单层工业厂房钢结构设计分析

摘要：在现代工业厂房设计中，钢结构应用较为广泛。钢结构具有很多优良的性能，施工简
单便于安装，自重较轻但是结构性能好，成本造价较低，绿色环保，抗震、抗风性能良好等，
适用于多种行业。本文就重型单层钢结构工业厂房的设计进行了探讨，希望对同行有一定的
借鉴意义。

 

　　关键词：单层厂房；钢结构；设计要点

 

　　中图分类号：

 TU318 文献标识码： A 

　　所谓的重型单层厂房是指在车间厂房内设有重型吊车设备，相对于轻型、中型钢结构厂
房来说，不仅在其承载能力上更强，厂房空间大，而且有一定的高度，对于施工质量的要
求更加严格。

 

　　一、重型单层钢结构厂房的结构设计要点

 

　　

1.柱网尺寸 

　　厂房柱网尺寸的确定，主要是以下几点作为考量：（

1）满足生产工艺流程布置要求。

（

2）厂房建筑统一模数制的规定。一般厂房边柱距为 6M，需要时中间可以抽柱，形成

12m、18m、24m、30m 等。（3）工程地质条件和柱基础方案。（4）减少构件规格，使构件标
准化，定型化，以利构件工厂制作。（

5）制作、运输、吊装条件。一般来说，根据国内设计经

验，重型厂房钢结构框架跨度设计为

24m 到 36m 这个区间内比较合理。当跨度超过 30m 以

上，厂方高度超过

15m 以上，吊车吨位超过 100t 以上，边柱柱距以 6.0m，中间柱距以

12m 设计较为经济。当然如果工艺需要，而屋面、墙面采用轻型围护结构，则重型厂房外围
柱距可以采用

7.5m、9m、12m、18m，如是多跨相应中间柱距可布置成 15m、18m、24m、36m

等。需要说明，柱距加大后，屋面、墙面檩条、托架、吊车梁随着跨度增大

 

　　

2.柱类型的选择与设计 

　　柱的设计，应考虑建筑轴线、净空、吊车轮距、厂房刚度等问题。重型单层钢结构厂房因
其吊车荷载大的特点，柱子断面高度常超过

1.0m。因此厂房柱多使用阶形格构式柱和分离

式两种，格构柱由实腹上柱和能节约用钢量的格构式下柱构成。分离式柱由于具有吊车肢可
灵活布置的特点，有扩建跨或相邻两跨吊车轨顶标高相差较大的，应选用该形式。在进行柱
截面设计过程中，一般将下柱截面高度取柱计算高的

1/8～1/15 左右，上柱截面计算高度取

柱高的

1/8～1/12 左右，上柱截面高宽比 0.35～0.6，下柱截面高宽比 0.25～0.5。肩梁将上柱

与下柱有效地连接，起到承上启下的作用。肩梁有单、双腹臂之分，单臂用于柱承担荷载较
小的柱，双臂肩梁因其刚度大、整体性好多应用于重型厂房柱。肩梁的构造要求，其惯性矩
要大于上主的惯性矩，线刚度与下柱线刚度之比应不小于

25，高垮比控制在 0.35～0.5 之

间。另外，柱身板件的宽厚比要符合规范规定，这样才能保证柱断面在承载当中保持局部稳
定。

 

　　

3.厂房结构受力体系的设计 

　　对于重型单层钢结构厂房而言，横向结构及纵向结构构成整个厂房的受力体系。其中横
向框架结构受力体系作为厂房重要承重结构，主要是由柱、横向框梁或屋架结构构成；横向
框架结构受力体系承担全部屋面荷载、吊车轮压及横向制动力、风荷载以及地震力等作用。因
此，这个体系有条件应按框架结构计算，柱脚、柱顶与梁连结按刚性连接，以减小柱顶弯矩，
增大框架横向刚度。纵向结构体系的作用在于保证厂房具有足够的纵向刚度，该体系主要由
柱、托架、吊车梁、系杆、柱间支撑等构件组成的，纵向结构体传递吊车纵向制动力、风、地震
等纵向荷载，同时将纵向荷载传递给厂房基础。因此该体系构件设计要合理，才能保证其传
力明确、纵向刚度。

 

　　托架设计：根据截面形式，可分单臂式、双臂式、工字型和箱型。双臂式箱型用于承受荷