基于结构内容物性能的复杂工业建筑设计的必要性及可行性研究.pdfVIP

建筑设计

基于结构内容物性能的复杂工业建筑

设计的必要性及可行性研究

成佩/北京首钢国际工程技术有限公司北京100043

摘要：随着经济和技术的快速发展，复杂工业建筑设计已经成为建筑设计领域中的一项重要挑战。本文旨在探讨基于结构、内容、物性能的综

合设计方法在复杂工业建筑设计中的必要性和可行性。首先介绍复杂工业建筑的定义和特点，阐述了结构、内容、物性能在复杂工业建筑设计中

的重要性。然后对基于结构、内容、物性能的综合设计方法进行了必要性分析和可行性研究，包括设备分类、修正的传统设计方法、性能设计方

法和直接分析方法。接着对这些方法进行了效果分析研究，以进一步验证其可行性和有效性，以期为复杂工业建筑设计提供更为科学、可行的设

计方法和理论依据。

关键词：复杂工业建筑；结构；内容；物性能；综合设计方法

引言

复杂工业建筑是指在工业生产、制造、加工等领域中具有高度复杂性和技术性的建筑物[1-2]。与传统建筑相比，复杂工业建

筑的设计和施工要求更为严格和高效，其功能和性能也更为复杂和多样化。复杂工业建筑包括但不限于制造厂房、化工厂房、电

厂、矿山设施、交通枢纽等。复杂工业建筑具有高度的功能性和技术性，设计要求十分严格[3-5]。一方面，这些建筑需要满足特

定的生产工艺和技术要求，必须保证生产过程的稳定性和安全性。另一方面，它们还需要考虑人员、设备、物流等多方面的要素，

以确保生产效率和生产质量。因此，复杂工业建筑的设计需要综合考虑结构、内容和物性能等多方面的因素。物性能是设计复杂

工业建筑时必须考虑的因素之一。不同的生产工艺需要不同的物性能，如温度、湿度、气体浓度、噪声等。因此，设计师需要综

合考虑这些因素，选择合适的材料和装置，以确保建筑物的物性能符合生产要求。

1基于结构内容物性能的复杂工业建筑设计的必要性分析

1.1复杂工业建筑的特点

复杂工业建筑是指那些结构复杂、内容繁多、对性能要求高的建筑，如化工厂、制药厂、电力厂、炼油厂、钢铁厂等。这些

建筑通常具有以下特点。

（1）结构复杂：复杂工业建筑的结构通常比较复杂，涉及到多种结构形式和材料，如混凝土结构、钢结构、玻璃幕墙等。

这些结构需要满足建筑的承载能力、稳定性、抗震性、防火性等要求。

（2）内容繁多：复杂工业建筑需要容纳多种设备和工艺流程，这些设备和工艺流程需要考虑空间布局、功能配置、运行效率

等因素。

（3）物性能要求高：复杂工业建筑中的设备和物质通常

具有特殊的物性能要求，如耐腐蚀性、防爆性、防静电性等。

建筑材料、隔热、保温等方面的要求也比较高。

（4）运营成本高：复杂工业建筑的运营成本通常较高，

需要考虑能源消耗、维护费用、环保等方面的因素。

1.2基于结构内容物性能的设计方法的必要性

1—设备；2—结构；3—管道；4—动力设备

在复杂工业建筑设计中，单一的设计方法往往难以满足

图2简化模型

建筑的多方位需求。基于结构、内容、物性能的设计方法能

够综合考虑建筑的结构、内容、物性能等多个方面，从而更

好地满足建筑的使用需求。具体而言，基于结构、内容、物

性能的设计方法具有以下必要性。

（1）更好地满足建筑的多方位需求：复杂工业建筑的设

计需要满足建筑的承载能力、稳定性、抗震性、防火性等方

1—设备；2—管道；3—结构柱；

面的要求，同时也需要考虑设备布局、工艺流程、物性能等

4—管道吊架

方面的要求。基于结构、内容、物性能的设计方法能够综合图1结构与管道设备的数字化1—荷载；2—管道支座

考虑这些因素，使设计更加全面、准确。图1所示为某工业模型图3结构及管道设计计算模型

建筑包括结构和管道设备的三维数字化模型，图2所示为一

般性的简化模型。图3所示为目前，结构专业设计和工艺专业设计时实际采用的计算模型，可以看出基于结构、内容、物性能的

设计方法的必要性。

（2）提高设计效率和经济性：传统的设计方法往往需要通过反复试验、修改才能满足要求，效率低下。而基于结构、内容、

物性能的设