東營利物商貿有限公司倉儲保鮮庫結構設計

劉向軍 王愛華 趙建玲 東營市建筑設計研究院

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東營利物商貿有限公司倉儲保鮮庫結構設計

劉向軍 王愛華 趙建玲 東營市建筑設計研究院

1.工程概況：

東營利物商貿有限公司倉儲保鮮庫位于東營市東營區徐州路以東，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.工程場地地質概況

該場區范圍位于華北地臺濟陽拗陷區東營凹陷區，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。地貌特征表現為河流沖積平原，且微地貌發育。

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

對場地地表以下20.00m深度范圍內的飽和粉土進行液化判定，由液化判別表可知，該場地內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，以大氣蒸發為主要排泄方式。2014年10月1日測得該場地地下水穩定水位埋深為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.結構設計概況：

結構類型為框排架結構。設計使用年限、設計基準期、耐久性年限均為50年。結構安全等級：二級。結構重要性系數：1.0。

4.荷載取用

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

5.結構材料

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

（1）基礎設計，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）X33X11.4=9405元。（面積確定：679/A+40+54=140 A=15.43平方米 ，結合pkpm計算結果，按正方形布樁，面積置換率為0.282，樁數為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 ，結合pkpm計算結果，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：考慮到室內地面堆載為40KN/m2，管樁抵抗水平力差。

結論：建議仍采用水泥土攪拌樁方案，層高降低2米，減少荷載相比基礎自重和地面荷載重量較小經計算，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）上部結構：結構體系的確定：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，業主提出采用傳統的鋼筋混凝土柱。混凝土鋼梁單層鋼結構廠房，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計，但這種做法缺乏依據的規范。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，則結構體系為排架結構體系。

作為排架結構的混凝土鋼梁，我們在設計時，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，以免梁產生很大的位移后，導致柱子頂部由位移產生應力。

鋼梁設計規范應按照《鋼結構設計規范》，我們在設計時控制的幾個參數如下:撓度限值VT=l/400,VQ=l/500,阻尼比0.05，柱計算長度折減系數0.85，鋼梁的寬厚比、高厚比均按照抗震規范單層剛結構廠房規定設計，鋼梁的寬厚比計算不能超出規范限值。如寬厚比超過規范限值，可對鋼梁增設加勁肋，雙向設置。增設加勁肋后需計算滿足鋼結構規范局部穩定性的要求，STS二維排架計算時沒有增設加勁肋的局部穩定性計算，須在工具箱里的基本構件計算中（梁構件計算）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，但由于設計主要依據《鋼結構設計規范》，經濟性通常比按門式剛架（輕鋼結構）設計的經濟性要差。

6.混凝土柱鋼梁建模

《建筑抗震設計規范》：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，可以查看彎矩包絡圖，在包絡圖比較瘦的地方分段，當然，還要根據哪種荷載組合更容易出現來考慮，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：該場地環境類型為II類，在干濕交替條件下，地下水對混凝土結構具強腐蝕性，無干濕交替，地下水對混凝土結構具弱腐蝕性；按B類地層滲透類型，地下水對混凝土結構具微腐蝕性；綜合評價場地地下水對混凝土結構具弱腐蝕性。在干濕交替條件下地下水對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具強腐蝕性，在長期浸水條件下對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具弱腐蝕性。