對于單層多跨鋼結構廠房的結構設計以及地震作用分析，必須清楚認識單層多跨鋼結構廠房組成，具體包括柱子、屋頂等，主要建造材料為鋼結構，是十分常見的工業廠房類型。當前工作現代化發展步伐加快，與此同時很多冶金領域發展范圍擴展，對單層多跨鋼結構廠房結構設計及地震作用提出嚴格要求。改善傳統鋼結構廠房施工中，使用年限短、自身重、不可回收等局限，真正做到單層多跨鋼結構廠房的節能環保結構設計，延長其使用年限的同時，將施工周期縮短，減輕自身重量，為工業發展全面貫徹綠色節能環保理念創造條件。 　　1 單層多跨鋼結構廠房結構設計分析
　　
　　面對工業現代化發展對廠房結構提出的高要求與標準，積極提出單層多跨鋼結構廠房設計理念，并且結合實際廠房設計需要，不斷優化結構設計理念，積極從在鋼結構廠房設計期間，動力特性與結構鋼設計角度出發，充分認識到單層多跨鋼結構廠房對工業化發展的重要性。
　　
　　1.1 動力特征鋼結構設計研究
　　
　　單層多跨鋼結構廠房設計過程中，必須認識到動力特征對鋼結構設計的重要性。在進行結構設計期間，動力特征分析需要有限元軟件SPA的支持完成操作。有限元軟件SPA具體包括有點單元、體單元、線單元與面單元。四個單元分別對單層多跨鋼結構廠房的結構設計進行分析。具體體現在靜動力計算、有限元、線性、非線性等方面。有限元軟件主要從單層多跨鋼結構角度出發，對廠房空間進行動力特征分析，從而確定廠房空間結構。結合動力特征分析的方式，提前建立好空間結構模型，利用空間結構模型劃分具體單元，同時采取網格劃分的方式，實現墻面板、檁條以及屋面板等在單層多跨鋼結構廠房中的自重減輕，實現鋼柱梁重力的均攤[1]。利用有限元軟件對模型中結構設計展開分析，及時將廠房空間結構情況加以了解，隨后制定不同階層的振型圖，理清其中模型變化周期，及時統計特征頻率表。根據有限元軟件對鋼結構廠房中一榀鋼架的研究與動力特征分析，認識到一榀鋼架其振型全部為平面外圍狀態，并且與其他位置的鋼結構相比剛度較小，如果不能有效控制，極易出現左右擺動，影響鋼結構廠房的結構安全。觀察鋼結構廠房結構設計振型圖，結構設計的不同階段，變形方向、鋼結構位移等都存在明顯區別，其中變形也劃分為多種模式，比如扭轉變形、整體變形或者平動變形等。鋼結構順著一個方向延伸，其中結構中很多位置都會出現較大位移變化，這期間就需要在結構設計中注意，控制鋼梁截面大小，以此來控制鋼結構的位移變化。但是相對方向如果支撐力不足，也會出現扭轉變形現象，所以在實際鋼結構廠房的結構設計中，必須注意雙向鋼結構位移情況，防止各種變形問題的出現。
　　
　　1.2 單層多跨鋼結構廠房結構設計
　　
　　鋼結構廠房結構設計中，還要根據單層多跨結構設計要求，綜合考慮其多方面影響因素，必須做到每個結構設計都能夠得到有效控制。單層多跨鋼結構廠房結構設計中，廠房的鋼梁、橫縱跨度以及廠房柱網等，都會影響到最終結構設計質量。鋼結構廠房結構設計中，柱網設計必須根據國家相關標準與規定進行結構設計，并且在結構設計中，充分考慮施工與維護工作，為柱網后期維護創造有利條件，確保隨時能夠檢查柱網的柱距是否統一[2]。根據檢查情況確定廠房橫縱跨度與剛度，進而滿足鋼結構廠房建筑對柱網結構的需求，提高單層多跨鋼結構廠房結構設計的安全性、功能性與經濟性、鋼結構廠房柱網設計期間，還涉及到鋼結構廠房的伸縮縫位置、尺寸等方面，這些方面的科學設計，保證廠房橫縱柱網尺寸。具體設計中需要注意，廠房橫向跨度、縱向跨度之間，必須確保柱距符合廠房結構設計規定。其中廠房橫向跨度中，設計主要以3m倍數為主，縱向柱網尺寸設計則以6m為主。鋼結構廠房設計過程中，橫向跨度設計期間，需要考慮到廠房中設備、生產線、物流、管理以及人員流動等因素，還要結合鋼結構廠房結構設計要求與廠房實際應用等，選擇專業團隊進行技術分析與規劃，確保單層多跨鋼結構廠房結構設計的科學合理。 　　2 單層多跨鋼結構廠房的地震作用研究
　　
　　不管是任何建筑，都必須認識到抗震的重要性。單層多跨鋼結構廠房在結構設計中，也需要結合當地自然情況，增強鋼結構廠房的地震作用，從而保證鋼結構廠房的安全與工業發展的安全。對于單層多跨鋼結構廠房地震作用，主要從地震作用特點分析、計算、地震作用分析等方面展開。
　　
　　2.1 地震作用特點
　　
　　單層多跨鋼結構廠房設計中，地震作為其建筑結構安全設計的重要影響因素，一直困擾著鋼結構廠房結構設計發展，并且十分受到工業行業的關注與重視。鋼結構廠房設計中，抗震設計是設計師研究重點環節。當前我國對建筑結構要求越來越嚴格，在此背景下，傳統工業發展行業積極創新改革，不斷采取有效措施提高工業生產廠房的抗震能力，并且提高結構設計質量。但是抗震設計中，頻繁出現雪荷載加大、風荷載加大、自然因素變化頻繁等情況，相對來講在一定程度上增加了廠房建筑的造價，所以為工業發展帶來巨大壓力。特別是部分工業生產建造中，對于廠房建筑的鋼材使用量并不大，不能滿足廠房承壓需求，與輕鋼廠房結構設計要求與經濟性嚴重不符，體現出廠房建筑施工的局限性，缺少經濟適用性[3]。面對這種情況，必須認識到鋼結構廠房在實際結構設計中的不足，從地震作用角度進行分析，由此進一步提高單層多跨鋼結構廠房設計科學性，并且增強鋼結構廠房的實用性。地震作用的分析，其本身能夠為建筑結構設計提供參考，尤其是具體設計中，能夠根據掌握的地面運動制定適當結構設計方案，對地質變化進行間接性動態監督，具體考慮因素包括地震速度、加速度與位移等。結合具體地震發生的特點，突發性、偶然性與短暫性、破壞性等，分析這期間廠房結構出現的短暫性動力變化，具體體現在橫向與豎向作用方面。通過相關實踐研究發現，相較于水平地震作用，其本身作為單層跨度鋼結構廠房，因為涉及范圍廣，所以必須結合地震作用特點，準確計算相關數據，確保地震作用計算到位，鋼結構廠房的結構設計到位。 　　2.2 地震作用計算
　　
　　地震作用計算，主要包括底部剪力法、時程分析法與振型分解反應譜法。其中振型分解反應譜法計算，基本原理在于單自由度體系加速度計算，結合相關數據準確設計出反應譜，同時根據地震作用運行與分解原理，準確從振型角度出發進行地震計算。統一振型對應地震作用效應，并且按照自由度體系將地震效應呈現出來。此方法計算比較適合自由度體系地震作用計算。相較于振型分解反映譜法，時程分析法，則以結構基本運動方程為著入點，準確記錄地面加速度，并且通過方程積分的方式，準確分析出整個時間段的地震作用。將地震波帶入到地震作用計算中，從地震開始到結束一直進行積分，將此方法與底部剪力法相結合，嚴格控制地震內力情況，防止鋼結構廠房出現較大變形，跟隨規律變化而調整結構設計，所以時程分析法在單層多跨鋼結構廠房結構設計中最為適合。 　　2.3 地震作用對單層多跨鋼結構廠房的影響研究
　　
　　單層多跨鋼結構廠房結構設計過程中，必須嚴格遵循《建筑抗震設計規范》要求，并且結合當地實際發展情況，科學展開抗震設計。單層多跨鋼結構設計，結合地震加速計算數據，將其設計為0.2g，并且梳理其中特征周期，根據實際情況周期設置0.56s。一般情況下單層多跨鋼結構廠房，其本身的工程結構復雜、跨度較大，因此結構設計中在地震作用下，積極進行數據采集，掌握鋼結構廠房結構設計中的關鍵節點，選擇重要節點，準確分析數據與統計數據，確保鋼結構廠房中涉及到的每榀鋼架編號都十分明確[4]。完成數據采集之后，計算地震作用利用時程分析法，記錄地面加速度，繪制地震加速度反應譜。準確分析地震反應譜中所展示的振幅、頻譜等內容。并且根據地震變化影響系數，將其與動力系數、結構設計因素相結合，由此增強單層多跨鋼結構廠房抗震結構設計，提高鋼結構廠房結構設計的安全能力。
　　
　　3 單層多跨鋼結構廠房結構設計注意事項
　　
　　對于單層多跨鋼結構廠房的結構設計，積極發揮地震作用的同時，在實際結構設計中還要注意以下事項：第一，在單層多跨鋼結構廠房設計過程中，必須對柱網尺寸嚴格把控。準確計算柱網尺寸，確保柱網尺寸符合施工要求的同時，將其與廠房施工的地址條件相互參考，從而確保打樁方法制定合理。單層多跨鋼結構廠房在施工建設期間相對復雜，注意鋼結構橫向與豎向變化，科學控制方法基礎上，設計好維護的結構形態，進而確保鋼結構廠房施工安全。第二，注意單層多跨鋼結構廠房結構設計期間，柱類型的選擇至關重要。柱的長度、寬度等都要十分精確，根據自身建筑可能產生的負荷，將其科學分散到柱的身上，減輕鋼結構廠房本身的承載壓力。通過分離式的結構設計，拉大柱與柱之間的距離，充分利用柱慣性矩變化，保證鋼結構廠房結構設計的穩定性。
　　
　　綜上所述，單層多跨鋼結構廠房結構設計與地震作用分析，對鋼結構廠房的安全至關重要。科學的結構設計幫助鋼結構廠房有效控制施工成本，同時真正實現現代化工業發展要求，做到節能環保。地震作用提高結構設計抗震能力，保證鋼結構廠房的建設與使用穩定性。