1导言

近年来我国石油化工产业区域结构在不断提升，创新能力不断提升，国际化经营水平也在不断提高。国内石化企业数量众多，行业现有竞争者竞争激烈；总投资成本的多少变得至关重要，尤其是现在，建筑材料物价上涨、人工上涨、再加上对土地、环保、噪音、安全等多方面要求越来越严格；设计质量和设计要求变得至关重要，土建工程量是控制技术和经济的重要环节。如何在设计中满足众多使用要求的前提下，保证安全又能有效的控制成本呢？

2工业建筑设计的原则

与民用建筑不同，工业建筑复杂多变，结构的合理性值得我们思考和研究。在实现工业建筑工程过程中，工业建筑往往受工艺、配管、电仪等上游专业或厂家资料条件制约的特殊需求，工业建筑的结构构件布置往往受上游专业使用限制。设计前期，设计人应参与前期方案的制定讨论，了解上游专业的需求，把握好建筑内在结构、建筑与周边环境的协调性，这是衡量建筑结构设计合理性的一大关键点。结构的合理性和可行性考虑欠妥，会给后期设计增加难度，工期增长，人工时增加，从而造成成本增加；结构方案的合理性，这需要与上游专业工艺流程紧密结合，合理布局，根据平面方案和立体高度等信息制定合理的结构方案，防止过大的外挑，防止薄弱层；由于工业建筑荷载受工艺流程限制的特殊性，避免楼层质量沿高度分布不匀，结构质量刚度变化过大，保持受力的均衡、合理、避免扭转、水平不规则、竖向变化规则；尽量不设转换层，尤其是高位转换，同一建筑不要做多功能多用途设计。

此外，前期参与方案讨论，设计理念和缘由搞清楚，下一个项目才不会生搬硬套，才能准确判断其合理性。结构优化不仅仅能从全局角度考虑，设计方案也变的更加合理，从而也能满足使用要求，且去繁化简，又能有效节省投资。

3工业建筑结构优化设计方法的应用措施

3.1概念设计优化

结构设计优化指的是将先进的设计理念，以合理的设计表达，呈现出最优的设计方案，将设计出的建筑物实现多功能性优化，这就是我理解的结构优化的过程。

现阶段，工业建筑设计已不再是仅以满足基本使用需求为主，还要考虑外观造型的美观性、实用性、安全性以及经济性。基于此，建筑结构设计的难度持续增长，结构方案选型的关键性愈发凸显。设计人员需要明晰结构方案后，明确概念性设计。

在同一设计团队内，不同设计师对同一建筑结构的理解不尽不同，为了保证设计的统一性以及整体性，设计团队应在设计开始前根据项目所在地、工艺要求等综合因素，确定合理的结构形式，并对建筑施工材料设计标准以及相关参数、相关规范进行集中讨论，保证房屋建筑结构设计的质量。

3.2.整体方案及选材优化

工业建筑普遍采用主材为钢筋、混凝土和钢材，工业建筑的结构类型相对简单、如：框架、排架、框排架、门式刚架等。针对不同结构形式，选材和布置很重要，针对不同的建筑要求选择不同的混凝土强度等级、钢筋等级、钢材等级。

根据建筑物所处的项目所在地，确定合适的建筑主材；比如：某项目处于沿海城市，受海风腐蚀等因素影响，宜优先采用钢筋混凝土结构，当无法避免采用钢结构时，应采取可靠措施减少海风对构件的腐蚀影响。

 选择不同的结构布置形式，受力肯定是不同的，最终的主材用量也不同。合理的布置和建筑材料等级、合理的构件布置方向，才会有合理的结构设计， 只知道盲目加大材料用量并不能解决安全问题，反而起到了反作用，使结构变的更不安全。

合理运用计算机技术展开设计完善，通过不断的调整来保障最终设计方案具备高度准确性。如刚度与延性的平衡问题：结构刚度大，设计截面大，含钢量高，延性反而差，结构过刚的情况下，建筑结构无法保持良好的弹性状态，受地震作用影响大抗震性能低产生破损的问题。延性的本质是提高结构的变形能力，控制结构整体破坏形态。可以通过减少刚度增加延性既提高抗震能力又能节约钢筋。

3.3基础结构设计

基础结构设计是结构设计的核心，它是保证建筑的关键，也是建筑稳定性的核心。相同项目的相同装置所处位置不同，基础是无法复用的，因此，基础结构设计时，根据地勘单位提供的地勘报告，结合现有场地土质、地下水等情况，必要时参考当地的有经验施工单位的施工意见，根据现有规范，上部结构结构形式和载荷确定出一套可行的地基处理方案和基础形式，以此开展结构设计。

例如：某项目可采用钢筋混凝土灌注桩和预制方桩，预制桩单价低于灌注桩，工程量比灌注桩低，由于桩径不同，相同桩承载力预制桩承载力要比灌注桩低，承台也比灌注桩工程量小，可由于项目地理位置原因当地无预制桩生产基地，需要从3000公里外采购，运输费用昂贵，经综合成本考虑，必定采用综合成本较小的方案。

3.4建立结构优化模型

第一，建立三维模型，在模型建立后，可检查各专业条件相对位置关系，检查碰撞，检查不必要构件，检查结构构件视觉上的不舒适。在进行结构优化与设计的过程中，结合实际情况进行各专业的相互合作，最大限度地降低细节设计出现纰漏的可能性。确保设计在可控范围内，进而来确保工程施工能够顺利开展。

第二，结构计算内部应根据实际内容选用不同计算软件，可进行包络设计，也可采用不同计算方法择优选取计算结构。如：竖向框排架厂房，可先选用三维计算模型计算，再采用二位模型复合；再如：多格水池计算，目前计算水池有很多种软件，计算结果却差异很大，盈建科（YJK）、PKPM中水池模块，不同复杂程度的水池可采用不同的计算软件，对于多格水池，YJK中对多格水池进行水荷载查看较为麻烦，只能通过不同工况进行切换，很不直观，操作起来极其繁琐，PKPM中水池计算是根据布置自动不同区格工况组合。

3.5强化结构细节设计

优化整体结构的同时，应当充分认识到化工工程的不可逆性，做好细节把控。若工程设计人员对细节设计因素的把控不到位，将直接影响后期操作使用、检修不便，也会造成建筑成本增加。如地下管网、管线预埋深度、墙体开洞等细节欠缺，如：地下管网及预埋管线的深度决定了基础的埋深问题，直接影响了结构设计者中计算长度的取值问题、房屋整体高度的增加引起的投资成本的问题；合理的暖通、电仪等专业的墙体开洞标高可直接影响结构构件设置，不仅影响整体结构的美观、还会造成多增加受力构件的成本增加；屋面女儿墙的高度，甚至会有安全隐患问题，屋面采用结构找坡，既容易保证防水质量，又能减轻屋面荷载，还能减少建筑层找坡增加荷载和造价。女儿墙高度和构造也能降低， 需要在工作过程中强化结构细节设计，将设计隐患降到最低，有效缩短建设成本。

结束语

当前，工业建筑综合化程度变得越来越高，而工业成产的成本提高的同时，利润却在不断压缩。因此，必须从工业建筑的设计阶段，就开始针对性的进行结构设计的优化，以实现功能性的提高及投资成本控制。工业结构设计优化是一项复杂的工作，合理的结构布局，它要求结构设计人既要有扎实的理论功底，又要有丰富的工程经验，还要了解上下游条件的工艺流程及沟通，不能仅仅是依靠计算软件给出计算结果，还要求对不同的问题做出合理的分析，设计人要有自己的判断，结合概念设计，只有这样设计出来的建构筑物才能保证安全、可靠的前提下，又经济、合理。

参考文献：

[1]姚薇.关于工业建筑结构的优化设计剖析[J].中国高新区,2018(05):191.

[2]李雷.工业建筑结构设计优化探究[J].居业,2017(05):48-49.

[3]李晓光.工业建筑结构优化设计的探讨[J].科技创新与应用,2014(10):194.