劉向軍 王愛華 趙建玲 東營市建筑設(shè)計研究院

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東營利物商貿(mào)有限公司倉儲保鮮庫結(jié)構(gòu)設(shè)計

劉向軍 王愛華 趙建玲 東營市建筑設(shè)計研究院

1.工程概況：

東營利物商貿(mào)有限公司倉儲保鮮庫位于東營市東營區(qū)徐州路以東，沂河路以南，為一倉儲保鮮庫，包含低溫庫和制冷機房，層高為10.5m,長為124米，寬為60米。

2.工程場地地質(zhì)概況

該場區(qū)范圍位于華北地臺濟陽拗陷區(qū)東營凹陷區(qū)，地表被第四紀河流沖積及海陸交互相沉積物所覆蓋，以粘性土、粉土、粉細砂為主，局部分布有軟土地層。地貌特征表現(xiàn)為河流沖積平原，且微地貌發(fā)育。

根據(jù)野外鉆探、靜探揭露及室內(nèi)土工試驗結(jié)果，構(gòu)成擬建場地的主要地層屬于第四系黃河三角洲沉積土層。按一般工程地質(zhì)性質(zhì)的差異，分層如下：(1)-1層：雜填土；(1)-2層：素填土；(2)層：粉土；(3)層：粉質(zhì)粘土(3)夾層：粉土；(4)層：粉土；(5)層：粉質(zhì)粘土；(6)層：粉土；(6)夾層：粉質(zhì)粘土；(7)層：粉質(zhì)粘土；

對場地地表以下20.00m深度范圍內(nèi)的飽和粉土進行液化判定，由液化判別表可知，該場地內(nèi)飽和粉土為不液化土層，為抗震一般地段。

該場地地下水類型屬于第四紀潛水，主要靠大氣降水補給，以大氣蒸發(fā)為主要排泄方式。2014年10月1日測得該場地地下水穩(wěn)定水位埋深為1.03-1.36m，相應標高為2.86-2.92m，地下水位隨季節(jié)的變化而變化，其年水位變化幅度為2.00m，歷年最高水位埋深為0.50m。

3.結(jié)構(gòu)設(shè)計概況：

結(jié)構(gòu)類型為框排架結(jié)構(gòu)。設(shè)計使用年限、設(shè)計基準期、耐久性年限均為50年。結(jié)構(gòu)安全等級：二級。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0。

4.荷載取用

結(jié)構(gòu)自重按各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的容重由程序計算，且扣除各構(gòu)件間重疊部分重量。按照建筑樓、地面實際做法按各自材料容重計算取用。

5.結(jié)構(gòu)材料

標高±0.000以下:基礎(chǔ)：C40；柱、梁C40。標高±0.000以上: 柱、梁C40。鋼筋采用HRB400。

（1）基礎(chǔ)設(shè)計，水泥土攪拌樁：樁長11.4m,樁徑600，每米造價按33元/每米，按13軸交E軸柱計算，一個柱下水泥土攪拌樁造價：25（根數(shù)）X33X11.4=9405元。（面積確定：679/A+40+54=140 A=15.43平方米 ，結(jié)合pkpm計算結(jié)果，按正方形布樁，面積置換率為0.282，樁數(shù)為25根）

（2）中砂回填：回填厚度2.3，承載力按170Kpa,單價按110元每立方米，按13軸交E軸柱計算，一個柱下中砂回填造價：6.5X6.5X2.3X110=10689.25元，還增加降水費用。（面積確定：679/A+40+54=170 A=8.93平方米 ，結(jié)合pkpm計算結(jié)果，長為3.3，寬為3.3,墊層地面處的附加壓力值PZ=3.3X3.3x （170-20 X2.7）/(3.3+2 X2.3tan30)/ (3.3+2X2.3tan30)=35.56Kpa,墊層底面處土的自重壓力值Pcz=6X0.6+1.3X6+0.4X8 .62=14.848Kpa,墊層底面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值faz=75+1X8.74X(3.3-0.5)=99.472Kpa PZ+Pcz

（3）管樁：考慮到室內(nèi)地面堆載為40KN/m2，管樁抵抗水平力差。

結(jié)論：建議仍采用水泥土攪拌樁方案，層高降低2米，減少荷載相比基礎(chǔ)自重和地面荷載重量較小經(jīng)計算，且會造成驗收不便，故獨基尺寸不變，鑒于甲方要求去掉除柱基以外的樁，建議加大素土夯實質(zhì)量并做試驗，150厚3:7的灰土改為300厚3:7的灰土。

（4）上部結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體系的確定：由于鋼材市場的價格波動，鋼柱的用鋼量大于鋼梁的用鋼量，加上防火材料的昂貴，業(yè)主提出采用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土柱。混凝土鋼梁單層鋼結(jié)構(gòu)廠房，混凝土柱和鋼梁的連接可以采用剛接，仍可定性為門式鋼架體系，參照門式剛架的受力特點進行計算和設(shè)計，但這種做法缺乏依據(jù)的規(guī)范。如果柱頂與鋼梁鉸接，則不能定性為門式剛架體系，此時柱腳必須設(shè)計為剛接。拿雙跨雙坡混凝土柱鋼梁來說，從其受力特點來分析，鋼梁接近于斜桿，則結(jié)構(gòu)體系為排架結(jié)構(gòu)體系。

作為排架結(jié)構(gòu)的混凝土鋼梁，我們在設(shè)計時，近似把鋼梁看做很剛的剛系桿。但是要注意鋼梁的撓度，盡量控制小一點，以免梁產(chǎn)生很大的位移后，導致柱子頂部由位移產(chǎn)生應力。

鋼梁設(shè)計規(guī)范應按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，我們在設(shè)計時控制的幾個參數(shù)如下:撓度限值VT=l/400,VQ=l/500,阻尼比0.05，柱計算長度折減系數(shù)0.85，鋼梁的寬厚比、高厚比均按照抗震規(guī)范單層剛結(jié)構(gòu)廠房規(guī)定設(shè)計，鋼梁的寬厚比計算不能超出規(guī)范限值。如寬厚比超過規(guī)范限值，可對鋼梁增設(shè)加勁肋，雙向設(shè)置。增設(shè)加勁肋后需計算滿足鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范局部穩(wěn)定性的要求，STS二維排架計算時沒有增設(shè)加勁肋的局部穩(wěn)定性計算，須在工具箱里的基本構(gòu)件計算中（梁構(gòu)件計算）補充計算，非變截面鋼梁可以直接輸入跨度、彎矩值進行計算，彎矩值可從框架二維計算計算書中找到。如為變截面鋼梁，則須把變截面鋼梁換算成等截面梁進行計算，換算公式 H=(H1+H2)/2;變截面鋼梁的高厚比計算公式ho/tw=(H1+H2-4*t)/(2*tw),式中t為翼緣的厚度，tw為腹板的厚度，但由于設(shè)計主要依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，經(jīng)濟性通常比按門式剛架（輕鋼結(jié)構(gòu)）設(shè)計的經(jīng)濟性要差。

6.混凝土柱鋼梁建模

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》：輕型屋蓋廠房，柱距相等時，可按平面排架計算。采用PKPM軟件為例，混凝土柱鋼梁的建模，采用STS模塊建模，建模時均應以邊柱的外皮，中柱的中心線為軸線。對于多跨鋼梁，邊柱和鋼梁相接處定義為梁鉸，中間柱頂定義柱鉸。荷載比較大，跨度比較大，跨度比較大時，宜采用Q345級鋼，關(guān)于鋼梁的分段，應該按以下原則進行：在不同的荷載組合下，反彎點的位置是不同的，可以查看彎矩包絡(luò)圖，在不同的荷載組合下，反彎點的位置是不同的，可以查看彎矩包絡(luò)圖，在包絡(luò)圖比較瘦的地方分段，當然，還要根據(jù)哪種荷載組合更容易出現(xiàn)來考慮，再就是考慮運輸條件、吊裝水平等不宜超過12米。

場地地下水的腐蝕性等級為：該場地環(huán)境類型為II類，在干濕交替條件下，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具強腐蝕性，無干濕交替，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性；按B類地層滲透類型，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性；綜合評價場地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。在干濕交替條件下地下水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具強腐蝕性，在長期浸水條件下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具弱腐蝕性。