东营利物商贸有限公司仓储保鲜库结构设计

刘向军 王爱华 赵建玲 东营市建筑设计研究院



东营利物商贸有限公司仓储保鲜库结构设计

刘向军 王爱华 赵建玲 东营市建筑设计研究院

1.工程概况：

东营利物商贸有限公司仓储保鲜库位于东营市东营区徐州路以东，沂河路以南，为一仓储保鲜库，包含低温库和制冷机房，层高为10.5m,长为124米，宽为60米。

2.工程场地地质概况

该场区范围位于华北地台济阳拗陷区东营凹陷区，地表被第四纪河流冲积及海陆交互相沉积物所覆盖，以粘性土、粉土、粉细砂为主，局部分布有软土地层。地貌特征表现为河流冲积平原，且微地貌发育。

根据野外钻探、静探揭露及室内土工试验结果，构成拟建场地的主要地层属于第四系黄河三角洲沉积土层。按一般工程地质性质的差异，分层如下：(1)-1层：杂填土；(1)-2层：素填土；(2)层：粉土；(3)层：粉质粘土(3)夹层：粉土；(4)层：粉土；(5)层：粉质粘土；(6)层：粉土；(6)夹层：粉质粘土；(7)层：粉质粘土；

对场地地表以下20.00m深度范围内的饱和粉土进行液化判定，由液化判别表可知，该场地内饱和粉土为不液化土层，为抗震一般地段。

该场地地下水类型属于第四纪潜水，主要靠大气降水补给，以大气蒸发为主要排泄方式。2014年10月1日测得该场地地下水稳定水位埋深为1.03-1.36m，相应标高为2.86-2.92m，地下水位随季节的变化而变化，其年水位变化幅度为2.00m，历年最高水位埋深为0.50m。

3.结构设计概况：

结构类型为框排架结构。设计使用年限、设计基准期、耐久性年限均为50年。结构安全等级：二级。结构重要性系数：1.0。

4.荷载取用

结构自重按各结构构件的容重由程序计算，且扣除各构件间重叠部分重量。按照建筑楼、地面实际做法按各自材料容重计算取用。

5.结构材料

标高±0.000以下:基础：C40；柱、梁C40。标高±0.000以上: 柱、梁C40。钢筋采用HRB400。

（1）基础设计，水泥土搅拌桩：桩长11.4m,桩径600，每米造价按33元/每米，按13轴交E轴柱计算，一个柱下水泥土搅拌桩造价：25（根数）X33X11.4=9405元。（面积确定：679/A+40+54=140 A=15.43平方米 ，结合pkpm计算结果，按正方形布桩，面积置换率为0.282，桩数为25根）

（2）中砂回填：回填厚度2.3，承载力按170Kpa,单价按110元每立方米，按13轴交E轴柱计算，一个柱下中砂回填造价：6.5X6.5X2.3X110=10689.25元，还增加降水费用。（面积确定：679/A+40+54=170 A=8.93平方米 ，结合pkpm计算结果，长为3.3，宽为3.3,垫层地面处的附加压力值PZ=3.3X3.3x （170-20 X2.7）/(3.3+2 X2.3tan30)/ (3.3+2X2.3tan30)=35.56Kpa,垫层底面处土的自重压力值Pcz=6X0.6+1.3X6+0.4X8 .62=14.848Kpa,垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值faz=75+1X8.74X(3.3-0.5)=99.472Kpa PZ+Pcz

（3）管桩：考虑到室内地面堆载为40KN/m2，管桩抵抗水平力差。

结论：建议仍采用水泥土搅拌桩方案，层高降低2米，减少荷载相比基础自重和地面荷载重量较小经计算，且会造成验收不便，故独基尺寸不变，鉴于甲方要求去掉除柱基以外的桩，建议加大素土夯实质量并做试验，150厚3:7的灰土改为300厚3:7的灰土。

（4）上部结构：结构体系的确定：由于钢材市场的价格波动，钢柱的用钢量大于钢梁的用钢量，加上防火材料的昂贵，业主提出采用传统的钢筋混凝土柱。混凝土钢梁单层钢结构厂房，混凝土柱和钢梁的连接可以采用刚接，仍可定性为门式钢架体系，参照门式刚架的受力特点进行计算和设计，但这种做法缺乏依据的规范。如果柱顶与钢梁铰接，则不能定性为门式刚架体系，此时柱脚必须设计为刚接。拿双跨双坡混凝土柱钢梁来说，从其受力特点来分析，钢梁接近于斜杆，则结构体系为排架结构体系。

作为排架结构的混凝土钢梁，我们在设计时，近似把钢梁看做很刚的刚系杆。但是要注意钢梁的挠度，尽量控制小一点，以免梁产生很大的位移后，导致柱子顶部由位移产生应力。

钢梁设计规范应按照《钢结构设计规范》，我们在设计时控制的几个参数如下:挠度限值VT=l/400,VQ=l/500,阻尼比0.05，柱计算长度折减系数0.85，钢梁的宽厚比、高厚比均按照抗震规范单层刚结构厂房规定设计，钢梁的宽厚比计算不能超出规范限值。如宽厚比超过规范限值，可对钢梁增设加劲肋，双向设置。增设加劲肋后需计算满足钢结构规范局部稳定性的要求，STS二维排架计算时没有增设加劲肋的局部稳定性计算，须在工具箱里的基本构件计算中（梁构件计算）补充计算，非变截面钢梁可以直接输入跨度、弯矩值进行计算，弯矩值可从框架二维计算计算书中找到。如为变截面钢梁，则须把变截面钢梁换算成等截面梁进行计算，换算公式 H=(H1+H2)/2;变截面钢梁的高厚比计算公式ho/tw=(H1+H2-4*t)/(2*tw),式中t为翼缘的厚度，tw为腹板的厚度，但由于设计主要依据《钢结构设计规范》，经济性通常比按门式刚架（轻钢结构）设计的经济性要差。

6.混凝土柱钢梁建模

《建筑抗震设计规范》：轻型屋盖厂房，柱距相等时，可按平面排架计算。采用PKPM软件为例，混凝土柱钢梁的建模，采用STS模块建模，建模时均应以边柱的外皮，中柱的中心线为轴线。对于多跨钢梁，边柱和钢梁相接处定义为梁铰，中间柱顶定义柱铰。荷载比较大，跨度比较大，跨度比较大时，宜采用Q345级钢，关于钢梁的分段，应该按以下原则进行：在不同的荷载组合下，反弯点的位置是不同的，可以查看弯矩包络图，在不同的荷载组合下，反弯点的位置是不同的，可以查看弯矩包络图，在包络图比较瘦的地方分段，当然，还要根据哪种荷载组合更容易出现来考虑，再就是考虑运输条件、吊装水平等不宜超过12米。

场地地下水的腐蚀性等级为：该场地环境类型为II类，在干湿交替条件下，地下水对混凝土结构具强腐蚀性，无干湿交替，地下水对混凝土结构具弱腐蚀性；按B类地层渗透类型，地下水对混凝土结构具微腐蚀性；综合评价场地地下水对混凝土结构具弱腐蚀性。在干湿交替条件下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性，在长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。