重型鋼結構廠房結構選型

來源：建科 瀏覽：- 發布日期：2025-08-04 08:41:03

鋼結構廠房，作為一種主要以鋼為構件的建筑形式，廣泛應用于各類建設項目，包括但不限于工業制造廠房、儲存倉庫、現代辦公大樓，以及體育場館等。這種建筑既可以設計為寬敞的單層空間，也能發展為多層結構。其特點在于，所有必要的鋼結構構件均可在工廠預制完成后，再運至施工現場進行快速組裝，這一流程大大簡化了施工步驟，縮減了建設時間，同時也具備了經濟效益和便于后期維護的優勢。下面以某風力發電園區建設項目為例，淺談一下重型鋼結構廠房的結構選型。

1、基礎選型

對于整體式廠房地基的位移標準，規定如下：豎直方向的位移不應超過0.004倍的柱跨，而在橫向，該值需控制在0.003倍的柱跨以內。在高大型的廠房設計中，由于承受風載和吊車操作的影響，地基需承擔較大的彎矩，尤其是位于外側的柱子，其底部雖承受較小的軸力，但彎矩和扭矩較大，因此對地基的偏心荷載承載能力有較高要求。考慮到工程實際中存在的顯著偏心荷載，采取了抗拔樁的方法以增強基礎的穩固性。在本項目中，選用了預應力鋼管樁作為解決方案，這一方法不僅在經濟性和施工周期上具有明顯優勢，而且相較于傳統的鉆孔樁法，在技術性能上也更為可靠。

2、上部結構

1）主框架

在該項目中，選用的整裝式廠房主要采取整體受彎型構造，其核心承受力主要依賴于抗側力。對比實腹型柱而言，其橫截面較大不僅增加了成本，也可能因立柱埋深過大而對地基工程帶來不利影響。而鋼管混凝土框架的應用，在滿足相同的強度和變形要求下，無疑在橫向剛性、強度及安全方面展現出了優越性。鋼管混凝土利用管內填充的水泥產生環繞效果，讓鋼筋經受三向壓力，從而顯著提升了壓縮和韌性性能。采納鋼管混凝土結構作為主承力構件，充分發揮了這種結構在承力方面的益處。項目選用的四腿鋼筋混凝土結構柱子，在抗彎、抗剪以及抗壓方面具備出色的性能表現。經過與其他工程的比較分析，四腿鋼筋混凝土結構柱相比于空心鋼管柱，能夠節省鋼材使用量約15%至30%，這不僅提高了結構效率，還實現了成本節約。

2）山墻抗風結構

在設計大型工業廠房時，特別是面對11.0m×13.6m規模的巨大推拉門設計，門框的尺寸對風力支撐結構的安排產生了顯著影響。傳統的抗風支柱往往難以達到預期的抗風效果。因此，引入抗風桁架成為解決方案，這種結構不但能有效承擔山墻承受的風荷載，同時也優化了結構的計算長度，并滿足了管道通行的技術要求。在本項目中，通過在吊車梁的兩側以及屋架的底部安裝一對抗風桁架（一個位于頂部，另一個位于底部），精心設計其高度為跨度的1/12至1/16之間，既保證了結構的穩定性，又滿足了功能和技術的雙重需求。

3）吊車

為有效傳遞起重機產生的垂直與水平荷載，起重機的梁結構采用了H形鋼材質，并在具有大跨度的工廠中，安裝了用于橫向運動控制的起重機水平剎車桁架系統。這種設計考慮下的最大車輪壓力，是在預設中不考慮地震影響時測定的。

4）支撐體系

對于該項目而言，結構在橫向位移上的剛性需求相當嚴格。特別是對于寬跨度的工廠屋頂，設計中為每個跨度增設了橫向支撐結構。為了增強結構柱在橫向承受力的能力，實施了一種策略，即在柱的主面外，分隔各個柱子之間安裝額外的支撐。這樣的措施旨在確保整個建筑的穩定性，滿足對剛性的高要求。