随着工业发展对单层工业厂房的要求越来越高，现在的工业建筑朝着超大层高、大跨度、大柱距、大吨位吊车的方向发展，为适应当前工业厂房的发展水平，应当对这类单层超大层高大跨重载工业建筑结构体系及其关键技术进行深入的研究和探索。本文以苏州市建筑设计研究院有限责任公司和东南大学的合作科研项目为基础，对“钢管混凝土格构柱—空间管桁架屋盖”这类结构体系展开研究，并对结构竖向受力构件钢管混凝土格构柱进行试验研究。　　 首先，本文在查阅大量国内外相关文献的基础上，简单回顾了钢结构单层厂房的发展动态和设计现状，并对钢管混凝土格构柱的工程运用和研究现状进行了综述。然后，本文对背景工程国家电器产品质量监督检验中心2＃屏蔽测试车间厂房作了简要介绍，结合其自身特点提出了几点值得研究的问题，确定了本文的研究内容。本文主要完成了以下几项工作:　　 1、通过静力性能分析，初步掌握了高大重载厂房体系的受力性能和特点，得到了结构体系在静力组合工况下的支座反力，内力和位移分布。此类结构体系由于竖向高度高，跨度大，自重大，因此重力二阶效应较明显。通过对整体结构进行一阶弹性分析和二阶弹性分析计算比较发现，二阶分析得到的柱肢的弯矩、轴力和缀条的轴力均与一阶分析有较大差别，因此得出结论在设计中采用三维模型，对各杆件精确建模，考虑二阶效应影响是十分必要的。　　 2、从静力性能分析可以发现，侧向荷载是引起结构响应的重要荷载之一，因此本文对结构在风荷载、地震作用下的动力响应做了相关研究。通过对整体结构频域内的风振响应分析发现，结构柱底和屋盖1/4跨的动力响应最明显。风振系数的计算结果表明如采用现行荷载规范对悬臂类结构的系数公式结果偏于保守，在结构高度大于50m后，取值误差已达到20％。通过对整体结构动力特性及多遇、罕遇地震下的分析，重点关注柱脚、柱间支撑等关键位置，掌握了结构的自振频率、自振模态，及在地震作用下的反力、位移分布等规律性结果。地震计算结果表明，结构纵横向刚度良好，但扭转效应不可忽视。相比水平向地震，结构在竖向地震作用下变形很小，因此在设计时可不予考虑。柱间支撑在抵抗结构地震作用过程中发挥着良好的作用，而吊车荷载对结构地震响应的影响相对很小。　　 3、为研究结构竖向受力体系的力学性能，对四肢钢管混凝土格构柱进行了缩尺试验研究，得到了四肢钢管混凝土格构柱和四肢钢管格构柱的偏压极限承载力和构件的受力全过程曲线，验证了背景工程柱间支撑作用下钢管混凝土格构柱的优良性能，对钢管混凝土长柱的最终失效模式做出了分析和解释。　　 4、在四肢钢管混凝土格构柱的试验结果基础上，验证了有限元分析的准确性，然后对长细比在70～110的四肢钢管混凝土格构柱算例进行计算，对影响构件极限承载力的参数进行分析比较，对钢管混凝土构件设计各类规范参数选取的合理性进行了分析。　　 5、在前文对高大重载厂房体系和构件分析研究的基础上，对此类结构体系在设计前期的方案初选进行了浅析，旨在抛砖引玉。