机械工业第四设计研究院有限公司上海分公司 上海 200433
摘要：现阶段，我国建筑施工技术的水平已经有了极为明显的提升，钢结构厂房数量与日俱增。钢结构工业厂房的应用优势比较显著，但是该类型的厂房在使用时，仍旧会受到外界因素的干扰以及影响，需要对其问题进行重视。本文主要就工业单层钢结构厂房支撑结构的设计以及优化进行分析，了解钢结构工业厂房的优点，高度重视支撑结构的优化设计工作工业单层钢结构厂房的承载力会比较强，且施工时间比较短，具有较高的综合效益，所以建筑施工单位需要合理的开展支撑结构的优化设计工作，保障建筑设施的质量。
关键词：工业；单层钢结构；支撑结构；优化设计
引言：一般情况下，钢结构可以大致分成两类，其分别是普通钢结构以及轻钢结构。普通钢结构和轻钢结构的界限划分的并不是十分的清晰，二者的计算规则相同。轻钢结构的荷载数值会比较小，结构的杆件也较小，其构件的墙壁会比较薄。会使用门式钢架、屋架进行支撑，起到一个承重的效用。轻钢结构的上部荷载数值低下，因此，其结构效应的内力较小，其结构的强度并不会出现问题，但是其构件的断面较小，结构的刚度会随着截面惯性距减小而减小。怎样保障其结构整体以及局部的稳定性，成为了建筑施工单位需要重视的关键。
1工业单层钢结构厂房的主要优势
工业单层钢结构厂房和传统的工业厂房相比较，其所展现出的应用优势会比较显著。首先，工业单层钢结构厂房在构建的过程中，其主要使用的材料为钢结构，这会极大程度的减小厂房的构建施工时间，而传统的厂房建筑施工材料会比较复杂，所涉及到的层面也比较广泛，其建造的时间大约为一年。工业单层钢结构厂房的各类部件都可以在车间铸造制备，直接将钢结构构件依照设计图纸以及施工方案开展模型的组装工作。其次，工业单层钢结构厂房的自身重量会比较小，通常状况下，其是传统工业厂房重量的7/10，这会降低其对于地基的压力，可以将工业单层钢结构厂房构建于地质结构不稳定或者产生地质灾害的位置区域，其厂房的经济效益极为显著，其自身的经济性会明显高于传统钢筋混凝土结构体系。最后，工业单层钢结构厂房施工给周围生态环境所造成的压力会比较微弱，这主要是因为钢结构无论是在生产还是在制备过程中，其产生出的污染物质量都比较小，其组装带有极强的绿色化特征，并不会给生态环境造成威胁，更好的满足了绿色建筑的相关标准要求。钢结构材料在实际的使用寿命时间段内，可以再次循环性的使用，这就有效的节省了资源能源，降低其损耗，有效的提升总体施工的经济效益，减小施工成本费用。
2工程概况
本文主要以我国某一工业单层钢结构厂房项目为例进行支撑结构优化设计的分析。该工业厂房的面积约为21万平方米，其跨度数值分别为27m、30m、39m、42m，轨顶的标高数值约为13m。图1为主厂房1区柱网图。
图2
3工业单层钢结构厂房支撑结构设计优化措施
3.1檩条
3.1.1檩条的作用
檩条在厂房中主要起到承担屋面荷载的效用，将其荷载力传递到钢架中。檩条会和螺栓以及每榀刚架连接在一起，构成空间结构。
3.1.2截面宽度的确定
实腹式檩条的截面宽度B，由截面高度H所选的型钢规格确定，空间桁架式檩条上弦的总宽度B，取截面总高度的1/1.5～1/2.0。当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载的标准值（按水平投影面积计算）应取0.50KN/m2。
3.1.3拉条和撑杆。
首先，在设置拉条时，其必须要综合性的考量檩条的侧向刚度数值，若该檩条的侧向刚度数值比较大，那么可以不设置拉条，一般来说轻型H型钢钢和空间桁架式檩条都需要设置拉条。若其侧向刚度数值比较小，实腹时和平面桁架式檩条需要设置拉条，通过安装拉条的方式来避免其檩条在安装以及使用产生侧向变形以及扭转等的问题，切实的保障檩条使用的稳定程度。将拉条当做侧向的支撑点。如果檩条的跨度不超过4米，那么就应当依照相关的公式去计算，综合性的考量其是否应当设置拉条。如果屋面的坡度超过10%，且檩条的跨度超过4米，那么就应当在檩条的跨中区域安装拉条。如果其檩条的跨度超过6米，那么就需要在檩条跨度三分之一的位置区域安装拉条以及撑杆，并在其檐口安装斜拉条和撑杆。拉条的直径数值要始终处于8至12毫米的范围内，就其荷载以及檩距离的大小进行调整，适当的选用。其次，在设置撑杆时，檩条的撑杆长细比按压杆要求不可高于220，使用钢管以及方管等制备。现阶段，我国存在钢管内设置拉条的现象，该种处理方式相对来说会比较简便，且总体的构造十分的简单化，在撑杆位置区域设置斜拉条。最后，将拉条和撑杆连接在一起，弯折斜拉条与檩条腹板的连接位置，其实际的弯折的直段长度不可过大，防止其在受力的影响下，出现局部弯曲等的问题。调整斜拉条弯折点的距离，让其距离处于10至15毫米的数值范围内，在条件允许的状况下，可以不弯折斜拉条，利用斜垫板或角钢等将其连接在一起。
3.2屋盖支撑与柱间支撑的确定
3.2.1屋盖支撑系统设计
在开展厂房屋盖支撑系统的设计工作时，应当合理的选择支撑系统，并处理好屋面的防水问题。通常来说，屋盖支撑系统的设计和厂房自身的跨度等各类参数息息相关，一般状况下，不管该厂房的屋盖结构是否存在檩条，都会将其厂房设置成为垂直的支撑体系结构。在一些没有檩条的支撑体系之中，大型的屋面板会把三点和屋架连接在一起，开展焊接的工作，使得其产生上弦支撑的效用。在施工条件等问题的约束下，想要更好的满足其安装层面的需求，就需要在屋架上弦和天窗架上弦设置上弦横向支撑。
图3屋盖支撑系统设计
3.2.2柱间支撑。
想要防止厂房支撑刚度数值过大所产生的温度应力问题，就需要精确的计算出支撑腹杆按柔性拉杆数值。交叉体系的下层支撑当吊车较小时一般用圆钢，较大时通常采用角钢或槽钢。交叉斜杆常按拉杆设计，但为了提高厂房的纵向刚度，当吊车较大时，应按压杆设计。
结语：现阶段，工业单层钢结构厂房的数量越来越多，其厂房在实际的工业生产中的应用范围也开始逐渐的扩大，其相关技术也趋于成熟化，该类型的厂房优势逐渐的显现出来。目前，我国资源环境的压力比较大，钢结构构筑而成的绿色建筑厂房可以更好的满足可持续化发展需求，在设计该类型的厂房时，需要选择适宜的优化方式，就该工程项目的地质状况以及实际施工条件等进行分析，结合其项目的使用要求，开展建筑设计施工活动，不断的积累施工经验，处理好支撑结构设计中存在的各项问题。
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论文作者:程苏雷
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/1
标签：檩条论文; 单层论文; 厂房论文; 工业论文; 钢结构论文; 结构论文; 撑杆论文; 《建筑学研究前沿》2019年5期论文;