（辽宁圜球工程设计有限公司，110179）
【摘 要】在社会经济日益发展的今天，我国工业得到了一定程度上的发展，因此，工业厂房数量不断增加，在各类工业厂房当中，应用最为广泛的一种工业厂房是单层钢结构厂房。这种厂房对被应用在冶金企业热扎冷轧、硅钢等，并且很多门式刚架厂房也属于这类厂房。本文主要针对单层钢结构厂房特点，对其结构优化设计方法进行相应的研究，旨在确保单层钢厂房结构优化设计方式更加合理，能够被广泛的推广与应用。
【关键词】厂房结构；单层钢结构；优化设计方法
在我国众多厂房建设中，很多厂房建设所使用的材料都属于钢结构。将现代工业厂房和传统工业厂房对比发现，两者之间存在着一定的差异，传统工业厂房在发展的今天已经有了极大程度的转变。可实践表明，在现代工业厂房设计中，还有一部分设计依旧沿用传统的简单设计方式，由于传统简单厂房设计方式中存在着很多漏洞，还不够完善，导致厂房结构会存在着很多不安全隐患，因此，改善厂房结构建设方式，消除安全隐患，确保厂房建设安全成为当务之急。
一、单层钢结构厂房结构设计中存在的问题
实践表明，在现阶段单层钢结构厂房结构设计中还有一定的问题存在，这些问题主要表现在以下几个方面，即：
（一）格构柱布局和整体布置不一致
在单层钢结构厂房建设中应用格构柱建设的时候，在厂房整体计算实际建设中，会按照一整根格构柱进行计算，但是在设计工业厂房结构的时候，设计厂房柱子系统时会应用双肢格构柱两个分支之间的空间对通风管道以及热力管道进行布置，并且设置一定的人行通道，但是人行通道的设置会将整体布置的连续性打断[1]，导致出现格构柱布局和整体布置不一致的问题。
（二）厂房结构设计不安全
目前的单层厂房设计中，设计人员会将横向平面钢架作为结构计算的基本，简化厂房的实际空间结构。现阶段的厂房平面设计中没有将纵向风载对端钢架的影响因素考虑到设计当中来，当厂房柱平面外截面模量较弱时，纵向风荷载会使厂房平面出现外弯矩现象，导致厂房柱出现很大的应力，最终导致出现厂房结构设计结果不安全等方面问题出现，因此，在按照平面模型设计厂房端钢架的时候，需要对钢架平面外风荷载作用充分的考虑到其中。
（三）设计问题
对于厂房抽柱刚架而言，在应用平面模型展开建模与计算的过程中，需要做好设计判断工作，并且需要将设计中存在的空间问题转换成平面设计问题，以此作为解决设计中出现问题的有效方式。另外，还需要将厂房空间整体作用考虑进来，确保能够正确选取所应用的弹性支座刚度，确保计算结果具有一定的准确性，降低误差的出现率。
二、单层钢结构厂房结构优化设计方法分析
（一）确定单层钢结构厂房柱柱网布置
在单层钢结构厂房设计中，需要在了解场地条件和总图的背景之下，将柱距确定下来。需要注意的是，在场内道路宽度范围以内，不能将柱子布置在其中。
1．厂房结构设计柱间距离分析
在设计中，需要按照经验对轨顶标高实施行布高工作，确保高度在（12-15）m之间，对于吊车起重量不大的厂房，需要确保基本的柱距在（12-15）m左右，而究竟采用12米柱距合适还是15米柱距合适，需要根据具体工程施工的实际状况，施工现场的地质条件以及相应的使用要求等。但是，由于设计中缺少相应的数据对比，无法确定应用12米柱距整体消耗钢量较小还是15米柱距整体消耗钢量较小。为了能够确保建设施工的整体工程预算在合理的范围之内，在厂房初步设计的时候，结构设计部门就应该与各个部门沟通。例如对于建设部门而言，如果厂房的天窗可用可不用，那么就可以取消天窗的设置[2]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果这一部分必须存在，那么需要借助自重相对较轻的成品通风器，避免使用传统的天窗。在屋面彩板设计中应该确保材料选择的合理性，选择使用一些自重较轻的材料进行设计，目的在于将整体厂房自重降低，从而扩大厂房柱距，同时，也为有效的降低工程造价创造良好的条件。
2．少拔柱或者不拔柱
在施工方案和厂房初步设计阶段，对施工工艺基本宽度要求有全面的了解，那么在满足场地容许和工艺基本要求的前提之下，少拔柱或者不拔柱的情况是可以实现的。因此，在设计中需要避免出现布置托架与大跨度吊梁现象，这种情况会使得厂房设计的用钢量大大增加[3]。因此，厂房设计中少拔柱或者不拔柱对于整体结构计算和构造、厂房的整体刚度和耗钢量指标优化等都有积极的作用。并且在设计中，不必完全坚守柱距在3米的模数。
（二）确定厂房最小高度和最小柱肢宽度
设计中需要将工艺施工的要求弄清并且掌握，明确制造厂吊车资料。通常情况下，在施工中建筑专业会按照工艺专业方面的要求进行施工，但是需要对准确性以及厂房结构内部系统等进行详细的分析，在必要的时候需要将样本放大。厂房高度和吊车桥架上小车的净空要求之间存在着一定的关联，如果存在单轨吊，则需要采取另一种控制方式。需要确保走道能够符合净空要求，不能出现檀条碰头的现象，同时还需要关注单轨轨底标高之间的联系。除此之外，需要对管道布置以及屋面结构的挠度等各个方面的因素进行考虑，这也是单层钢结构厂房结构设计中最为基本的要求。厂房结构设计中确定吊车跨度后，需要对吊车资料进行研究，得出吊车端部的长度和距上柱之间最小的距离要求，最终确保吊车高度设计合理性。
另外，还需要注意下柱横向肢距，距离值不宜过小。如果距离值过小，那么会给厂房内管线布置留下一定的阻碍。在高跨厂房方面，需要的横向刚度一般较大[4],这与缪洪文在《重型单层钢结构厂房的结构设计特点》一文中有着极为相似的观点。因此，对于高跨厂房的设计通常在下柱的中部设置一定的纵向管桥这样一来方便下柱平面以外的长度计算，并且能够有效的控制下柱截面。在这之中如果设计人员想要得到更为精确的指标，需要对其展开反复的试算等。
（三）单层钢结构厂房设计基础埋深
在单层钢结构厂房设计中，基础埋深往往和建筑物高度之间存在着一定的关联，并且和厂房建设地基之间存在着一定的联系。如果在北方设计厂房结构，会受到寒冷天气的影响，则需要将冻土深度因素考虑进来。
通常厂房柱基顶面标高会在-1.0米--1.5米。在埋柱钢柱脚的时候，还需要应用混凝土进行保护。原因在于与设备基础较近的柱基表面以及柱肢之间有可能会设置管沟，因此保护措施是必不可少的。
总结：
本文主要从两个的方面着手，一方面单层钢结构厂房结构设计中存在的问题，另一方面是单层钢结构厂房结构优化设计方法，明确了在现阶段厂房结构设计中，存在着格构柱布局和整体布置不一致以及厂房结构设计不安全等方面的问题，这些问题的存在为厂房整体设计留下了极大的隐患，并且在安全性方面也有很多的漏洞[5]，因此，优化厂房设计的方法是一种解决这些问题的有利手段，通过厂房结构优化设计，能够对设计重细节部位进行严格的要求，从而确保单层钢结构厂房结构设计更具安全性，更加合理。
参考文献：
[1]黄一波.单层钢结构厂房结构优化设计方法探讨[J].武汉工程职业技术学院学报,2013,25(4):31-33.
[2]蔡明喜,牛梦实.浅谈门式钢架轻型房屋钢结构优化设计[J].甘肃冶金,2011,33(4): 130-133.
[3]王美丽.单层钢结构工业厂房的加固设计[J].城市建设理论研究（电子版）,2012, (20)：124-156.
[4]缪洪文.重型单层钢结构厂房的结构设计特点[J].有色金属设计,2012,39(1):39-43.
[5]刘耀文,庄桂香.某单层钢结构厂房结构方案的优化分析[J].科园月刊,2011,(5):41- 42.
论文作者:丛日颖
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年12月供稿
论文发表时间:2016/4/14
标签：厂房论文; 单层论文; 结构设计论文; 结构论文; 钢结构厂房论文; 吊车论文; 优化设计论文; 《工程建设标准化》2015年12月供稿论文;