宽扁梁加腋大板在冷库楼盖中的应用分析

张凯文

（中机十院国际工程有限公司，北京 100010）

1 概述

近年来，随着经济发展，我国对冷库的需求逐渐增多。冷库为了满足使用功能的需要，对柱距和荷载的要求都较之普通的工业厂房更大。为了解决这一工程实际问题，有许多可以采用的工程结构形式，如井字梁、无梁楼盖、加腋大板等。

1.1 井字梁楼盖

井字梁楼盖，由两个方向正交或斜交的等高梁组成，梁间距通常为2.5m 左右，楼板的长宽比不大于1.5。井字梁楼盖常见于大厅、会堂等场所，适合相对来说荷载偏小，柱网规则的情况。其可靠性高，工程经验充足，有足够的安全富余度和变形性能，自重较轻，混凝土用量偏小。但缺点在于，支模复杂，梁高可能会占用建筑有效使用空间，因而并不适合在冷库等重荷载工程中应用。

1.2 无梁楼盖

无梁楼盖不设梁，楼板直接支承在柱上，所以空间利用率最高，方便铺设管线。无梁楼盖充分利用了柱帽和楼板的面外刚度，在大于3t 的重荷载时，无梁楼盖有明显的经济性优势。同时，无梁楼盖模板加工简单，重复利用率高，施工周期也短。但是，柱网复杂不规则时，柱上板带与跨中板带概念划分模糊，不推荐采用无梁楼盖。无梁楼盖也有延性差，易出现脆性冲切破坏的缺点。在应用中，无梁楼盖需要配合剪力墙形成板柱剪力墙结构体系。

1.3 加腋大板楼盖

加腋大板结构仅在框架柱之间设置框架梁，不设次梁，对大板采取根部竖向加腋的形式。加腋可减小板支座钢筋，减小跨中板厚，降低板的自重，又能保证足够的安全冗余。加腋大板在柱网8 ～9m，荷载在1t 以上时，经济性优于普通梁板，同时不受柱网不规则的影响，适用性较好。不过，加腋部分斜板的切割与支模对施工工艺有一定要求，模板损耗较高。

2 应用案例

2.1 工程概况

本案例位于河北省承德市，多层冷库，地上二层，总建筑面积13870.84m2，建筑高度16.30m，柱网尺寸8.2m×8.2m，结构设计使用年限为50 年，建筑结构安全等级二级，抗震设防类别丙类，抗震设防烈度为6 度，设计基本地震加速度0.05g，设计地震分组第三组，场地类别Ⅱ类，基本风荷载0.40kN/m2，基本雪荷载0.30kN/m2，框架抗震等级按四级考虑。

2.2 模型计算

本冷库首层层高5.7m，二层层高8m，室内外高差1.2m。受限于建筑布局和使用要求，没有合适的位置布置剪力墙，无法采用板柱剪力墙结构。同时，为了保证冷库的有效仓容量，需要尽可能压缩梁高，也不宜采用井字梁或普通梁板结构。于是在本冷库中采用了宽扁梁配合加腋大板的结构形式，柱截面尺寸800×800mm，宽扁梁截面1100×700mm，边框架梁550×800mm，板厚250mm，加腋长度1800mm，加腋厚度250mm。构件混凝土强度等级取C30，钢筋选用HRB400 钢筋（图1）。

图1 宽扁梁加腋大板建模示意图

结构整体计算采用PKPM 结构设计软件中的SATWE 核心的集成设计模块。冷库楼面的恒荷载取值5kN/m2，活荷载取值20kN/m2。考虑到冷库的使用功能，需将冷库活荷载按照自定义工况的活荷载输入，并将冷库活荷载的组合值系数取为0.8，重力荷载代表值系数取为1.0，准永久系数取为0.8。在参数定义中，需要定义板为“弹性板6”，同时勾选“弹性板按有限元方式设计”。在SATWE 的计算结果中，可以查看弹性板的应力、变形和配筋，调整到合适的加腋长度与厚度后，可通过SlabCad对加腋板进行纯弯构件设计计算配筋。

2.3 设计注意事项

普通的梁板结构都是按照刚性楼板定义，能够有足够的安全储备，却没有考虑梁板的协调变形。在宽扁梁加腋板结构中，楼板较厚，板对梁的影响比一般的梁板结构大，需要在计算时考虑梁与板的共同作用，所以需要将板设定为“弹性板6”，平面内、平面外都按照实际刚度计算。板支座加腋部分因为是受压区域，所以可以采用区别于普通梁板结构的分离配筋，将板底筋在此处断开节省钢筋（图2）。

图2 加腋板配筋示意图

宽扁梁梁宽大于柱宽，允许部分主筋于柱外通过，上部钢筋锚入柱内的部分必须大于全部上部钢筋的60%，且梁通长筋不宜小于总筋的1/4。宽扁梁还需验算梁柱节点核心区的受剪承载力，由内核心区和外核心区共同作用，承担的剪力比例按照内外核心区梁纵筋面积的比值分配。宽扁梁的柱外核心区需要附加水平箍筋和竖向拉筋。需要注意边框架梁的宽度，要满足宽扁梁未穿过柱截面的纵向受力筋的锚固长度，即0.6 倍的抗震设计时受拉钢筋基本锚固长度。

2.4 施工注意事项

根据《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住房和城乡建设部令第37 号），对施工过程中危险性较大的环节，设计应该做出提示，确保施工安全。本案例中，加腋板根部板厚500mm，梁截面1100×700mm，砼模板支撑工程的施工总荷载设计值≥15kN/m2，荷载过大，属于危险性较大的分部分项工程，其专项施工方案应在施工前进行专家论证。同时，加腋斜板部分支模架搭设时，钢管高度不一，木方斜向切割，存在一定施工难度和木方周转问题，需要施工单位重点注意。

3 结语

宽扁梁加腋板由于取消了次梁，有效地提升了使用净空，方便满足冷库内管线铺设和制冷通风的要求，提升仓储容量。有梁加腋板相较于无梁楼盖，有较大的平面外刚度，在地震作用中有更多的结构冗余度，偏向安全。同时，在做嵌固端、柱网不规则等不能使用无梁楼盖的情况下，宽扁梁加腋板可以作为有效的代替方案。因此，在多层冷库中，宽扁梁加腋板是一种安全经济、美观合理、增加有效仓容量的结构形式。