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(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)廠房(fang)，作(zuo)為(wei)一種(zhong)主要以(yi)(yi)鋼(gang)(gang)為(wei)構(gou)(gou)件(jian)的(de)(de)建筑形式，廣泛應用于各類建設項(xiang)目(mu)，包括但不限于工業制(zhi)造廠房(fang)、儲存倉庫(ku)、現代辦公大(da)樓(lou)，以(yi)(yi)及體育場(chang)館等(deng)。這種(zhong)建筑既可以(yi)(yi)設計為(wei)寬敞的(de)(de)單層空間，也(ye)能發展為(wei)多(duo)層結(jie)構(gou)(gou)。其特點在于，所有必要的(de)(de)鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)構(gou)(gou)件(jian)均可在工廠預(yu)制(zhi)完成后(hou)，再(zai)運(yun)至施(shi)工現場(chang)進(jin)行快速組(zu)裝，這一流程(cheng)大(da)大(da)簡化了(le)施(shi)工步驟，縮減(jian)了(le)建設時間，同時也(ye)具備(bei)了(le)經濟效益和(he)便于后(hou)期(qi)維護的(de)(de)優勢。下(xia)面以(yi)(yi)某(mou)風力發電(dian)園區建設項(xiang)目(mu)為(wei)例，淺(qian)談一下(xia)重型鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)廠房(fang)的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)選型。

1、基礎選型

對于整(zheng)體式廠(chang)房地基(ji)(ji)的(de)(de)(de)位(wei)移標準，規定如下：豎直方(fang)(fang)(fang)向的(de)(de)(de)位(wei)移不(bu)應超過0.004倍的(de)(de)(de)柱(zhu)跨，而在(zai)橫(heng)向，該值需(xu)控制在(zai)0.003倍的(de)(de)(de)柱(zhu)跨以內。在(zai)高大型的(de)(de)(de)廠(chang)房設計中，由于承(cheng)(cheng)(cheng)受風載和吊車操(cao)作的(de)(de)(de)影響，地基(ji)(ji)需(xu)承(cheng)(cheng)(cheng)擔較(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)彎矩，尤其是位(wei)于外側的(de)(de)(de)柱(zhu)子，其底部雖承(cheng)(cheng)(cheng)受較(jiao)(jiao)小的(de)(de)(de)軸力，但彎矩和扭(niu)矩較(jiao)(jiao)大，因(yin)此對地基(ji)(ji)的(de)(de)(de)偏心荷(he)載承(cheng)(cheng)(cheng)載能(neng)力有(you)較(jiao)(jiao)高要(yao)求。考慮(lv)到(dao)工程(cheng)實際中存在(zai)的(de)(de)(de)顯著偏心荷(he)載，采(cai)取(qu)了抗拔(ba)樁的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法以增強基(ji)(ji)礎的(de)(de)(de)穩固性。在(zai)本項目(mu)中，選(xuan)用了預應力鋼管樁作為(wei)解決方(fang)(fang)(fang)案(an)，這一方(fang)(fang)(fang)法不(bu)僅(jin)在(zai)經(jing)濟性和施工周期上(shang)具(ju)有(you)明顯優勢，而且相(xiang)較(jiao)(jiao)于傳統的(de)(de)(de)鉆(zhan)孔樁法，在(zai)技術性能(neng)上(shang)也更為(wei)可靠(kao)。

2、上部結構

1）主框架

在該項目中，選用的(de)(de)整裝式廠(chang)房主要采(cai)取整體受彎型(xing)構(gou)造，其(qi)核心承受力(li)主要依賴于抗(kang)側力(li)。對比實(shi)(shi)腹型(xing)柱(zhu)(zhu)(zhu)而(er)言，其(qi)橫截面較(jiao)大不(bu)僅(jin)增加了(le)(le)成本，也可能因立柱(zhu)(zhu)(zhu)埋深過大而(er)對地基工程帶來不(bu)利影響(xiang)。而(er)鋼(gang)(gang)(gang)管混凝(ning)土(tu)框架(jia)的(de)(de)應用，在滿足相同的(de)(de)強度(du)和變形(xing)要求下，無疑在橫向剛(gang)性、強度(du)及(ji)安全(quan)方(fang)(fang)面展(zhan)現(xian)出(chu)了(le)(le)優越性。鋼(gang)(gang)(gang)管混凝(ning)土(tu)利用管內(nei)填充(chong)(chong)的(de)(de)水泥(ni)產生環繞效果(guo)，讓(rang)鋼(gang)(gang)(gang)筋經(jing)受三向壓力(li)，從而(er)顯著(zhu)提升(sheng)了(le)(le)壓縮和韌性性能。采(cai)納鋼(gang)(gang)(gang)管混凝(ning)土(tu)結構(gou)作為主承力(li)構(gou)件，充(chong)(chong)分發揮了(le)(le)這(zhe)種結構(gou)在承力(li)方(fang)(fang)面的(de)(de)益處。項目選用的(de)(de)四(si)腿(tui)鋼(gang)(gang)(gang)筋混凝(ning)土(tu)結構(gou)柱(zhu)(zhu)(zhu)子(zi)，在抗(kang)彎、抗(kang)剪以及(ji)抗(kang)壓方(fang)(fang)面具備(bei)出(chu)色(se)的(de)(de)性能表(biao)現(xian)。經(jing)過與其(qi)他工程的(de)(de)比較(jiao)分析，四(si)腿(tui)鋼(gang)(gang)(gang)筋混凝(ning)土(tu)結構(gou)柱(zhu)(zhu)(zhu)相比于空心鋼(gang)(gang)(gang)管柱(zhu)(zhu)(zhu)，能夠節省鋼(gang)(gang)(gang)材使(shi)用量(liang)約(yue)15%至30%，這(zhe)不(bu)僅(jin)提高(gao)了(le)(le)結構(gou)效率(lv)，還實(shi)(shi)現(xian)了(le)(le)成本節約(yue)。

2）山墻抗(kang)風(feng)結構

在設計大型工業廠(chang)房時(shi)，特別是(shi)面對(dui)11.0m×13.6m規模(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)巨大推拉門設計，門框的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸對(dui)風力支撐結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)安排產生了(le)顯著影響。傳統的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)風支柱(zhu)往(wang)往(wang)難(nan)以(yi)(yi)達(da)到預(yu)期的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)風效(xiao)果。因(yin)此，引入抗(kang)(kang)風桁架(jia)成為解決方案，這種結(jie)構(gou)不(bu)但能(neng)有效(xiao)承擔山(shan)墻承受的(de)(de)(de)(de)(de)風荷載(zai)，同時(shi)也優化了(le)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)計算長度，并滿(man)足(zu)了(le)管道通(tong)行的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術要(yao)求。在本項目中，通(tong)過(guo)在吊(diao)車(che)梁的(de)(de)(de)(de)(de)兩側以(yi)(yi)及(ji)屋架(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)底(di)部(bu)安裝一對(dui)抗(kang)(kang)風桁架(jia)（一個位于頂(ding)部(bu)，另一個位于底(di)部(bu)），精心設計其高度為跨度的(de)(de)(de)(de)(de)1/12至1/16之間(jian)，既保證了(le)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性，又滿(man)足(zu)了(le)功能(neng)和技(ji)術的(de)(de)(de)(de)(de)雙重需(xu)求。

3）吊車

為有效傳遞起(qi)重機(ji)產(chan)生的垂直(zhi)與水(shui)平荷載，起(qi)重機(ji)的梁結(jie)構(gou)采用了H形鋼材質，并在(zai)具有大(da)跨度的工廠中，安(an)裝(zhuang)了用于橫(heng)向(xiang)運(yun)動控制的起(qi)重機(ji)水(shui)平剎車桁架系(xi)統。這種(zhong)設(she)計考慮下的最大(da)車輪(lun)壓力，是(shi)在(zai)預設(she)中不考慮地震影響(xiang)時測定的。

4）支(zhi)撐體系

對(dui)于(yu)該項目而(er)言，結(jie)構在(zai)橫(heng)向位移上的(de)(de)(de)剛(gang)性需求(qiu)相當嚴格。特別是對(dui)于(yu)寬跨(kua)度(du)的(de)(de)(de)工廠屋頂，設計中為(wei)每個跨(kua)度(du)增設了橫(heng)向支撐結(jie)構。為(wei)了增強(qiang)結(jie)構柱(zhu)在(zai)橫(heng)向承受力的(de)(de)(de)能力，實(shi)施(shi)了一種策略(lve)，即(ji)在(zai)柱(zhu)的(de)(de)(de)主(zhu)面外，分隔各個柱(zhu)子之間(jian)安裝額外的(de)(de)(de)支撐。這樣的(de)(de)(de)措施(shi)旨在(zai)確保(bao)整個建筑的(de)(de)(de)穩定(ding)性，滿足對(dui)剛(gang)性的(de)(de)(de)高要求(qiu)。