(中冶东方工程技术有限公司，内蒙古 包头 014010)
摘 要：通过多年的国内外钢结构工业厂房的设计经验，总结介绍了钢结构厂房设计流程、前期资料的收集及设计中应该着重注意的一些问题，以期对工程设计有所参考。
关键词：钢结构；厂房；设计；资料收集
中图分类号：TU391.04 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)08—0199—01
1 钢结构专业前期资料准备
1.1 气象资料
基本风速，基本风压及测定计算方法（设计使用年限内）；基本雪压及测定计算方法（设计使用年限内）；当地地震基本烈度及建筑物抗震设防烈度及设计基本地震加速度值；场地土类别；大气中是否含腐蚀介质及成分；冬季采暖室外计算温度（或最低日平均温度）；
冬季施工规定日期等。
1.2 规范、标准的收集
规范、标准采用的版本及种类应指明是中国规范还是当地规范，或是ISO国际标准规范。
1.3 结构设计习惯做法
钢结构与钢筋混凝土结构的选用范围。习惯做法应了解例如：坡口焊与刨平顶紧的使用，插入式柱脚和锚栓式柱脚的使用，建筑墙体采用开敞还是封闭，屋面板墙板的材料，檩条采用冷弯薄壁檩条还是热轧型钢檩条等。
1.4 其他业主要求
尽可能多的了解当地及业主的要求，例如：结构方案的确定、结构体系的确定等；明确结构材料的采购地及施工方；当地及施工方具备的施工机械、安装能力，例如施工起吊能力等；业主对钢结构的防腐要求及涂装颜色要求；应明确钢结构设计深度，是设计图还是施工详图等。
2 结构体系和柱网确定
2.1 结构体系
单层厂房钢结构体系主要由横向结构和纵向结构系统组成。横向系统就是排架。名称可以称作框排架、刚架等。也可以称为铰接排架及刚接排架。具体情况根据工艺要求、厂房刚度要求、结构受力情况、材料选用情况等确定。纵向系统一般由柱及其支撑、托架、吊车梁及制动梁或桁架、墙梁等组成。
2.2 柱网
柱网应根据工艺要求、经济柱距及跨度、建筑美的要求等方面确定。经济指标是综合的，包括基础费用，钢材用量、制作安装难度及进度等。跨度一般根据工艺要求确定。通过多年设计经验总结，经济柱距为：重型厂房地基差时宜采用24m，中型厂房地基差时采用18m、15m，轻型厂房采用12m；地基较好时厂房一般宜采用12m、18m柱距。厂房划分由起重量Q确定，当Q≤20t为轻型厂房；当30t≤Q≤75t为中型厂房；当100t≤Q≤250t为重型厂房；当Q>250t为特重型厂房。经济柱距的确定还应考虑吊车轨面标高等因素。
2.3 厂房温度伸缩缝
横向温度伸缩缝一般采用双柱伸缩缝。厂房纵向温度伸缩缝一般采用单柱伸缩缝，方法是厂房一侧采用摇摆柱或采用滚动支座来实现伸缩。
3 厂房各系统设计中应特别注意的问题
厂房设计属于比较复杂的结构设计，应考虑的问题很多，通过多年的设计经验，对设计中经常忽略的问题给出自己的看法，以供参考。
3.1 铰接屋架上承及下承做法对柱的影响
上承式屋架优点：屋架支座处传力好。屋架在安装时的稳定性好，而且基本上可不必考虑屋架受力后弦杆弹性伸长的影响。上弦在竖向荷载作用下的压缩变形可补偿屋架下挠时（坡度变直时）支座向外的位移。其总位移量的消长情况与屋面坡度有关，当屋面坡度i≥1/6，柱顶仍将向外推移。当i≤1/10柱顶非但不会向外推移，甚至有向里移动的可能，这个优点在多跨厂房中更为重要。
上承式屋架缺点：上承屋架端支座底部至端节点中心的距离较大，约为下承式屋架的2~3倍。因此，在柱顶水平剪力作用下对支座节点的偏心弯矩较大，设计时应引起注意。一般可采取以下两种方式解决：①采用侧接法与柱顶相连，以减少甚至消除偏心弯矩；②在与支座节点相连的屋架杆件设计中，考虑此偏心弯矩的影响，下承式屋架做法优缺点正好与上承式相反。
3.2 柱
柱截面选用时，为了经济，宜优先选用钢管混凝土柱或型钢格构柱。为了经济，在工艺允许的情况下可增加纵向系杆，以减小厂房柱的平面外计算长度。
3.3 柱间支撑
支撑杆件采用单拉杆设计或一镰一压杆件设计，应根据受力大小及杆件长度确定。目前流行采用单杆既在前后片杆件之间不打缀条设计，便于中间穿行管道、钢梯及参观走道。
3.4 吊车梁系统
吊车梁中间加劲肋板与上翼缘的焊缝国标图集与钢结构设计规范不同（钢结构设计规范要求刨平顶紧后焊接，国标图集仅采用焊缝），建议采用刨平顶紧后焊接。平板支座处加劲肋国标图集中是上下刨平顶紧，为了便于施工，建议改为上端坡口焊，下端刨平顶紧后焊接。
3.5 节点设计
节点构造设计在钢结构设计中很重要，钢结构的设计可以说是杆件设计（杆件内力分析）加上节点设计（节点构造分析）。在抗震理论中，要求强节点弱构件，所以说钢结构的安全性在很大程度上取决于节点的构造设计。节点设计的原则是构造简单、受力明确、传力可靠，易于实现。节点设计的要求是后于杆件破坏，我们认为设计应按杆件内力增加10%进行节点连接设计，对于内力较小的杆件其连接焊缝长度不小于120mm。这些对于工业厂房钢结构设计都是必要的。为了节点构造安全，施工时不能随意加大杆件截面。
节点设计时，合理布置焊缝，焊缝的布置尽可能对称于杆件形心，使其受力合理，减小焊接变形和焊接应力。现场焊缝的布置应便于构件安装，便于焊缝施焊，便于质量检查，避免焊
缝在一处立体交叉和大量集中。
4 设计与施工
4.1 在保证结构安全可靠的前提下，构件宜实行功能兼并，一个构件可承担多种功能。
4.2 注意等强设计的理论，各个构件的承载力、构件连接节点的承载力及与整个结构的承载力都必须匹配。
4.3 所有构件必须做到传力可靠、简捷。
4.4 结构形式选用时，应考虑制作的方便和可行性，便于可靠的连接，应考虑安装方便，易于固定，便于调整的形式。
4.5 尽量减少构件品种及材料规格，便于材料订货和组织生产。
5 结语
一个厂房设计的好与坏取决于工艺、项目管理的差别，因为综合管线的管理是衡量一个设计院工厂设计的水平高低的重要环节，它直接可能影响设计过程的是否顺利，是否能按施工进度保证设计的顺利完成。各专业协调的能力最直接、最表面的体现就是综合管线的布置。各专业协调的好，综合管线布置合理，厂房整齐、干净，否则就显得零乱。
一个厂房设计的好坏也取决于设计人员的素质，做钢结构设计应具有三性，独立性（不唯上、不唯书，只唯实）、进取性（追求完美，学无止境），开放性，开放性的思维会使一些麻烦的问题简化。