浅谈重型钢结构厂房的结构设计

   [摘 要] 本文根据已完成的不同类型重型钢结构厂房，就吊车吨位

≥50 吨、轨高≥8m、跨度

≥24m 的大中型普钢厂房进行了结构选型的综合分析，总结了重型钢结构厂房的结构设计
基本要则。设计时应以满足平面工艺布局、建筑物使用功能、室内外综合公用管道空间布设为
前提，根据各地不同的自然条件，如风雪荷载、抗震设防等进行方案对比分析。此篇关于重
型钢结构厂房结构设计的分析总结，对类似项目设计具有一定的参考作用。

 

　　

[关键词]工业厂房 重型钢结构 吊车 工艺布局 风、雪荷载 结构选型 

　　前言

 

　　随着我国经济的高速发展，工业项目结构形式也发生了很大变化，由最初的高大、浑厚
的混凝土排架或框架形式转换成了钢结构形式。钢结构结构形式能充分利用钢材强度高、延
展性好的优点，此类项目由专业厂家加工制作，施工吊装安装快捷，施工现场整洁干净，
施工周期短，于是在各行各业涌现出了一批批钢结构厂房。由于钢结构能更好地实现大跨度、
大柱距、大吊车的结构布局，所以能满足多样化的工艺平面布局要求，加上钢结构厂房质轻
的围护结构，故而此类结构受到了更多用户的青睐，被更广泛地推广到各行各业。本文主要
就典型重型厂房的进行设计例证，总结此类项目的基本设计要则，以更好地缩短设计周期
降低设计人为成本，在结构方案上合理化控制工程造价，实现工业项目的人性化设计。

 

　　一、结构平面布局选型

 

　　经济合理的结构布局往往以合理的结构单元划分为前提。结构单元的划分基本考虑因素
有如下几项：工艺布局、吊车设置、建筑物平面投影尺寸等。

 

　　

1、结构单元平面尺寸基本要求：在满足生产工艺布局、人流入口、货流入口、参观通道等

要求前提下，重型钢结构厂房结构单元经济控制尺寸基本为长度方向总尺寸不超过

220 米，

跨度方向不超过

150m。 

　　

2、能归并为一个结构单元的吊车使用要求：尽量使轨高差异不大，檐口高度或刚架端

部下沿高度在

12m 以上的合并为一个单元进行计算。因为，鉴于轻钢规程（ CECS 102：

2002）的使用范围，没有必要将轻重吊车合并为一个单元进行计算。如果主跨为大吨位吊车，
附跨为轻型吊车，设计时应尽量合理分配结构单元。在保证主跨横向刚度足够抵抗侧向风荷
载、地震力的前提下，公共轴处建议设双柱，总结原因主要有两个：（

1）设双柱能合理利

用轻钢规程与钢结构规范的相关控制指标，根据地震力是否是控制指标，合理选择钢柱钢
梁的腹板及翼缘的宽厚比及高厚比限值，不再是附跨技术指标从属主跨，将各项设计指标
均从严控制，会造成不必要的浪费。（

2）主附跨公共轴处一般均为高大型防火隔墙，此类

墙体贴砌在主跨钢柱外侧，若不脱缝，则双柱合一，这样为保证公共柱两侧的吊车安全运
行距离，则必然会增大厂房横向尺寸，公共柱往往成为三阶柱，柱截面三段变化，柱截面
加工焊接量较大。另外，此处公共隔墙也会出现三段式设计，其竖向呈

“Z”字型，墙体构造

及安装困难，重型吊车的制动系统、辅助系统安装也会非常困难。

 

　　

3、投影尺寸以矩形或方形为主的可化为一个结构单元。若出现长向端部局部收进，则须

注意收进尺寸不宜过大，按抗震规范平面布置尽量规则的指导原则，虽然厂房的地震力不
一定是主控因素，但符合抗震概念的指导精神要求，也会消除掉后期许多不良隐患。若非收
进不可，则因考虑采取在平面凹角处增加补强措施，通过补强措施增强厂房的整体性。

 

　　二、重型吊车钢柱选型

 

　　考虑到取材便利、用钢量经济指标等因素，对于吊车吨位超过

50 吨的厂房，实腹柱截

面初步选型截面高度大于

700、翼缘板厚度在 18mm 以上的钢排架，建议设计人考虑格构柱