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单跨框架仓库类型结构设计探讨

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2020年11月上作者：徐琴

[导读] 仓库类型的建筑在普通建筑结构设计中较为常见,属于常规设计，在遇到单跨要求时，一般采用排架结构，本次设计采用单跨框架结构，来满足设计要求。

南京市水利规划设计院股份有限公司徐琴 210000

摘要：仓库类型的建筑在普通建筑结构设计中较为常见,属于常规设计，在遇到单跨要求时，一般采用排架结构，本次设计采用单跨框架结构，来满足设计要求。
关键词：单跨框架、结构设计、仓库设计
        0引言
        库房管理的好坏一般可以反应出整个管理的好坏，尤其是除险加固物资管理的好坏，其中最重要的就是仓库的流线设计，原则上做到规划科学合理，管理有条不紊，可以为使用单位节约成本,其中包括搬运成本、物流成本、管理成本等，上述条件对仓库物资整体摆放、外部建筑结构形式、结构布置设计等提出特殊的要求。
        1基本情况简述
        拟建一栋仓库，建筑面积约990平方米，建筑层数为单层单跨设置。主要功能是储存，设计时适当考虑地面堆载设计，存放的物品为可燃物品，故属于丙类仓库。
        2库房区域划分
        主要包括以下几种情况：
        （1）合理划分各区域的功能，功能区分是前提，可以避免重复投资建设，浪费社会资源；
        （2）合理划出各区域的位置、面积大小以及净高要求。根据储存物品的体积、载重，反推出面积、净空要求，再根据整体平面图进行合理布置，标出显储存物品的位置和投影占地面积，物品的摆放必须按照原设计进行操作，不可擅自进行大调整，对房屋整体结构有影响。
        （3）合理布置过道的数量、满足过道的净宽要求，以满足储存物品的运输、进出库以及摆放要求。过道的布置还需考虑方便物流人员的作业，方便储存物品的进出。
        3工程地质
        根据原位钻孔测试及室内土工试验，成果如下：
        ①1素填土（含碎石粉质粘土）（Q4ml）：局部分布，灰黄～黄褐色，湿～饱和。由粉质粘土、碎石块组成，碎石块最大粒径3cm，含量约20%。
        ②1淤泥质粉质粘土夹薄层粉土粉砂：普遍分布。灰、灰黑色。流塑，大孔隙比，高压缩性，含腐殖质，稍有臭味。夹含薄层粉土粉砂，呈千层饼状分布，层厚约2mm，土质不均匀。
        ②2淤泥质粉质粘土夹分布粉砂：普遍分布。灰、灰黑色。流塑，大孔隙比，高压缩性，含腐殖质，稍有臭味。以淤泥质粉质粘土为主，夹含粉土粉砂，含量较②1层高，呈千层饼状、团块状分布，土质不均匀。
        ②3淤泥质粉质粘土、粉土粉砂互层：普遍分布。灰、灰黑色。流塑，大孔隙比，高压缩性，含腐殖质，稍有臭味。以淤泥质粉质粘土为主，粉土粉砂含量约45%。互层状分布，层厚不均，最大可见粉土粉砂层厚度20cm，局部粉土粉砂呈团块状分布。
        ③粉砂：普遍分布。灰色。密实，粒径均匀，摇震反应中等。局部夹团块状淤泥质土。
        ④含角砾中砂：仅局部揭露。灰色。密实，粒径不均，级配良好，局部夹含角砾。
        4建筑平面布置
        建筑面积990平方米，建筑平面布置为：长：66m，宽15m，柱子开间6.0m。结构形式为钢筋混凝土框架结构，平面布置如下图所示：

附图一平面布置图
        建筑立面采用以新中式建筑风格为主的简洁立面，在满足仓储库的相关规范要求基础上，结合绿色节能建筑的设计策略，在立面上采用高窗与百叶结合的方式，同时兼备采光及通风等功能。
        5结构布置设计
        （1）本工程抗震设防根据《建筑抗震设计规范》（50011—2010）附录 A 与《中国地震动参数区划图》（GB 18306-2015），综合确定本工程设计按抗震设防烈度 7 度，设计基本地震加速度值 0.10g，设计地震分组为第一组，场地类别Ⅲ类，特征周期 0.45s。
        （2）基本风压值 0.40KN/m2（50 年）；基本雪压值 0.35KN/m2（50 年）。地面粗糙度类别 B 类，风荷载体型系数 1.4。
        （3）建筑分类等级如下表：

        （4）墙体荷载：
        正负零以上：蒸压加气块，容重不大于 7.0KN/m3；正负零以下：混凝土砌块，容重不大于 12.0KN/m3。
        （5）柱网布置设计：
        柱网的布置设计需要兼顾仓库功能要求、结构经济合理性设计，确保结构受力合理，本次受限于场地位置限制，现有场地位置要求仓库设计采用单跨15m的要求，故采用单跨框架结构设计，通过加强措施使得结构满足设计要求。柱网尺寸为6x15m。本次设计结构采用后浇带的形式来满足伸缩缝要求，且在施工中采用加强措施。，少了后期因设缝而带来的漏水隐患。
        6基础设计
        根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)，桩基设计参数可根据土层物性指标确定，土层的桩的极限侧阻力标准值及极限端阻力标准值。设计采用钻孔灌注桩，桩径800mm，由于堆载的影响，需要考虑负摩阻的影响，桩基属于摩擦桩，桩端持力层为砂土性质，中性点为0.7倍软土厚度，设计单桩承载力时将中性点以上的土层侧摩阻不计入，设计桩长26米，单桩承载力1200KN。
        7单跨结构加强措施
        单单从结构自由度角度来考虑，单跨框架是个静定结构（相对双跨或多跨，约束的增加即为超静定结构），对结构受力不利，主要体现在边支座的约束相比中间支座是弱的，地震作用时，对弯矩的传递不利，容易出现梁柱节点的破坏。可以从以下几个方面采取措施进行加强：
        一个约束的破坏就导致结构整体的破坏，个别约束的失效并不决定结构整体的破坏，所以从这个角度看单跨框架也是不利的。
        （1）框架柱适当提高柱子的配筋率及配箍率，柱箍筋全高加密，楼板钢筋双层双向配置，增加柱子延性设计；
        （2）按强柱弱梁方向加，柱箍筋全高加密、梁弯矩调幅；
        （3）降低轴压比限值，增加大震作用下柱子的延性，位移角的限值适当提高（可以控制在25%附近）；
        （4）若条件允许，可在单跨方向有隔墙的位置增设柱间支撑，柱间支撑可采用人字形、十字形、复合型等，材料可采用钢结构，两边和柱子铰接，以此作为多道抗震防线；
        （5）若工程比较重要，可增加“中震不屈服设计”，程序用采用中震的地震加速度，主要针对柱子进行分析，甚至可以做一个超限分析，验证该结构体系在大震作用下不倒。
        8结语
        单跨结构的设计一般不采用，从抗震性能的角度，单跨结构是比较差的，在中、大震作用下，很容易发生连续倒塌。碰到特殊类型要求的情况下必须采用时，需要采用结构措施进行加强构造设计，也可以适当在一些部位增加混凝土墙，形成剪力墙，构成框架-剪力墙结构（少墙），地震作用下，剪力墙成为第一道防线，先于框架破坏，提高结构的抗震性能。
参考文献
[1]GB50009-2012.《建筑结构荷载规范》.
[2]GB50011-2010.《建筑抗震设计规范（2016年版）》.
[3]JGJ94-2008.《建筑桩基技术规范》.
[4]JGJ79-2012.《建筑地基处理技术规范》.
[5]GB50016-2014.《建筑设计防火规范（2018年版）》.