大跨度超高重型钢结构厂房结构设计研究

　【摘要】近几十年，我国工业、建筑业发展迅速，重工业的发展对大跨度超高重型钢结构厂
房的兴建起到了很大的推动作用，大跨度超高重型钢结构厂房的出现不仅大大提高了生产
者的工作效率，而且又反过来推动了建筑业的发展。高烈度抗震设防地区多层房屋在框架结
构体系下，梁柱截面均较大，对空间使用及美观均有影响；如采用框架

-抗震墙结构，可以

减小梁柱截面，但造价及施工周期均比框架结构高及长。本文主要是对比两种结构形式，对
比各自优缺点，并提出自己的观点，并对大跨度钢结构厂房梁柱等构件提出受力分析，提
出构件在同时满足强度、变形、平面内、平面外稳定截面的试算与调整，并提出一些减小计算
长度或增加稳定性的措施。

　　【关键词】大跨度超高重型结构厂房；结构设计；有效方案

0.引言

　　因为钢结构形式不仅抗震性强，可选材料丰富，而且施工速度快，回收利用率高，所
以，在大型建筑中，钢结构已经顺利取代了钢筋混凝土成为主要建筑材料。它不仅能够满足
大吊车、大跨度的结构需要，而且还可以提供多样化的平面布局，因此，得到了很多消费者
的认可，被迅速推广。大跨度重型钢结构厂房的设计要遵循周期短、成本低的原则，并能够
对工程造价进行有效的控制。在建筑物功能、载荷能力、抗震能力等方面都要进行对比研究，
从而拿出最佳的设计方案。

1.大跨度超高重型钢结构厂房的结构组成

　　大跨度超高重型钢结构因为荷载较大，大多数都为单层厂房，根据承载作用，可以把
它的结构分为吊车梁、屋盖、水平框架、纵向框架、墙架、支撑六大块，天窗架、柱、墙架梁、基
础梁、托架等是它的构件组成

[1]。由柱子和屋架构成的水平框架承担着厂房的竖向和横向荷

载，是厂房的重要承重结构。吊车梁、托架、柱结构构成了纵向框架，纵向框架不仅要承担竖
向荷载，还要承受地震、温度作用，并且确保厂房的刚度。托架、屋盖支撑、屋架、天窗架等构
件构成了屋盖结构。吊车梁结构包括制动梁和吊车梁。屋盖支撑、柱间支撑、附加支撑构成了
支撑结构，把各个平面框架连接成固定的空间体系，从而确保厂房的刚度和稳定能力是支
撑结构的主要作用。由墙架梁和墙架柱组成的墙架结构主要是用来承担和传递墙体的重量的。

　　

2.大跨度超高重型钢结构厂房的特征

　　大跨度超高重型钢结构厂房的结构特征主要有一下几点：一，用钢总量大，这种类型
的厂房自身高度、跨度、柱距都比较大，结构构件重，上部荷载强度大、基础费用相对较高；
二，轴网不规则，大跨度超高重型钢结构厂房柱距大部分都是

—12 米，局部柱距高达

25 米，甚至还有可能更大；三，对结构刚度要求高。
　　

3.结构设计

3.1 抗风系统的设计

　　中国是风灾多发国家，风灾对钢结构厂房的破坏在沿海地区随处可见，或许对厂房没
有造成毁灭性的打击，但是必须给予足够的重视。工厂所在地的风力风向，是厂房设计过程
中必须考虑的问题，为了防止鼓风和吸风对厂房进行破坏，应该开设一些门窗洞口，对于
容易遭到破坏的脆弱环节在设计过程中要进行特殊的抗风处理，增强厂房的抗风能力。大跨
度超高重型钢结构厂房通常都比较高，遭受风打击的面积大，从而降低了建筑的整体刚度。