大型化工塔楼属于工业建筑中特殊的多高层建筑，塔楼内部结构复杂，设有众多设备，楼面荷载大，结构设计难度较大。混凝土结构有造价低的优点，国内的大型化工塔楼大多采用钢筋混凝土框架作为塔楼的结构体系。随着我国经济建设的快速发展，投资者希望自己的投资能尽快地产生效益。采用钢结构或钢-混凝土组合结构可以大幅缩短建设周期，使投资尽快产生效益。但国内缺少将这两种结构形式应用于大型化工塔楼的先例，本文以华东某两万吨锦纶聚合装置塔楼为研究对象，在国内首次将组合结构应用于该类化工塔楼，取代目前常用的钢筋混凝土结构，以适应不断加快的投资速度。 本文以塔楼的设计条件和现行设计规范为依据，分别采用钢筋混凝土框架、钢结构框架、钢-混凝土组合结构框架对该厂房进行结构设计，对三种结构体系进行经济技术比较，结果表明，在满足塔楼的工艺要求的情况下，组合结构具有更加优越的经济性，宜优先选用。 对组合结构化工塔楼进行动力响应分析，研究楼板大面积开洞对楼板刚度的影响。利用有限元分析软件ANSYS建立塔楼模型，选用El-Centro地震波对模型施加地震荷载。研究结果表明，因设备造成楼面开洞，通常支承设备时要在洞口边缘设置支承梁，洞口边缘设置的支承梁对洞口起到了有效加强作用，使洞口各角点的位移基本趋于一致，楼面的刚度好，设计分析时仍可采用刚性楼面假定。 根据化工塔楼的特点，背景工程的梁柱连接宜选用内隔板式节点，节点的连接计算可采用简化计算法。分别采用外包式柱脚和外露式柱脚对塔楼的柱脚进行设计，研究表明采用外露式柱脚具有较好的经济技术效果。 对背景工程的箱型柱进行了施工状态受力分析，提出了箱型柱在管内混凝土浇注时板件的挠曲计算的简化分析模型，进行了板件挠曲计算和焊缝应力计算。对施工失误造成受损的箱型柱进行了修复加固处理，解决了施工难题。 本文结合背景工程的特点，进行结构设计和性能研究，既解决了该类化工塔楼的设计难题，又为实际工程设计提供技术服务，为工程建设节约了资金，获得了对该类化工塔楼设计具有参考价值的结论。