单层钢结构厂房结构优化设计方法探讨

单层钢结构厂房结构优化设计方法探讨

苗雨欣

中国电力工程顾问集团新能源有限公司西安分公司 710032

摘要：近年来，伴随着我国社会经济的快速发展，已有越来越多的钢结构厂房应用到社会生活的各个领域之中。而单层钢结构作为工业厂房在建造与设计过程之中一种最为经常使用的结构形式，它在具体设计使用过程之中的经济合理度会对整体厂房结构的优化及成本造成很大的影响。因此，文章主要以单层钢结构的设计优化为主要出发点，以某一独有类型的厂房总特征为具体事例，在前人已有设计经验的基础上对单层钢结构，在该厂房优化设计过程之中的具体方法措施进行了进一步的研究与探讨，以此更好地对单层钢结构厂房的结构进行优化以，并对设计理念、设计方案等各方面的创新。

关键词：单层钢结构、厂房结构、优化设计方法

引言：根据目前我国对单层钢结构厂房应用的具体实际情况，我国冶金企业的各种厂房设计过程之中都较为普遍地选取了这种单层钢结构厂房作为工作车间。而门式钢架厂房作为单层钢结构厂房之中的一个主要类型，在对这种钢架结构厂房进行实际设计与使用的过程中如果不能很好的进行数据方面的精确计算，那么就很容易造成结构厂房成品无法达到经济的效果。因而有关技术工作人员在对这种单层钢结构厂房开展实际设计工作的过程中，应当选取较为先进的技术并最大程度上节省设计成本，遵循以上两个原则以实际情况为具体依据来开展设计工作，这样才能够更好的实现对单层钢结构厂房的总体优化设计。

一、单层钢结构厂房的分类

单层钢结构厂房的分类主要是从高度、建筑结构和内部结构这三个方面来具体划分的。首先，高度方面，单层钢结构厂房的高度主要是以其滴水位高度为准，一般单层钢结构厂房的高度都维持在4米到7米左右，但是在极为特殊的情况下单层钢结构的厂房高度也达到了10米至12米左右，因而当单层钢结构的建筑高度越高其施工难度会同时增加。其次，建筑结构方面，根据其建筑结构的不同单层钢结构厂房可以划分为简易结构厂房、砖混结构厂房和钢结构厂房房三项。简易结构厂房主要是由铁皮搭建而成的结构厂房，砖混结构厂房是由砖砌成的厂房，钢结构厂房是由各种钢架搭建而形成的厂房。最后，内部结构方面，其内部结构主要是指有牛腿和无牛腿这两个方面，就是指是在实际搭建过程中是否需要其他外接设备来对搭建过程给予更大程度上的支持和帮助。

二、确定最小高度和最小柱肢宽度

一般来说，在对单层钢结构厂房的最小高度以及最小柱肢宽度进行确定的过程中需要有关技术工作人员明确指出具体工作要求，同时还需要他们能够对制造厂吊车的实际资料内容进行较为详细化的准备。由于厂房高度的确定与吊车桥架之上的小车净空有极为密切的联系，一旦在这一过程中有单轨吊的情况发生，那么工作的主要核心就需要围绕屋面单轨吊下的净空来实施主要的控制。不仅如此，在实际设计与实施过程之中有关技术工作人员还应当对屋面结构的管道布置以及其挠度等各方面进行综合考虑，当跨厂房之间的高度误差达到国家所具体要求的精确标准之时，有关技术工作人员才能够通过彼此之间的相互合作探讨来确定最终单层钢架结构厂房的高度。一般来说，在实际设计过程之中，有关技术工作人员会通过对实际吊车资料的事先了解来对吊车的实际长度以及其他等各方面的内容进行掌握，然后通过与现实情况相联系而得出数据，实现数据联系彼此之间的相互计算，对上柱截面高度以及吊车辅助系统的最小宽度进行最终确定。

三、基础埋深

基础埋深工作的开展需要与建筑物高度之间进行深刻且密切的联系。根据有关基础埋深工作开展的规定我们可以看到，由于基础埋深工作的开展还会与地质条件有相当大的联系，所以有关技术工作人员需要根据混凝土耐久性规定来开展具体的工作。比如说在一些极为恶劣的寒冷条件之下，在开展单层钢结构厂房的设计工作时需要将混凝土的最小强度等级保持在C30。而且根据实际条件来看，大部分单层钢结构厂房的柱基面高度都会设置在-1.5米到-2.0米左右。由于设备基础较近地区的表面还会设置一部分管沟，所以有关技术工作人员在开展具体设计工作时还需要在钢结构柱脚的部分设置素混凝土进行柱脚保护。

四、单层厂房系统优化实例

根据以上理论，我们以某一公司具体的单层钢结构厂房设计为具体实例，对其系统结构设计进行更进一步程度上的优化。在其厂房结构体系之中，该公司主要采用了排架结构体系。通过对比来看，排架结构在高度适中的格构式钢管混凝土下柱钢结构体系之中，其经济合理程度上与钢架结构相比较来说要更高一些。而且由于厂房的钢架结构可以节省5%左右的钢材，这种排架结构的单层钢结构厂房设计在基础设计用料等方面也要比钢架结构节省很多。这种排架结构较为节省的原因主要是由于厂房内部的屋架体系并没有将弯距传递给柱子，因而柱断面在实际设计过程中就会更小一些，从而能够更好地为该公司节省成本。

结束语：综上所述，在对单层钢结构厂房进行具体设计时，有关技术工作人员为了能够实现单层钢结构厂房设计的最优化目标，他们需要根据不同工程实施过程之中的不同具体使用要求，来具体性地确定在实际设计操作过程之中有关技术工作人员应当选取具体的单层钢结构厂房形式。从本质上来说，对单层钢结构厂房进行设计优化主要是为了实现公司运转过程之中的成本最优化，所以有关技术工作人员应该不断研发各种新型技术，并将这些研发出的新型技术与方法逐渐融入到单层钢结构厂房设计之中，只有这样才能够更好的实现我国单层钢结构厂房设计的最优化发展要求与目标，也只有这样才能够更好地对单层钢结构的设计要求与工艺进行更大程度上的优化，才能够从本质上节省公司运转过程之中的经济成本。

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