重型鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)選型

來源：建科 瀏覽：- 發(fā)布日期：2025-08-04 08:41:03

鋼結(jié)構(gòu)廠房，作為一種主要以鋼為構(gòu)件的建筑形式，廣泛應(yīng)用于各類建設(shè)項(xiàng)目，包括但不限于工業(yè)制造廠房、儲(chǔ)存?zhèn)}庫、現(xiàn)代辦公大樓，以及體育場(chǎng)館等。這種建筑既可以設(shè)計(jì)為寬敞的單層空間，也能發(fā)展為多層結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)在于，所有必要的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均可在工廠預(yù)制完成后，再運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速組裝，這一流程大大簡(jiǎn)化了施工步驟，縮減了建設(shè)時(shí)間，同時(shí)也具備了經(jīng)濟(jì)效益和便于后期維護(hù)的優(yōu)勢(shì)。下面以某風(fēng)力發(fā)電園區(qū)建設(shè)項(xiàng)目為例，淺談一下重型鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)選型。

1、基礎(chǔ)選型

對(duì)于整體式廠房地基的位移標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定如下：豎直方向的位移不應(yīng)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(nèi)。在高大型的廠房設(shè)計(jì)中，由于承受風(fēng)載和吊車操作的影響，地基需承擔(dān)較大的彎矩，尤其是位于外側(cè)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(duì)地基的偏心荷載承載能力有較高要求。考慮到工程實(shí)際中存在的顯著偏心荷載，采取了抗拔樁的方法以增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)固性。在本項(xiàng)目中，選用了預(yù)應(yīng)力鋼管樁作為解決方案，這一方法不僅在經(jīng)濟(jì)性和施工周期上具有明顯優(yōu)勢(shì)，而且相較于傳統(tǒng)的鉆孔樁法，在技術(shù)性能上也更為可靠。

2、上部結(jié)構(gòu)

1）主框架

在該項(xiàng)目中，選用的整裝式廠房主要采取整體受彎型構(gòu)造，其核心承受力主要依賴于抗側(cè)力。對(duì)比實(shí)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(duì)地基工程帶來不利影響。而鋼管混凝土框架的應(yīng)用，在滿足相同的強(qiáng)度和變形要求下，無疑在橫向剛性、強(qiáng)度及安全方面展現(xiàn)出了優(yōu)越性。鋼管混凝土利用管內(nèi)填充的水泥產(chǎn)生環(huán)繞效果，讓鋼筋經(jīng)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(jié)構(gòu)作為主承力構(gòu)件，充分發(fā)揮了這種結(jié)構(gòu)在承力方面的益處。項(xiàng)目選用的四腿鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)柱子，在抗彎、抗剪以及抗壓方面具備出色的性能表現(xiàn)。經(jīng)過與其他工程的比較分析，四腿鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)柱相比于空心鋼管柱，能夠節(jié)省鋼材使用量約15%至30%，這不僅提高了結(jié)構(gòu)效率，還實(shí)現(xiàn)了成本節(jié)約。

2）山墻抗風(fēng)結(jié)構(gòu)

在設(shè)計(jì)大型工業(yè)廠房時(shí)，特別是面對(duì)11.0m×13.6m規(guī)模的巨大推拉門設(shè)計(jì)，門框的尺寸對(duì)風(fēng)力支撐結(jié)構(gòu)的安排產(chǎn)生了顯著影響。傳統(tǒng)的抗風(fēng)支柱往往難以達(dá)到預(yù)期的抗風(fēng)效果。因此，引入抗風(fēng)桁架成為解決方案，這種結(jié)構(gòu)不但能有效承擔(dān)山墻承受的風(fēng)荷載，同時(shí)也優(yōu)化了結(jié)構(gòu)的計(jì)算長(zhǎng)度，并滿足了管道通行的技術(shù)要求。在本項(xiàng)目中，通過在吊車梁的兩側(cè)以及屋架的底部安裝一對(duì)抗風(fēng)桁架（一個(gè)位于頂部，另一個(gè)位于底部），精心設(shè)計(jì)其高度為跨度的1/12至1/16之間，既保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，又滿足了功能和技術(shù)的雙重需求。

3）吊車

為有效傳遞起重機(jī)產(chǎn)生的垂直與水平荷載，起重機(jī)的梁結(jié)構(gòu)采用了H形鋼材質(zhì)，并在具有大跨度的工廠中，安裝了用于橫向運(yùn)動(dòng)控制的起重機(jī)水平剎車桁架系統(tǒng)。這種設(shè)計(jì)考慮下的最大車輪壓力，是在預(yù)設(shè)中不考慮地震影響時(shí)測(cè)定的。

4）支撐體系

對(duì)于該項(xiàng)目而言，結(jié)構(gòu)在橫向位移上的剛性需求相當(dāng)嚴(yán)格。特別是對(duì)于寬跨度的工廠屋頂，設(shè)計(jì)中為每個(gè)跨度增設(shè)了橫向支撐結(jié)構(gòu)。為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)柱在橫向承受力的能力，實(shí)施了一種策略，即在柱的主面外，分隔各個(gè)柱子之間安裝額外的支撐。這樣的措施旨在確保整個(gè)建筑的穩(wěn)定性，滿足對(duì)剛性的高要求。