在我國眾多廠房建設(shè)中，很多廠房建設(shè)所使用的材料都屬于鋼結(jié)構(gòu)。將現(xiàn)代工業(yè)廠房和傳統(tǒng)工業(yè)廠房對比發(fā)現(xiàn)，兩者之間存在著一定的差異，傳統(tǒng)工業(yè)廠房在發(fā)展的今天已經(jīng)有了極大程度的轉(zhuǎn)變。但在現(xiàn)代工業(yè)廠房設(shè)計中，還有一部分設(shè)計依舊沿用傳統(tǒng)的簡單設(shè)計方式，由于傳統(tǒng)簡單廠房設(shè)計方式中存在著很多漏洞，還不夠完善，導(dǎo)致廠房結(jié)構(gòu)會存在著很多不安全隱患，因此，改善廠房結(jié)構(gòu)建設(shè)方式，消除安全隱患，確保廠房建設(shè)安全成為當務(wù)之急。上海泰大建筑科技有限公司通過數(shù)余年的結(jié)構(gòu)優(yōu)化經(jīng)驗，分享關(guān)于單層鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法研究：

一、單層鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

在現(xiàn)階段單層鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中還有一定的問題存在，這些問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面，即：

（一）格構(gòu)柱布局和整體布置不一致

在單層鋼結(jié)構(gòu)廠房建設(shè)中應(yīng)用格構(gòu)柱建設(shè)的時候，在廠房整體計算實際建設(shè)中，會按照一整根格構(gòu)柱進行計算，但是在設(shè)計工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的時候，設(shè)計廠房柱子系統(tǒng)時會應(yīng)用雙肢格構(gòu)柱兩個分支之間的空間對通風(fēng)管道以及熱力管道進行布置，并且設(shè)置一定的人行通道，但是人行通道的設(shè)置會將整體布置的連續(xù)性打斷，導(dǎo)致出現(xiàn)格構(gòu)柱布局和整體布置不一致的問題。

（二）廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計不安全

目前的單層廠房設(shè)計中，設(shè)計人員會將橫向平面鋼架作為結(jié)構(gòu)計算的基礎(chǔ)，簡化廠房的實際空間結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)階段的廠房平面設(shè)計中沒有將縱向風(fēng)載對端鋼架的影響因素考慮到設(shè)計當中來，當廠房柱平面外截面模量較弱時，縱向風(fēng)荷載會使廠房平面出現(xiàn)外彎矩現(xiàn)象，導(dǎo)致廠房柱出現(xiàn)很大的應(yīng)力，最終導(dǎo)致出現(xiàn)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果不安全等方面問題出現(xiàn)，因此，在按照平面模型設(shè)計廠房端鋼架的時候，需要對鋼架平面外風(fēng)荷載作用充分的考慮到其中。

（三）設(shè)計問題

對于廠房抽柱鋼架而言，在應(yīng)用平面模型展開建模與計算的過程中，需要做好設(shè)計判斷工作，并且需要將設(shè)計中存在的空間問題轉(zhuǎn)換成平面設(shè)計問題，以此作為解決設(shè)計中出現(xiàn)問題的有效方式。另外，還需要將廠房空間整體作用考慮進來，確保能夠正確選取所應(yīng)用的彈性支座剛度，確保計算結(jié)果具有一定的準確性，降低誤差的出現(xiàn)率。

二、單層鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法分析

（一）確定單層鋼結(jié)構(gòu)廠房柱柱網(wǎng)布置

在單層鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計中，需要在了解場地條件和總圖的背景之下，將柱距確定下來。需要注意的是，在場內(nèi)道路寬度范圍以內(nèi)，不能將柱子布置在其中。

1．廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計柱間距離分析

在設(shè)計中，需要按照經(jīng)驗對軌頂標高實施行布高工作，確保高度在（12-15）m之間，對于吊車起重量不大的廠房，需要確?；镜闹嘣冢?2-15）m左右，而究竟采用12米柱距合適還是15米柱距合適，需要根據(jù)具體工程施工的實際狀況，施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件以及相應(yīng)的使用要求等。但是，由于設(shè)計中缺少相應(yīng)的數(shù)據(jù)對比，無法確定應(yīng)用12米柱距整體消耗鋼量較小還是15米柱距整體消耗鋼量較小。為了能夠確保建設(shè)施工的整體工程預(yù)算在合理的范圍之內(nèi)，在廠房初步設(shè)計的時候，結(jié)構(gòu)設(shè)計部門就應(yīng)該與各個部門溝通。

例如對于建設(shè)部門而言，如果廠房的天窗可用可不用，那么就可以取消天窗的設(shè)置。如果這一部分必須存在，那么需要借助自重相對較輕的成品通風(fēng)器，避免使用傳統(tǒng)的天窗。在屋面彩板設(shè)計中應(yīng)該確保材料選擇的合理性，選擇使用一些自重較輕的材料進行設(shè)計，目的在于將整體廠房自重降低，從而擴大廠房柱距，同時，也為有效的降低工程造價創(chuàng)造良好的條件。

2．少拔柱或者不拔柱

在施工方案和廠房初步設(shè)計階段，對施工工藝基本寬度要求有全面的了解，那么在滿足場地容許和工藝基本要求的前提之下，少拔柱或者不拔柱的情況是可以實現(xiàn)的。因此，在設(shè)計中需要避免出現(xiàn)布置托架與大跨度吊梁現(xiàn)象，這種情況會使得廠房設(shè)計的用鋼量大大增加。因此，廠房設(shè)計中少拔柱或者不拔柱對于整體結(jié)構(gòu)計算和構(gòu)造、廠房的整體剛度和耗鋼量指標優(yōu)化等都有積極的作用。并且在設(shè)計中，不必完全堅守柱距在3米的模數(shù)。

（二）確定廠房最小高度和最小柱肢寬度

設(shè)計中需要將工藝施工的要求弄清并且掌握，明確制造廠吊車資料。通常情況下，在施工中建筑專業(yè)會按照工藝專業(yè)方面的要求進行施工，但是需要對準確性以及廠房結(jié)構(gòu)內(nèi)部系統(tǒng)等進行詳細的分析，在必要的時候需要將樣本放大。廠房高度和吊車橋架上小車的凈空要求之間存在著一定的關(guān)聯(lián)，如果存在單軌吊，則需要采取另一種控制方式。需要確保走道能夠符合凈空要求，不能出現(xiàn)檀條碰頭的現(xiàn)象，同時還需要關(guān)注單軌軌底標高之間的聯(lián)系。除此之外，需要對管道布置以及屋面結(jié)構(gòu)的撓度等各個方面的因素進行考慮，這也是單層鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為基本的要求。廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中確定吊車跨度后，需要對吊車資料進行研究，得出吊車端部的長度和距上柱之間最小的距離要求，最終確保吊車高度設(shè)計合理性。

另外，還需要注意下柱橫向肢距，距離值不宜過小。如果距離值過小，那么會給廠房內(nèi)管線布置留下一定的阻礙。在高跨廠房方面，需要的橫向剛度一般較大,這與繆洪文在《重型單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點》一文中有著極為相似的觀點。因此，對于高跨廠房的設(shè)計通常在下柱的中部設(shè)置一定的縱向管橋這樣一來方便下柱平面以外的長度計算，并且能夠有效的控制下柱截面。在這之中如果設(shè)計人員想要得到更為精確的指標，需要對其展開反復(fù)的試算等。

（三）單層鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計基礎(chǔ)埋深

在單層鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計中，基礎(chǔ)埋深往往和建筑物高度之間存在著一定的關(guān)聯(lián)，并且和廠房建設(shè)地基之間存在著一定的聯(lián)系。如果在北方設(shè)計廠房結(jié)構(gòu)，會受到寒冷天氣的影響，則需要將凍土深度因素考慮進來。

通常廠房柱基頂面標高會在-1.0米--1.5米。在埋柱鋼柱腳的時候，還需要應(yīng)用混凝土進行保護。原因在于與設(shè)備基礎(chǔ)較近的柱基表面以及柱肢之間有可能會設(shè)置管溝，因此保護措施是必不可少的。

總結(jié)：

本文主要從兩個的方面著手，一方面單層鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，另一方面是單層鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法，明確了在現(xiàn)階段廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中，存在著格構(gòu)柱布局和整體布置不一致以及廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計不安全等方面的問題，這些問題的存在為廠房整體設(shè)計留下了極大的隱患，并且在安全性方面也有很多的漏洞，因此，優(yōu)化廠房設(shè)計的方法是一種解決這些問題的有利手段，通過廠房結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，能夠?qū)υO(shè)計重細節(jié)部位進行嚴格的要求，從而確保單層鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計更具安全性，更加合理。