В общем, при планировке колонн стальных конструкций следует придерживаться принципа, согласно которому длина должна быть больше ширины, что позволяет уменьшить расход стали на жесткий каркас, а также снизить ветровую нагрузку на распорки между колоннами и, следовательно, уменьшить расход стали на поддерживающую систему.

　　Выбор расстояния между колоннами
　　Технико-экономическое сравнение показывает, что наиболее экономичными колоннами при стандартных нагрузках являются колонны высотой 8-9 м. При высоте более 9 м расход стали на стропильную систему кровли и систему стеновых ферм чрезмерно увеличивается, что делает общую стоимость неэкономичной. Здесь под стандартной нагрузкой понимается: живая нагрузка на кровлю 0,3 кН/м², основное ветровое давление 0,5 кН/м². При больших нагрузках экономичное расстояние между колоннами следует уменьшать. Для цехов с кранами грузоподъемностью 10 тонн и более экономичное расстояние между колоннами должно составлять 6-7 м.
　　При размещении колонн, если необходимо использовать неравные расстояния между колоннами, крайние пролеты следует делать меньше, чем средние. Это связано с тем, что ветровая нагрузка на крайние пролеты больше, чем на средние. Кроме того, при проектировании непрерывных стропил прогиб и изгибающий момент в середине крайних пролетов всегда больше, чем в других пролетах. Использование меньших крайних пролетов упрощает и удешевляет проектирование стропил кровли.
　　Пример 1: Длина здания = 70 м
　　Экономичное расстояние между колоннами может быть: 1 7+7 8+1 7 или 1 8+6 9+1 8
　　Пример 2: Длина здания = 130 м, кран 10 тонн
　　Экономичное расстояние между колоннами может быть: 1 5,5+17 7+1 5,5 или 20 6,5
　　Определение оптимального пролета
　　Различные технологические процессы и функциональное назначение в значительной степени определяют пролет цеха. Некоторые заказчики даже требуют от производителей легких стальных конструкций определить наиболее экономичный пролет в соответствии с их функциональными потребностями. При условии максимального удовлетворения технологических процессов и функционального назначения, следует определить оптимальный пролет в зависимости от высоты здания. В общем, при заданной высоте колонны и нагрузке, умеренное увеличение пролета не приводит к значительному увеличению расхода стали на жесткий каркас, но позволяет сэкономить пространство и снизить стоимость фундамента, что в целом дает значительный экономический эффект. Многочисленные расчеты показали, что при высоте карниза 6 м, расстоянии между колоннами 7,5 м и одинаковых условиях нагрузки расход стали на жесткий каркас (Q345-B) в пределах пролетов 18-30 м составляет 10-15 кг/м². При пролетах 21-48 м расход стали составляет 12-24 кг/м². При высоте карниза 12 м и пролетах более 48 м рекомендуется использовать многопролетные жесткие каркасы (с промежуточными колоннами-распорками), что позволяет сэкономить более 40% стали по сравнению с однопролетными жесткими каркасами. Поэтому при проектировании портальных жестких каркасов следует выбирать наиболее экономичный пролет в зависимости от конкретных требований, не стремясь к неоправданно большим пролетам.

　　Выбор уклона кровли
　　Уклон кровли необходимо определять с учетом конструктивных особенностей кровельных панелей, длины водосточных скатов и высоты колонн. Обычно он составляет 1/10–1/30. Исследования показали, что различные уклоны кровли оказывают значительное влияние на расход стали на жесткий каркас.
　　Ниже приведены результаты расчета расхода стали для однопролетного жесткого каркаса длиной 42 м и высотой карниза 6 м при различных уклонах кровли:
　　При уклоне кровли 0,5:10 вес одной фермы составляет: 3682 кг
　　При уклоне кровли 1,0:10 вес одной фермы составляет: 3466 кг
　　При уклоне кровли 1,5:10 вес одной фермы составляет: 3328 кг
　　При уклоне кровли 2,0:10 вес одной фермы составляет: 3240 кг
　　Как видно, для однопролетных жестких каркасов одним из эффективных способов уменьшения веса каркаса является увеличение уклона кровли: чем больше уклон, тем меньше расход стали.
　　Однако для многопролетных каркасов ситуация иная: большой уклон, наоборот, увеличивает расход стали на каркас, поскольку приводит к увеличению длины внутренних колонн. При больших пролетах зданий увеличение уклона позволяет уменьшить прогиб кровельной стали.
　　По результатам исследований и расчетов оптимальный уклон составляет:
　　Многопролетные здания: 1:20
　　Однопролетные, пролет менее 45 м: 0,5:10
　　Однопролетные, пролет менее 60 м: 1,5:10
　　Однопролетные, пролет более 60 м: 2,0:10
　　На самом деле выбор уклона кровли также зависит от наличия парапета: увеличение уклона приведет к увеличению стоимости парапета.

　　Выбор высоты карниза
　　Высота карниза оказывает значительное влияние на стоимость, что проявляется в следующих аспектах:
　　1. Увеличение высоты карниза приводит к увеличению площади стеновых панелей и стропил, а также к увеличению расхода стали на колонны;
　　2. Если стальные колонны не имеют боковой опоры (например, средние колонны или крайние колонны, для которых невозможно установить угловые распорки), влияние высоты карниза на вес каркаса будет еще более значительным;
　　3. Увеличение высоты карниза приводит к увеличению ветровой нагрузки на каркас. Если высота карниза / ширина здания > 0,8, то для ограничения бокового смещения иногда приходится заменять шарнирное крепление колонн на жесткое.
　　Высота карниза определяется следующими факторами:
　　1. Требования к чистовой высоте на уровне карниза;
　　2. При наличии мезонина — требования к чистовой высоте мезонина и высота балок мезонина;
　　3. При наличии крана — высота балки крана и крюка крана.

　　Температурные участки
　　В соответствии с нормами проектирования легких стальных конструкций максимальная продольная длина не должна превышать 300 м, а поперечная — 150 м. Для устройства температурных швов в продольных температурных участках можно использовать двухколонную схему или использовать одноколонные температурные швы с соединением стропил с помощью овальных отверстий.
　　Следует отметить, что максимальная длина, указанная в нормах, не является допустимой для всех зданий. Для разных зданий следует определять максимальную длину температурного участка на основании условий эксплуатации здания, природных условий места расположения здания и результатов расчета.

　　Размещение распорок
　　(1) Функции распорок
　　Между каждым температурным участком ферменной колонны необходимо установить полную систему подпорок для формирования целостной пространственной структуры. Поперечная устойчивость легких ферм в поперечном направлении обеспечивается за счет собственной жесткости фермы для противодействия воспринимаемым поперечным нагрузкам. Из-за относительно слабой жесткости продольной конструкции в продольном направлении необходимо устанавливать опоры вдоль продольного направления для обеспечения ее продольной устойчивости. Нагрузки на опоры в основном обусловлены продольной ветровой нагрузкой, тормозным усилием крана, сейсмическим воздействием и температурным воздействием; при расчете внутренних усилий в опорах обычно предполагается шарнирное соединение узлов и влияние эксцентриситета не учитывается, а большинство опор рассматриваются как растяжки. Поэтому, как правило, целесообразно двустороннее размещение.
　　(2) Типы опор
　　На рисунке 3-3 показан общий способ расположения уровневых опор и путь передачи силы ветровой нагрузки, действующей на боковые стены. Типы межколонных опор, обычно используемых в легких ферменных конструкциях. Если использование вышеупомянутых опор невозможно из-за требований к функциональности и внешнему виду здания или расположения технологического оборудования, можно рассмотреть использование продольной рамы. В этом случае необходимо использовать изгибную жесткость колонны на слабой оси.
　　(3) Основные принципы установки опор
　　1. Хотя некоторые кровельные панели обладают определенным эффектом обшивки, этот эффект в настоящее время трудно количественно оценить, поэтому при проектировании опор этот эффект обшивки не учитывается;
　　2. Межколонные опоры должны быть расположены в одном и том же пролете с кровельными опорами, если из-за дверных проемов в стене невозможно установить опоры, межколонные опоры могут быть установлены в смежных пролетах;
　　3. Как правило, расстояние между опорами не должно превышать 5 пролетов; при отсутствии крана рекомендуется принимать 30-45 м, при наличии крана расстояние обычно не должно превышать 60 м;
　　4. Кровельные опоры должны быть разорваны в коньке.
　　5. В следующих случаях необходимо рассмотреть установку продольных горизонтальных кровельных опор
　　(1) При наличии колонн с пропуском, например, при частичном пропуске колонн, достаточно установить только частичные продольные опоры;
　　(2) При большом расстоянии между колоннами, если для крайних колонн используется схема с фальш-колоннами;
　　(3) Грузоподъемность крана более 15 тонн и наличие кабины.
　　6. Если ширина здания превышает 60 м, в ряду внутренних колонн следует увеличить количество межколонных опор; если невозможно установить крестообразные опоры, можно использовать другие типы опор. Также можно не увеличивать количество внутренних межколонных опор, а увеличить размер кровельных или межколонных опор, при этом необходимо провести тщательный расчет внутренних усилий для обеспечения безопасности опор.
　　7. В одном и том же ряду колонн не следует смешивать опоры разных типов, иначе опоры с меньшей жесткостью будут испытывать меньшие нагрузки и не будут выполнять свою функцию, а опоры с большей жесткостью будут разрушены из-за перегрузки. В качестве межколонных опор предпочтительно использовать крестообразные опоры.
　　8. В следующих случаях межколонные опоры необходимо устанавливать поэтажно.
　　(1) При наличии пролетов разной высоты (или при наличии длинных навесов) необходимо установить поэтажно верхние и нижние межколонные опоры в местах пролетов разной высоты (или в местах навесов);
　　(2) Если высота карниза превышает 9 м, можно установить двухъярусные межколонные опоры в зависимости от угла наклона опор, угол между крестообразными опорами и горизонтальной плоскостью должен составлять 45°, не более 55°;
　　(3) При наличии крана необходимо установить поэтажно верхние и нижние межколонные опоры на уровне крановых балок. В крайних пролетах можно не устанавливать нижние опоры, чтобы уменьшить температурные напряжения в крановых балках.