计不合理，磨煤机在运作时会产生很大的振动，过大的振动容易引起厂房內事故的发生，影响到电站的其他设备的运作。传统的工业建筑结构设计并没有考虑动力因素，致使隔振难度增大。在这种情况下，可以利用弹性支承隔振来进行隔振效果的提升。弹性支承隔振有着很多的优势，在弹性支承系统中，对基础块的使用尺寸要求更小，既能减少基础块的质量，又能保证系统的正常运行。可以在工业建筑结构设计中加装圆柱螺旋压缩弹簧隔振器，隔振的效果非常显著。
结合某地的一电厂弹簧隔振技术优化设计分析。磨煤机最基本的弹簧隔振系统组成部分有阻尼器、基础台座、弹簧隔振器。在加装弹簧隔振器时，需要根据磨煤机的具体数据进行动力计算，设计基础台座的尺寸，并且对隔振元件进行布局。采用弹簧隔振器进行隔振，可以减轻基础台座的重量，节约空间，让结构设计布局更加合理。在使用弹簧隔振时，可以对磨煤机的基础振动进行调控，可以大幅度地减小荷载，同时还能降低磨煤机的磨损率，提高磨煤机的运作效率。磨煤机振动的减小对电厂其他设备起到保护作用，减少电厂事故的发生。
（二）在吊车荷载中运用SAP2000系统
一般的工业建筑中都会配备吊车荷载。水平荷载和纵向荷载都属于吊车荷载，如此一来，很好的满足了工业生产需求。吊车的水平荷载需要运用SAP2000系统进行结构分析，运用等效静荷载拖加至排架柱的相应位置；而竖向荷载则是运用SAP2000系统分析桥梁模块，运用静荷载移动进行施加。
吊车的水平荷载和纵向荷载标准值的确定是根据吊车单边轨道刹车轮压值进行确定。刹车轮接触轨道的点与纵向荷载的作用点是一致的，其作用点的方向也是相同的，H纵=0.1nPmax，n是吊车单边的刹车轮数量，Pmax是吊车最大轮压数值。H横=M+M1×g×A%，其中M是吊车额定起质量，M1是水平小车的质量，g是重力加速度，A%是不同吊车类型的规范取值。其运作方式为运用等效静荷载施加到排架柱的相对应位置。
通过计算可以得知，在吊车荷载优化处理中应用SAP2000系统，能是吊车竖向移动荷载输入更方便，同时可以更为合理地将吊车荷载纳入结构总体计算中，减少工作量，提高工作效率，很好地对工业建筑结构设计进了优化。
（三）对电厂煤斗进行优化
煤斗是电厂中的大型设备，体积庞大并且高度很高，其投入使用时会产生水平地震作用。会对煤斗支承构建造成影响。在进行结构设计时，需要补偿其附加内力，进行细致的计算。将支承结构置于设备的重心部位，从而使其附加内力降低。同时，还需要在支承结构的梁杆轴心垂直方向增加梁结构，使电厂的煤斗应用过程中产生的扭矩内力转化为弯矩作用与梁上。这样的设计能很好地将水平地震作用转移，避免危险的发生。增强了楼板的强度。
四、结束语
在进行工业建筑结构的设计时，要综合考虑多方面问题，合理选用建筑原材料，严格按照设计原则进行设计，从各个方面进行结构设计的优化工作，保障工业建筑结构设计的合理性。
参考文献：
[1]彭君波.浅析工业建筑结构的设计优化[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(17).
[2]李栋梁.浅析工业建筑结构的设计优化[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(10).
[3]苏敏,崔芳.工业建筑结构的设计优化[J].城市建筑 ,2013(14).
[4]余小燕,张胜,张芳等.探讨工业建筑结构的设计优化[J].中国建筑金属结构,2013(2).
[5]冯强.工业建筑结构设计优化技术的探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(19).
关键词：工业；建筑结构；设计；优化
工业建筑有着与普通建筑不同的特征，工业建筑的荷载要求更大，建筑工艺更复杂，在工业厂房中大多数会运用到吊车荷载，厂房内旋转器械的运作也会产生很大噪音等等。因此，在进行工业建筑结构设计时，需要考虑多方面因素，进行合理的设计计算，使工业建筑结构更加合理，实现对工业建筑结构设计的优化。
一、工业建筑结构设计的原则
（一）工业建筑结构设计材料选择
不同型号的钢板适用于不同强度要求的建筑，在进行工业建筑结构设计时，需要根据不同的建筑强度要求进行钢板的选择，例如选择Q235-B的受力构件，平台板选用Q235-A，吊车梁则选择Q345-C。在进行钢材选择时，要特别注意材料的检测，要确保材料的质量符合国家的要求标准。有些普通钢材并不能满足工业建筑工程中的特殊使用需求，如高炉炉壳的钢材选择不同于普通钢材，宜选用BB503，而转炉平台选择铸铁板更为合适。
进行钢板材料型号选择后，还需要根据钢板型号的不同，选择与之相应的焊条。E4315焊条配合受力构件Q235-B使用，由于受力构件需要承担工业建筑结构的受力，因此对焊接的要求非常高，需要达到一级焊接要求。而普通的结构则可以选择E4301型焊条。
混凝土也是工业建筑结构的必须材料，C10与C25型混凝土适用于工业建筑垫层和基层的应用，如果是需要承受较大受力的结构，C10与C25型混凝土并不能满足要求，宜采用C30到C50的混凝土。
（二）工业建筑结构设计的基本要求
在进行工业建筑结构设计时，需要考虑钢结构应力和变形的要求，如钢梁应力不小于强度设计值的90%，钢柱应力大于或等于强度设计值的95%，钢构件变形与变形容许值相等。
工业建筑工程中，需要运用到钢筋混凝土，钢筋混凝土的结构配筋也是有要求的，框架梁的配筋比率范围为1.2%到1.7%，框架柱配筋率不能小于0.7%，也不能超过1.1%，单桩单柱承台为0.1%，而独立基础配筋率则不大于0.15%。对于工业建筑结构设计好坏的评估要从经济性、质量标准、安全性三个方向进行评估，严格按照国家标准进行设计。
二、工业建筑结构设计优化方案
（一）工业建筑结构设计优化的注意事项
在进行工业建筑结构优化时，首先，建筑设计师要亲自参与到工业建筑结构前期的方案设计中，认真考虑工业建筑结构设计的合理性与可行性，为后期的结构设计做好准备。在前期方案设计中，就要将结构优化的理念融入到工业建筑设计中，以全局思维进行工业建筑设计；其次，工业建筑结构的设计还需要考虑实际的情况，结合工业建筑工程的土壤条件与地质条件选择合适的设计方案；最后，在进行工业建筑结构设计时，需要从细节入手，比如说异形板拐角浇筑后容易产生裂缝，可以把异形板划分为形状规则的矩形板进行浇筑，有效避免裂缝的产生。而在选择钢筋时，要考虑钢筋的塑性与极限抗拉力。
（二）工业建筑结构设计优化的方案
工业建筑工程的设计方案优化可以从三个方向进行，第一，基础结构方案；第二，屋盖系统方案；第三维护结构方案。在实施选型、受力分析以及造价分析时，对工业建筑工程设计方案的优化都不能脱离了综合目标。要有效控制载荷扭转力，使其符合规定数值范围，同时刚度也必须符合质量要求。在进行工业建筑结构优化时，需要建立函数、选择参数、确定约束条件。结构设计优化过程中会存在多个变量以及约束条件，这些属于非线性优化。在工业建筑结构设计优化方案完成后，还需要编制与方案相对应的运算，如此便完成了工业建筑结构的优化。
三、工业建筑结构设计优化实例
（一）在磨煤机中引入弹簧隔振技术
磨煤机是发电厂必不可少的设备，一般工业建筑中，磨煤机会置于煤仓间零米层，如果工业建筑隔振设计不合理，磨煤机在运作时会产生很大的振动，过大的振动容易引起厂房內事故的发生，影响到电站的其他设备的运作。传统的工业建筑结构设计并没有考虑动力因素，致使隔振难度增大。在这种情况下，可以利用弹性支承隔振来进行隔振效果的提升。弹性支承隔振有着很多的优势，在弹性支承系统中，对基础块的使用尺寸要求更小，既能减少基础块的质量，又能保证系统的正常运行。可以在工业建筑结构设计中加装圆柱螺旋压缩弹簧隔振器，隔振的效果非常显著。
结合某地的一电厂弹簧隔振技术优化设计分析。磨煤机最基本的弹簧隔振系统组成部分有阻尼器、基础台座、弹簧隔振器。在加装弹簧隔振器时，需要根据磨煤机的具体数据进行动力计算，设计基础台座的尺寸，并且对隔振元件进行布局。采用弹簧隔振器进行隔振，可以减轻基础台座的重量，节约空间，让结构设计布局更加合理。在使用弹簧隔振时，可以对磨煤机的基础振动进行调控，可以大幅度地减小荷载，同时还能降低磨煤机的磨损率，提高磨煤机的运作效率。磨煤机振动的减小对电厂其他设备起到保护作用，减少电厂事故的发生。
（二）在吊车荷载中运用SAP2000系统
一般的工业建筑中都会配备吊车荷载。水平荷载和纵向荷载都属于吊车荷载，如此一来，很好的满足了工业生产需求。吊车的水平荷载需要运用SAP2000系统进行结构分析，运用等效静荷载拖加至排架柱的相应位置；而竖向荷载则是运用SAP2000系统分析桥梁模块，运用静荷载移动进行施加。
吊车的水平荷载和纵向荷载标准值的确定是根据吊车单边轨道刹车轮压值进行确定。刹车轮接触轨道的点与纵向荷载的作用点是一致的，其作用点的方向也是相同的，H纵=0.1nPmax，n是吊车单边的刹车轮数量，Pmax是吊车最大轮压数值。H横=M+M1×g×A%，其中M是吊车额定起质量，M1是水平小车的质量，g是重力加速度，A%是不同吊车类型的规范取值。其运作方式为运用等效静荷载施加到排架柱的相对应位置。
通过计算可以得知，在吊车荷载优化处理中应用SAP2000系统，能是吊车竖向移动荷载输入更方便，同时可以更为合理地将吊车荷载纳入结构总体计算中，减少工作量，提高工作效率，很好地对工业建筑结构设计进了优化。
（三）对电厂煤斗进行优化
煤斗是电厂中的大型设备，体积庞大并且高度很高，其投入使用时会产生水平地震作用。会对煤斗支承构建造成影响。在进行结构设计时，需要补偿其附加内力，进行细致的计算。将支承结构置于设备的重心部位，从而使其附加内力降低。同时，还需要在支承结构的梁杆轴心垂直方向增加梁结构，使电厂的煤斗应用过程中产生的扭矩内力转化为弯矩作用与梁上。这样的设计能很好地将水平地震作用转移，避免危险的发生。增强了楼板的强度。
四、结束语
在进行工业建筑结构的设计时，要综合考虑多方面问题，合理选用建筑原材料，严格按照设计原则进行设计，从各个方面进行结构设计的优化工作，保障工业建筑结构设计的合理性。
参考文献：
[1]彭君波.浅析工业建筑结构的设计优化[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(17).
[2]李栋梁.浅析工业建筑结构的设计优化[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(10).
[3]苏敏,崔芳.工业建筑结构的设计优化[J].城市建筑 ,2013(14).
[4]余小燕,张胜,张芳等.探讨工业建筑结构的设计优化[J].中国建筑金属结构,2013(2).
[5]冯强.工业建筑结构设计优化技术的探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(19).