钢结构单层厂房建筑模数的探讨

杨春艳 张洋 吉林省冶金设计院 吉林 长春 130022

随着我国国民经济突飞猛进的发展 , 经济实力的不断提高 , 尤其是进入 21 世纪以后我国钢铁的产量、钢材品种和质量发生重大变化成为钢铁大国。建筑领域也随发生变革，钢结构、钢管混凝土结构、型钢混凝土结构、轻钢结构结构形式的突起逐步不断取代了传统砖混结构及钢筋混凝土结构。特别在工业建筑领域内单层厂房的结构，已由钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构取代钢筋混凝土结构。

上世纪 90 年代初我国引进彩色涂层钢板以来为钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构在工业厂房建筑领域内的应用代来新的突破。因为，彩色涂层钢板的耐候性、耐腐蚀性均超 20 年，经加工能形成各种规格的压型彩板。而彩色涂层压型钢板用在屋面、墙面上不但耐久防水，而且色彩鲜艳代替建筑装饰 , 降低建设成本提高工效 , 缩短建设工期。很多商家、厂家看好了这一机遇，设计部门也积极在建设项目大力推广，建设项目资方为了节省投资加快建设速度更愿意使用。而钢筋混凝土结构的单层厂房若采用彩钢板屋面、墙面时其两者节点构造、连接和安装比较复杂费时，显示不出其优越性。相对而言钢结构、轻钢结构其节点构造、连接和安装相当简单，采用焊接、螺栓连接即可。在当代单层工业厂房中选用钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构的同时配使用彩色压型钢板围护结构体系，可称为是现代 模式的“ 钢结构 ”，它并 为当代单层工业厂房的建设发展之前景注入了新的活力。

但是，在现实钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构单层工业厂房设计过程中仍沿用老的建筑模数标准或不规范的建筑模数，没有统一标准使其发展受到制约，给设计和施工带来阻力。

上世纪 60 年代开始到 80 年代末我国工业厂房大多数采用标准式样钢筋混凝土结构，为了利于工厂化生产我国花费了大量人力和物力，制定了许多钢筋混凝土构件标准图集和《厂房建筑模数协调标准》（ GBJ6-86 ）的建筑模数标准。而这类构件标准图集不再适应如今的钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构单层工业厂房设计的要求，而《厂房建筑模数协调标准》虽然对钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构的单层厂房建筑设计有着一定指导意义，但有些具体规定已经不满足目前的钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构的单层厂房建筑设计要求。急需广大工程技术人员在钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构的单层厂房设计中建立起统一建筑模数标准，为钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构在单层厂房应用和优化设计开创新的局面。把五花八门各有特点建筑设计模数统一起来，制定出新的钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构的单层厂房建筑设计模数的标准，对指导今后钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构在单层工业厂房的应用和优化设计及施工管理有着深远的意义。

工业厂房设计采用钢结构、钢管混凝土结构和轻钢结构时，如果仍用老围护体系 -- 红砖及大型预制板墙体、大型混凝土槽型预制板屋面（可称为老式 “ 钢结构厂房设计 ”）， 它的建筑模数标准应按《厂房建筑模数协调标准》要求执行即可，没有可称赞的特点只不过是施工周期比钢筋混凝土结构短。而钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构配合彩色压型钢板系列为围护体系的单层工业厂房设计可称为 “现代 钢结构工业厂房设计 ”， 其建筑模数标准可不按《厂房建筑模数协调标准》要求进行设计。这是因为，彩色压型钢板围护体系是由彩色压型钢板墙梁或檩条（如保温应加保温材料）组成，没有严格的尺度规定不受建筑模数的约束，自由空间较大基本能满足想需要形状的要求。用于墙体不受轴线约束；用于屋面不受防水要求的限制。对有特别大的吨位、重级工作制吊车的钢结构厂房其柱与轴线关系；吊车轨顶、柱顶、牛腿顶标高不再受《厂房建筑模数协调标准》建筑模数的约束。所以， “现代 钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构的单层工业厂房设计 ”的 建筑模数应当用新的理念和思维去制定。

怎样用新的理念和思维去制定新的且实践证明又是切实可行建筑模数标准哪？只能从过去工程实践中及结合现代工业厂房的特点找出共性总结经验教训，利用《厂房建筑模数协调标准》合理的部分及思路建立、确定新建筑模数标准方法。

分析已往设计过的和所见的钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构的单层工业厂房设计建筑模数有如下特点和规律：

(1). 跨度、柱距和高度的确定

大多数钢结构、钢管混凝土结构、轻钢结构单层厂房的跨度、柱距均参照《厂房建筑模数协调标准》 3M 、 6M 数列设计，也有的设计（没有吊车的厂房）根据场地的宽度、长度和规划要求确定厂房的跨度、柱距。如规划要求场地的宽度 23.6 米、长度 64.5 米其跨度可定为 23 米、柱距可定为 6.4 米；柱距也可定为两端柱距为 5 米、中部为 6 米。高度则根据有无吊车而定，当有吊车时根据工艺要求轨面标高确定柱顶、牛腿顶高度；当无吊车时则根据用户要求确定不按模