关于工业厂房重型钢结构的设计分析
摘要：由于经济不断地迅速发展，重型钢结构工业厂房的应用范围日益广泛起来。笔者基于从事过的工业厂房工程重型钢结构设计工程项目，对工业厂房
钢结构的设计理念进行了分析、也就结构形式及其特征进行了探讨，对典型节点
的结构处理方法进行了分析，以供同类型工业厂房的结构设计进行参考与借鉴。
关键词：工业厂房；重型钢结构；设计
1、工程案例
某工业厂房的总建筑面积为2.3万平方米，长为320米，宽为72米，抗震设
防烈度是7度。厂房内主钢架是三跨24米的钢结构框架，其柱间距是6米，屋
面压型彩钢板的重量也合适，厂房的墙体是砌体墙，外面涂刷涂料。厂房的两侧
边跨进行两台16t吊车的设置，中间跨的一端进行125t吊车的设置，另外是进行
两台63t吊车的设置，中间位置进行两层吊车的设置，上层是为125t吊车走行，
下层是供63t吊车走行。
2、工业厂房重型钢结构设计
2.1 结构类型及其受力特点
对重型钢结构厂房进行设计的过程中，需要整体考虑结构刚度及稳定可靠性，这一点对于实现功能要求及安全性具有非常重要的作用。本工程设计理念是利用
钢结构框架及其支撑系统，确保厂房重型钢结构横向及纵向的一个整体刚度及稳
定性。钢结构框架的边列柱及中列柱的形式，分别是实腹工字型柱和格构柱，利
用高强螺栓及插入式柱脚等部件，从而实现变截面楔形屋面梁及钢柱和钢柱与基
础之间的刚性连接。对钢构件进行多次组合，可以使之形成次超静定结构，确保
厂房结构的刚度及横向方面的稳定可靠性符合设计要求。具体而言，支撑系统分
为两个方面，分别是屋面水平支撑和柱间支撑，与工业厂房的纵向及横向角钢水
平支撑共同形成一个封闭的系统体系，使得各个结构单元之间协同作业，并且促
进厂房整体刚度的提升。柱间进行型钢支撑的设置，和屋面水平支撑结合在一起
形成空间稳定体系，确保钢结构的纵向刚度及稳定可靠性符合设计要求。
2.2 结构设计特点
2.2.1布置力案
上文中提到，本工程工业厂房在一些区域进行双层吊车的设置，其上层是
125t吊车，下层是63t的吊车。如果这种情况下选择二阶格构钢柱的形式，则钢
柱的下层肩梁一方面需要承担来自上部的恒载、活载以及风荷载，另一方面还要
承担来自于上层125t吊车动荷载产生的作用力。其中，肩梁处产生的受力情况非常复杂，比较容易产生疲劳破坏的现象，所以必须针对此处钢柱及肩梁的传力途
径进行简化。
对此处钢柱复杂的受力情况进行综合考虑后，决定选择格构柱和分离柱进行结合，两者相互结合形成一种新的布置方案。其中，格构柱肢负责屋面荷载、风荷载以
及由上下部吊车走行引发的动荷载，由格构柱和分离柱分别负责吊车竖向荷载。
分离柱肢和格构柱二者是由水平工字柱进行连接的，通过格构柱肢上的水平连接
件及分离柱肢间产生的纵向交叉支撑，从而使得分离柱肢起到稳定框架平面的重
要作用。因为吊车梁选择的是突缘式支座。能够根据轴心受压构件对分离柱肢结
构进行计算和分析，经过复杂的数据计算和分析，得出框架平面内外的分离柱计
算长度是水平连接件间距和分离柱肢高度的0.7倍。
2.2.2 变截面屋面梁