双层物流仓库的设计实例

葛毅明135246785151年前 (2024-09-12)仓库出租信息153

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　　物流仓储类建筑由于其大尺寸、大跨度、大空间、大荷载的特点，结构设计时与普通工业与民用建筑有诸多不同。本文结合昆山市群策光电技术有限公司新建厂房、仓库项目重点阐述该类型结构的设计要点和难点，希望可以为结构设计人员提供一些参考。

　　近年来，随着电子商务的蓬勃发展，物流仓库项目不断增多，仓库的规模也不断地增大，从原来的普遍单层钢结构仓库变成现在普遍双层以上混凝土仓库。物流仓库由于其功能需求往往建筑平面尺寸超长，柱网尺寸过大，层高较高，荷载较大，给结构设计人员带来一些难题。

　　本文结合昆山市群策光电技术有限公司新建厂房、仓库项目重点阐述该类型结构的设计要点和难点。

　　一、工程概况昆山市群策光电技术有限公司新建厂房、仓库项目位于江苏省昆山开发区富春江路东侧、微山湖路南侧地块，总建筑面积约 85331m2，包含 1 号仓库、2 号仓库、3 号厂房、坡道等建构筑物。本文以 1 号仓库为例，详述其设计过程。 1 号仓库为双层物流仓库，建筑面积 34490m2，平面尺寸为 197x93m，建筑高度为 23.79m。1 层均为仓储区域， 2 层分为三个区域，两边为仓储区域，中间为敞开式卸货平台。柱网尺寸主要为 11.2x11.5m，首层层高 11.3m，二层层高 12.49m。仓库主体采用预应力梁钢筋混凝土框架结构，屋面采用轻钢结构。地坪荷载为 30kN/m2，二层楼面除卸货平台区域外活荷载为 22 kN/m2。仓库的结构

　　平面布置见图 1。仓库的整体模型见图 2。

　　本项目平面尺寸 197x93m，远远超过了规范限值，

　　故按照功能分区设置两条伸缩缝，将整个建筑分为三

　　块——1、3 区为仓储区，2 区为卸货区。设缝以后最大

　　的长度仍有 93m，故需采用综合措施减小温度对结构的

　　影响，包括温度应力的计算和构造措施。

　　温度应力计算既要考虑均匀温度作用，又要考虑混凝

　　土收缩、徐变以及混凝土开裂的影响。

　　根据《建筑荷载规范》可知昆山地区 50 年内的月平

　　均最低气温和最高气温分别为 -4℃和 36℃。混凝土收缩

　　的影响可以折算成当量温差 -16℃，其中考虑了后浇带封

　　闭前已经产生的收缩量。混凝土的徐变以应力松弛系数考

　　虑，本次设计取 0.3。混凝土的开裂会导致结构的刚度折减，

　　刚度折减系数考虑为 0.85。考虑到施工日期的不确定性，

　　本项目在图纸中指定施工单位封闭后浇带的温度为 15℃。

　　将应力松弛系数设置为 0.3x0.85=0.255，实际输入的温度

　　除进行温度应力计算外，还需要考虑其他构造措施来

　　减小温度应力对结构的影响。本项目采取的措施有：

　　并规定后浇带必须在周围混凝土浇筑完成 60 天以后封闭；

　　②适当提高了楼板中受力钢筋和分布钢筋的配筋率，

　　并将板内钢筋双层双向连通配置；

　　③主梁及次梁中均配置了预应力钢筋，在一定程度上

　　可以考虑预应力对抵抗混凝土收缩的有利作用；

　　④梁顶多配置通长钢筋，梁腰筋改为扭筋。

　　参考国内很多仓储项目可以发现，梁系普遍设计成

　　井字梁体系，而楼板设计为双向板。该设计方案的优点

　　是通过井字梁体系可以降低梁高从而增大净高或降低层

　　高，且楼板可以不用很厚，缺点是井字梁比较浪费材料。以仓库区域楼面活荷载 22kN/m2、板跨 2.8m 为例，如果

　　设计成双向板，则楼板厚度为 130mm，双向井字梁梁高为 800mm，框架主梁高 1000mm ；而设计为单向板，则楼板厚度为 150mm，单向次梁梁高 900mm，主框架梁梁高 1100mm。从净高来看，采用单向板仅比双向板多出 100mm 高，这个高差通常对仓库的使用没有影响；从层高来看，层高多出 100mm 在低烈度地区对结构计算结果的影响基本忽略不计。从经济性来看，按单向板设计时单向次梁配筋稍大，但由于只有一个方向布置梁，节省了另外一个方向的混凝土和钢筋；而单向楼板仅比双向楼板多出 20mm 厚，单向板的主受力方向配筋比双向板稍大，非受力方向仅为构造配筋，比双向板稍小，综合来看，楼板配筋相当。故综合以上几点可以发现，仓库区域按单向板设计具有明显的优势。

　　在设计卸货平台区域时，由于该区域活荷载为车辆荷载，按照《建筑荷载规范》，可以对梁、柱、基础设计时进行荷载折减。对于双向板楼盖的梁，折减系数为 0.8，而对于单向板楼盖的主梁，折减系数可以取 0.6。柱、基础设计时可以取与主梁相同的折减系数。车辆荷载通常取 35 kN/m2，折减系数差 0.2 相当于 7 kN/m2，因此按单向板设计可以明显降低主梁和柱、基础的材料用量。

　　三、多模型的综合分析物流仓库由于布置和荷载比较复杂，一个模型往往不能得出全面准确的计算结果，所以在设计过程中采用了多个模型综合分析的方法。 1. 结构整体指标控制该物流仓库在半层层高处设置了局部工具间，该房间仅布置在一个柱距内，面积相对于整个仓库非常小，结构计算时作为夹层输入模型。在计算结构整体指标时，由于该小间的影响，经常会出现楼层抗剪承载力之比和刚度比不满足规范要求的情况。出现该问题的原因在于 PKPM 程序在计算时，只要有梁板体系处均认为是一层，而实际情况是该夹层的面积只占到了结构平面面积的 1%，荷载相对于仓库的楼面也非常小，对结构整体性能的影响非常小。故计算指标时，我们认为更合理的处理方法是不将夹层视为一层，而是作为荷载加载到主体结构上，即原本带有上下两层夹层的模型简化为只有两个大层的模型。这样处理以后主体结构的性能才是准确的。而配筋仍然按照实