超長(zhǎng)冷庫(kù)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施探討

趙海芳，董延濤

1.國(guó)內(nèi)貿(mào)易工程設(shè)計(jì)研究院，北京 100069 2.中國(guó)民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)集團(tuán)公司，北京 100029

超長(zhǎng)冷庫(kù)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施探討

趙海芳1，董延濤2

1.國(guó)內(nèi)貿(mào)易工程設(shè)計(jì)研究院，北京 100069 2.中國(guó)民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)集團(tuán)公司，北京 100029

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)冷庫(kù)工程主要采用鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)形式，冷庫(kù)的平面尺寸受規(guī)范限制基本都控制在55m左右，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對(duì)冷鏈物流倉(cāng)儲(chǔ)能力的需求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的冷庫(kù)規(guī)模在使用時(shí)存在著布局緊湊，柱距偏小，影響使用等缺點(diǎn)，因此，大柱網(wǎng)、大平面布局的鋼筋混凝土冷庫(kù)設(shè)計(jì)被提出。通過(guò)對(duì)大型冷庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行分析，對(duì)其地上結(jié)構(gòu)平面布置的合理性和結(jié)構(gòu)選型等方面進(jìn)行了探討，從而確保大柱網(wǎng)冷庫(kù)建筑工程項(xiàng)目的安全性、可靠性及實(shí)用性。

大柱網(wǎng)；板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力樓板；外框架

當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，冷庫(kù)應(yīng)用日益廣泛，在多高層冷庫(kù)設(shè)計(jì)中現(xiàn)澆鋼筋混凝土板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)體系被普遍使用，由于混凝土自身特點(diǎn)和國(guó)家規(guī)范對(duì)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的限制，大部分已建或在建冷庫(kù)柱網(wǎng)普遍在6～8m，冷庫(kù)單體長(zhǎng)度控制在55m左右，鋼筋混凝土構(gòu)建起主要冷庫(kù)結(jié)構(gòu)的骨架，冷庫(kù)在低溫環(huán)境、周期性?xún)鋈谘h(huán)過(guò)程中使用，建筑結(jié)構(gòu)的耐久性宜遭到破壞。隨著倉(cāng)儲(chǔ)物流需求越來(lái)越大，中小型冷庫(kù)不能滿(mǎn)足業(yè)主的需要，采用大柱網(wǎng)、超長(zhǎng)平面布局的大型冷庫(kù)設(shè)計(jì)被提出，怎樣避免超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫和不安全性，怎樣更經(jīng)濟(jì)、更合理的實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)冷庫(kù)使用功能是設(shè)計(jì)人員需要解決的問(wèn)題。文章針對(duì)多層超長(zhǎng)冷庫(kù)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題進(jìn)行分析，并且提出應(yīng)對(duì)措施。

1 冷庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

冷庫(kù)建筑需要嚴(yán)格的保溫、隔熱、堅(jiān)固和抗凍融循環(huán)來(lái)保證其質(zhì)量。

冷庫(kù)屬于倉(cāng)庫(kù)類(lèi)建筑。根據(jù)使用性質(zhì)不同，冷間溫度一般在-35℃～0℃左右[1]。冷庫(kù)在常溫狀態(tài)施工，低溫狀態(tài)運(yùn)行，結(jié)構(gòu)在施工完成到開(kāi)始使用這段時(shí)間內(nèi)溫度變化大，需采取有效的保溫措施；冷庫(kù)運(yùn)行后庫(kù)內(nèi)長(zhǎng)期處于低溫、低溫高濕及濕度頻繁變化狀態(tài)，結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生裂縫；如結(jié)構(gòu)平面布置不合理則易產(chǎn)生冷橋，引起保溫層的破壞，導(dǎo)致庫(kù)體耐久性差，并且增加日常使用成本。

建筑要防止水蒸氣擴(kuò)散和空氣的滲透，冷庫(kù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件也要噴涂保溫，減少冷橋。目前超過(guò)4層的冷庫(kù)都采用板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，2個(gè)55m左右冷庫(kù)建在一起，中間由伸縮縫分開(kāi)，每個(gè)單體冷庫(kù)柱網(wǎng)一般6～8m，剪力墻布置在邊跨，外側(cè)懸挑1～2m樓板，懸挑樓板外側(cè)是至少200mm的聚氨酯保溫層，保溫層從上到下連續(xù)，最外圍做自承重砌體磚外圍護(hù)墻，這就要求剪力墻和自承重砌體墻之間距離不能太小，否則不利于保溫的噴涂；冷庫(kù)內(nèi)堆卸貨物采用叉車(chē)，懸挑部分不利于貨物存放和叉車(chē)進(jìn)出，造成使用面積浪費(fèi)，因此實(shí)際使用又要求懸挑不宜太大，尤其是地震烈度較高地區(qū)，為了滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)抗震性能，需要更多的剪力墻，保溫噴涂就成了難題；冷庫(kù)內(nèi)部柱網(wǎng)太小不利于自由堆卸貨物的分配。

冷庫(kù)用于放存食品，有一定的堆放高度，傳統(tǒng)冷庫(kù)冷結(jié)物冷藏間荷載20kN/m2[2]，隨著冷庫(kù)層高的增加，冷結(jié)物冷藏間的荷載有時(shí)會(huì)達(dá)到30kN/m2，結(jié)構(gòu)均布荷載值大，這就意味著樓板的厚度需要增加。

冷庫(kù)自承重外圍護(hù)墻與主體脫開(kāi)，外圍護(hù)墻從基礎(chǔ)直接砌到屋面高度，外圍護(hù)墻內(nèi)構(gòu)造柱和主體之間用錨筋連接，隨著冷庫(kù)層高、層數(shù)、總高度的增加，僅采用自承重結(jié)構(gòu)不能滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)抗震性能的要求，因此冷庫(kù)外圍護(hù)墻需要采用更加合理的結(jié)構(gòu)形式 。

2 應(yīng)對(duì)措施

2.1 主體結(jié)構(gòu)的選型

冷庫(kù)冷藏間采用大柱網(wǎng)、板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，跨度在8～12m，單體總長(zhǎng)度可達(dá)到100m以上，寬度50m左右，建筑四周均布置剪力墻，中間設(shè)一道剪力墻，剪力墻外噴涂保溫，外圍護(hù)墻采用框架結(jié)構(gòu)體系，樓板采用有柱帽的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板。

2.2 結(jié)構(gòu)分析和措施

大柱網(wǎng)使得冷庫(kù)使用空間更大，剪力墻的布置有利于地震烈度高、抗震等級(jí)高地區(qū)結(jié)構(gòu)計(jì)算，滿(mǎn)足抗震要求，保證結(jié)構(gòu)安全性；剪力墻外側(cè)噴涂保溫，方便施工；剪力墻為預(yù)應(yīng)力樓板的錨固端，為了保證結(jié)構(gòu)的整體性和安全性，每層剪力墻在樓層高度增加連續(xù)性暗梁。

樓板采用有柱帽的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板的結(jié)構(gòu)形式，既可以節(jié)省空間、滿(mǎn)足堆放大量貨物的要求、又有利于減小板厚、避免結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)而產(chǎn)生裂縫。預(yù)應(yīng)力樓板在施工時(shí)，通過(guò)后張法預(yù)先對(duì)混凝土樓板施加預(yù)壓應(yīng)力。優(yōu)點(diǎn)是抗裂性好，剛度大，耐久性好，能減輕自重，能提高抗剪能力，抗疲勞能力以及提高構(gòu)件穩(wěn)定性?；炷潦湛s時(shí)產(chǎn)生次拉應(yīng)力是引起超長(zhǎng)冷庫(kù)開(kāi)裂的主要原因。在樓板中施加預(yù)壓應(yīng)力，可以抵消部分混凝土收縮產(chǎn)生的次拉應(yīng)力，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。無(wú)拈結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在預(yù)應(yīng)力樓板中的應(yīng)用是產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力的有效方法。為了在樓板中建立盡可能大的預(yù)壓應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋間距和后澆帶位置布置要合理。根據(jù)混凝土樓板溫度應(yīng)力的分布特點(diǎn)，每個(gè)柱距間中段配置間距較密的預(yù)應(yīng)力筋，兩端配置間距增大一倍，以減小對(duì)中段應(yīng)力的削弱，在柱距中間建立更大的預(yù)壓應(yīng)力；預(yù)應(yīng)力樓板施工時(shí)要分段張拉。先張拉整體樓板中段預(yù)應(yīng)力筋，待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在封閉后澆帶，然后再?gòu)埨麄€(gè)樓板兩端的預(yù)應(yīng)力筋。對(duì)采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的混凝土平板，混凝土的平均預(yù)壓應(yīng)力不宜小于為1.0MPa，也不易大于3.5MPa[3]；預(yù)應(yīng)力樓板中除布置預(yù)應(yīng)力筋外，樓板上部非預(yù)應(yīng)力鋼筋需要拉通[4]，混凝土中也需要摻加膨脹型外加劑以減小施工期間混凝土的收縮；以抵抗和控制裂縫的發(fā)展。預(yù)應(yīng)力樓板設(shè)計(jì)時(shí)要考慮沒(méi)有加荷載之前預(yù)壓應(yīng)力對(duì)其產(chǎn)生的不利影響；設(shè)計(jì)時(shí)還要在每一柱距的邊緣設(shè)置暗梁。

冷庫(kù)外墻采用外框架砌體墻，外框架柱與庫(kù)內(nèi)承重結(jié)構(gòu)之間每層均應(yīng)可靠拉接，設(shè)置滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)安全的錨系梁。錨系梁間距最大間距6m，墻角處不宜設(shè)置。墻角至第一個(gè)錨系梁的距離不宜小于6m[5]。錨系梁應(yīng)能承受外墻的拉力與壓力。冷庫(kù)設(shè)計(jì)考慮抗震要求時(shí)，外框架柱網(wǎng)不宜大于6m，外墻長(zhǎng)度超過(guò)4m應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱，樓層處要設(shè)框架梁，樓層中間即冷庫(kù)門(mén)上方應(yīng)加設(shè)圈梁。外框架構(gòu)件要滿(mǎn)足抗震性能和結(jié)構(gòu)計(jì)算的要求。

3 結(jié)論

隨著冷鏈物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，超長(zhǎng)冷庫(kù)會(huì)越來(lái)越多的被提出，超長(zhǎng)冷庫(kù)宜采用板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)加預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆樓板的結(jié)構(gòu)形式，外圍護(hù)墻采用外框架結(jié)構(gòu)體系。

[1]冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50072-2010）[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2010：15.

[2]冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50072-2010）[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2010：21.

[3]無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ92-2004）[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005：20.

[4]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010：150.

[5]冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50072-2010）[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2010：20.

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1674-6708（2015）144-0173-02