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摘要:在工业建筑物结构设计优化中,虽然考虑了管理工作需求以及数字化办公对管理工作的影响,但是在实际的工作中仍需要各岗位人员不断出入各工序,因此结构设计优化中还需要考虑结构布局。根据质检工作、工艺管理等工作的实际行进路线,根据各岗位沟通及管理工作需求,对工业建筑物结构设计进行布局优化,实现高效率管理、提高工作效率,促进企业综合成本的降低的目的,借以提高工业企业综合市场竞争力。
关键词:工业建筑;结构设计;优化
1工业建筑结构设计优化中需要注意的几点问题
1.1钢结构与工艺设计的协调性
很多工业建筑的钢结构设计质量相对较差,主要体现在钢支架的分布不合理、墙体的规格参数不满足标准要求等。钢结构的建筑包括很多方面,设计者需要根据企业的使用需求来进行合理的结构选择,对于一些相对较大的结构需要采用合理的网架结构从而能够更好的减少建筑整体的压力。另外,在结构的选择上也可以通过使用不同的材料来实现支撑结构,这也是降低建筑压力的重要措施。如无缝钢管有着很好的空截面,在进行输送流体时可用作管道;钢管和轻钢等相比,强度相对较弱,但是其质量相对较低,稳定性相对较好。所以,设计者在设计过程中,首先要考虑设计的工艺需求。对于整体的结构设计,在方案选择中就要广泛的选择,同时多了解工艺的布置,明确工艺使用的具体条件,从而能够减少施工中出现的不必要的问题。
1.2影响结构计算的因素多
结构设计的结构计算是一项重要的步骤,大多数的设计者都会采用计算结果来进行分析和评价,从而对结构设计的合理性进行判断。而影响结构计算的因素相对较多,其结果也直接关系着施工工艺的荷载问题,对于整个结构设计来说有着非常重要的作用,因此就要全面的进行综合考虑,把影响结构计算的因素全面的考虑在内。另外,很多建筑的设计构件都能够达到使用的需求,但是很多问题都出现在节点上,在发生外界干扰时,这些节点很容易发生问题,不能够承担起高符合的作用,而建筑的梁柱中心线通常都是不重合的,这样对节点的压力也相对较大,从而使整体的性能受到影响,所以,对于这些额外的影响因素应当格外的注意。
1.3建筑的防火设计问题
钢结构的工业建筑在防火的能力方面相对较差,钢材在受热的过程中,其抗拉的强度会逐渐降低,从而出现变形的现象。而在温度过高时,钢材的强度就会随着温度的变化而逐渐的软化,从而失去了其应有的作用,导致建筑发生坍塌。所以,我们一方面要意识到钢结构工业建筑防火能力差的特点,同时还要明确钢结构的耐火要求。当前,钢结构的建筑通常都会在钢结构材料中加入防火的涂料来作为防火的保护措施,在发生火灾时,这些涂料能够为钢结构提供一层隔热膜,从而加强钢结构的抗热能力,也能够更好的满足国家的相关规范要求。
2工业建筑结构设计优化分析
2.1满足工业建筑结构安全性能、设备布局及人员通路需求
现代工业建筑结构设计优化理论指出,设计优化的主要目标是在保障建筑安全、技术可行、配合并促进建筑设计的前提下,通过优化工作实现最经济的工业建筑投资预期效果。根据工业建筑物的使用特点及设计特点,优化工作需要從每一个环节及步骤的分析入手,深入挖掘。但是,在优化过程中不能以牺牲结构安全度及抗震性来实现经济效益。设计师需要通过对工业建筑投资建设的目的进行深入掌握,以实质内涵的理解及灵活的优化方法为基础,实现优化目的。优秀的工业建筑结构设计优化是美观与实用、经济与质量相结合的系统工作,以满足工业建筑结构安全性能、设备布局及人员通路需求为基础的活动。工业建筑结构设计优化活动以设计方案为基础,以工艺需求及设备布局为重点,实现工业建筑物内部生产及管理活动的需求。
2.2建立工业建筑结构设计优化模型,提高优化质量
为了实现科学的工业建筑结构设计优化工作,在优化工作开展前应建立结构设计优化模型。从诸多变量参数中选出重点参数,并建立函数模型,以此为基础实现最佳优化方案。在这一过程中,应首先确定各种变量是重点,针对影响工业建筑结构设计的重点确定模型中参数内容。其次,选定函数模型及优化方向,以此使各类约束性条件符合既定标准,满足优化工作需求。
2.3建立完善的优化管理体系,保障工业建筑结构设计优化质量
在目前的工业建筑结构设计优化中,由于优化活动缺乏统一的指导、缺乏具体的管理,常会造成优化质量效果不明显的问题。因此,现代工业建筑结构设计优化必须建立相应的管理体系,且该体系具有动态完善性。通过对管理体系的实时评测,及时掌握管理体系中存在的问题,并采取针对性措施对管理体系进行完善,以此实现管理目标。另外,对相关的岗位工作人员也应采取相应的管理方式,以岗位职责的不断完善,指导设计优化人员的具体工作,实现对工业建筑结构设计优化质量管理目标。
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。对其支承构件造成的附加弯矩、扭矩等内力,则需要相应的计算补偿其附加内力。具体做法为:在设备重心位置增加设置支承结构,降低附加内力;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;支承结构抗扭配筋加强,楼板强度加强。
3.2磨煤机隔振
火电厂的发电离不开将煤炭作为燃料,磨煤机是重要的设备工具。振动程度较大会干扰其他设备的正常运行,尤其是配电装置和发电机组所在的控制室。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效果明显。通过实际证明,磨煤机基础采用弹簧隔振系统后,与常规块式基础相比具有许多优势。
(1)采用弹簧隔振系统后,磨煤机基础台座的体积或重量大约只有常规基础块的一半,因而减小了占地空间,有利于工艺布置。
(2)采用弹簧隔振系统后,减小了磨煤机产生的振动,减小了磨煤机对周围建筑及工作人员的振动影响,不会有明显的振动传递到主建筑上。基础的隔振效率可达到90%以上,并可降低噪声。另外,由振动引起的锅炉及锅炉内衬的损坏和由于振动而造成的火力发电厂的运行事故也可以避免。
(3)由于磨煤机基础台座与锅炉房建筑结构分离,磨煤机基础的施工相对独立,并有很大的灵活性。磨煤机基础的施工可以交叉进行,可以缩短施工周期。
(4)简化磨煤机的调平,其基础沉降可以通过弹簧隔振器得到调平。
(5)采用弹簧隔振系统后,磨煤机本身所受的动荷载很小,降低了磨煤机的磨损,使磨煤机的运行可靠性提高,同时还可以延长磨煤机的使用寿命,延长磨煤机的大修周期。
(6)与常规基础相比,采用弹簧隔振系统后,磨煤机基础的振动具有可控性。采用弹簧隔振基础后,传到基础下面的荷载较小,因而可以减少地基基础的处理费用。
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:纵向水平载荷的标准值确立;横向水平载荷的标准值确立;吊车水平载荷施加;吊车竖向载荷施加;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。
参考文献
[1]SAP2000 中文版使用指南(第二版)[M]. 北京:人民交通出版社,2011.
[2] 徐传亮.建筑结构设计优化及实例 [M]. 北京:中国建筑工业出版社,2012.
关键词:工业建筑;结构设计;优化
1工业建筑结构设计优化中需要注意的几点问题
1.1钢结构与工艺设计的协调性
很多工业建筑的钢结构设计质量相对较差,主要体现在钢支架的分布不合理、墙体的规格参数不满足标准要求等。钢结构的建筑包括很多方面,设计者需要根据企业的使用需求来进行合理的结构选择,对于一些相对较大的结构需要采用合理的网架结构从而能够更好的减少建筑整体的压力。另外,在结构的选择上也可以通过使用不同的材料来实现支撑结构,这也是降低建筑压力的重要措施。如无缝钢管有着很好的空截面,在进行输送流体时可用作管道;钢管和轻钢等相比,强度相对较弱,但是其质量相对较低,稳定性相对较好。所以,设计者在设计过程中,首先要考虑设计的工艺需求。对于整体的结构设计,在方案选择中就要广泛的选择,同时多了解工艺的布置,明确工艺使用的具体条件,从而能够减少施工中出现的不必要的问题。
1.2影响结构计算的因素多
结构设计的结构计算是一项重要的步骤,大多数的设计者都会采用计算结果来进行分析和评价,从而对结构设计的合理性进行判断。而影响结构计算的因素相对较多,其结果也直接关系着施工工艺的荷载问题,对于整个结构设计来说有着非常重要的作用,因此就要全面的进行综合考虑,把影响结构计算的因素全面的考虑在内。另外,很多建筑的设计构件都能够达到使用的需求,但是很多问题都出现在节点上,在发生外界干扰时,这些节点很容易发生问题,不能够承担起高符合的作用,而建筑的梁柱中心线通常都是不重合的,这样对节点的压力也相对较大,从而使整体的性能受到影响,所以,对于这些额外的影响因素应当格外的注意。
1.3建筑的防火设计问题
钢结构的工业建筑在防火的能力方面相对较差,钢材在受热的过程中,其抗拉的强度会逐渐降低,从而出现变形的现象。而在温度过高时,钢材的强度就会随着温度的变化而逐渐的软化,从而失去了其应有的作用,导致建筑发生坍塌。所以,我们一方面要意识到钢结构工业建筑防火能力差的特点,同时还要明确钢结构的耐火要求。当前,钢结构的建筑通常都会在钢结构材料中加入防火的涂料来作为防火的保护措施,在发生火灾时,这些涂料能够为钢结构提供一层隔热膜,从而加强钢结构的抗热能力,也能够更好的满足国家的相关规范要求。
2工业建筑结构设计优化分析
2.1满足工业建筑结构安全性能、设备布局及人员通路需求
现代工业建筑结构设计优化理论指出,设计优化的主要目标是在保障建筑安全、技术可行、配合并促进建筑设计的前提下,通过优化工作实现最经济的工业建筑投资预期效果。根据工业建筑物的使用特点及设计特点,优化工作需要從每一个环节及步骤的分析入手,深入挖掘。但是,在优化过程中不能以牺牲结构安全度及抗震性来实现经济效益。设计师需要通过对工业建筑投资建设的目的进行深入掌握,以实质内涵的理解及灵活的优化方法为基础,实现优化目的。优秀的工业建筑结构设计优化是美观与实用、经济与质量相结合的系统工作,以满足工业建筑结构安全性能、设备布局及人员通路需求为基础的活动。工业建筑结构设计优化活动以设计方案为基础,以工艺需求及设备布局为重点,实现工业建筑物内部生产及管理活动的需求。
2.2建立工业建筑结构设计优化模型,提高优化质量
为了实现科学的工业建筑结构设计优化工作,在优化工作开展前应建立结构设计优化模型。从诸多变量参数中选出重点参数,并建立函数模型,以此为基础实现最佳优化方案。在这一过程中,应首先确定各种变量是重点,针对影响工业建筑结构设计的重点确定模型中参数内容。其次,选定函数模型及优化方向,以此使各类约束性条件符合既定标准,满足优化工作需求。
2.3建立完善的优化管理体系,保障工业建筑结构设计优化质量
在目前的工业建筑结构设计优化中,由于优化活动缺乏统一的指导、缺乏具体的管理,常会造成优化质量效果不明显的问题。因此,现代工业建筑结构设计优化必须建立相应的管理体系,且该体系具有动态完善性。通过对管理体系的实时评测,及时掌握管理体系中存在的问题,并采取针对性措施对管理体系进行完善,以此实现管理目标。另外,对相关的岗位工作人员也应采取相应的管理方式,以岗位职责的不断完善,指导设计优化人员的具体工作,实现对工业建筑结构设计优化质量管理目标。
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。对其支承构件造成的附加弯矩、扭矩等内力,则需要相应的计算补偿其附加内力。具体做法为:在设备重心位置增加设置支承结构,降低附加内力;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;支承结构抗扭配筋加强,楼板强度加强。
3.2磨煤机隔振
火电厂的发电离不开将煤炭作为燃料,磨煤机是重要的设备工具。振动程度较大会干扰其他设备的正常运行,尤其是配电装置和发电机组所在的控制室。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效果明显。通过实际证明,磨煤机基础采用弹簧隔振系统后,与常规块式基础相比具有许多优势。
(1)采用弹簧隔振系统后,磨煤机基础台座的体积或重量大约只有常规基础块的一半,因而减小了占地空间,有利于工艺布置。
(2)采用弹簧隔振系统后,减小了磨煤机产生的振动,减小了磨煤机对周围建筑及工作人员的振动影响,不会有明显的振动传递到主建筑上。基础的隔振效率可达到90%以上,并可降低噪声。另外,由振动引起的锅炉及锅炉内衬的损坏和由于振动而造成的火力发电厂的运行事故也可以避免。
(3)由于磨煤机基础台座与锅炉房建筑结构分离,磨煤机基础的施工相对独立,并有很大的灵活性。磨煤机基础的施工可以交叉进行,可以缩短施工周期。
(4)简化磨煤机的调平,其基础沉降可以通过弹簧隔振器得到调平。
(5)采用弹簧隔振系统后,磨煤机本身所受的动荷载很小,降低了磨煤机的磨损,使磨煤机的运行可靠性提高,同时还可以延长磨煤机的使用寿命,延长磨煤机的大修周期。
(6)与常规基础相比,采用弹簧隔振系统后,磨煤机基础的振动具有可控性。采用弹簧隔振基础后,传到基础下面的荷载较小,因而可以减少地基基础的处理费用。
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:纵向水平载荷的标准值确立;横向水平载荷的标准值确立;吊车水平载荷施加;吊车竖向载荷施加;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。
参考文献
[1]SAP2000 中文版使用指南(第二版)[M]. 北京:人民交通出版社,2011.
[2] 徐传亮.建筑结构设计优化及实例 [M]. 北京:中国建筑工业出版社,2012.