大跨度單層庫房結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)性比較及主要節(jié)點(diǎn)研究

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【摘要】以北京首都機(jī)場北貨運(yùn)區(qū)航空貨運(yùn)大通關(guān)基地5-程為實(shí)例，對門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)方案及主要節(jié)點(diǎn)做法予以分析比較，并結(jié)合具體工程實(shí)例進(jìn)行計(jì)算分析，得出一些階段性結(jié)果，為今后同類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)起參考作用。
【關(guān)鍵詞】物流庫房；門式剛架；抽柱；托梁；用鋼量；鋼梁柱節(jié)點(diǎn)；柱腳。
目前，我國經(jīng)濟(jì)正在持續(xù)快速增長，對物流的需求在不斷提高，要求有高效、及時(shí)、快捷的物流系統(tǒng)，特別是首都北京作為國際化大都市，對物流、配送及其配套項(xiàng)目需求量非常大。而物流系統(tǒng)的核心部分就是庫房，所以如何建造既能滿足物流系統(tǒng)工藝要求，又造價(jià)經(jīng)濟(jì)、施工便捷的庫房就是整個(gè)物流系統(tǒng)建設(shè)的重要部分。這種庫房目前主要采用單層輕型屋面、大跨度、大空間的建筑形式，其內(nèi)部一般設(shè)有平堆貨區(qū)、貨架區(qū)、高貨架區(qū)，庫房內(nèi)還有裝卸貨物的叉車、汽車等。通過本文的研究，從建造庫房的結(jié)構(gòu)方案比較、不同跨度、不同柱距的主剛架的用鋼量比較及主體結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的比較等多方面入手，對如何設(shè)計(jì)建造既經(jīng)濟(jì)又合理的庫房得出較為科學(xué)的結(jié)論，為今后同類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)起參考作用。
1工程概況
某物流中心位于北京首都機(jī)場北貨運(yùn)區(qū)的航空貨運(yùn)大通關(guān)基地內(nèi)，為單層輕鋼結(jié)構(gòu)庫房，本文僅就該物流中心的庫房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較。以下列出進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算比較所需的技術(shù)統(tǒng)一條件。
1．1建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限和安全等級結(jié)構(gòu)的安全等級：二級；
設(shè)計(jì)使用年限：50a；
抗震設(shè)防類別：丙類。
1．2自然條件
1．2．1風(fēng)雪荷載(見表1)
1．2．2抗震設(shè)防的有關(guān)參數(shù)(見表2)
1．3設(shè)計(jì)主要依據(jù)
1．3．1主要國家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范、規(guī)程《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50017—2003)、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009．200 1)(2006年版)、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 5001 1．2001)(2008年版)、《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECSl02：2002)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》(JGJ7-91)、《北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范》(DBJ 01．501．2009)。
1．3．2工程地質(zhì)資料
地基土的類型為中軟土，建筑場地類別為Ⅲ 類，不考慮地震液化。場地最大凍土深度：0．80m。
2結(jié)構(gòu)方案的比較
目前，根據(jù)物流工藝的要求，庫房主要以單層輕型坡屋面、大跨度、大空間的建筑形式為主。對于這種單層大跨度、大空間的結(jié)構(gòu)體系，屋面一般采用輕質(zhì)高強(qiáng)的壓型鋼板、擠塑聚苯板保溫層及PVC卷材防水層的做法。這種屋面做法比傳統(tǒng)的混凝土屋面做法重量大幅度降低，其自重僅為40kg／m'左右。屋面下的主體結(jié)構(gòu)一般有兩種方案：其一為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其二為門式剛架結(jié)構(gòu)。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由諸多桿件按一定規(guī)律組成的高次超靜定空間結(jié)構(gòu)，由于桿件之間的相互支撐作用，網(wǎng)架的空間剛度大、整體性好、抗震能力強(qiáng)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的自重輕，鋼材用量省，既適用于中小跨度，也適用于大跨度的房屋；同時(shí)也適用于各種平面的建筑，如矩形、圓形、多邊形。另外，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)桿件劃一，適宜工廠化生產(chǎn)，為提高工程質(zhì)量、進(jìn)度提供了有利的條件和保證。雖然網(wǎng)架結(jié)構(gòu)適用于大、中跨度、大空間結(jié)構(gòu)體系，但只有房屋跨度較大(36m以上)、柱距較大 (24m以上)，且建筑平面尺寸長短邊之比接近于l 或不超過2時(shí)比較經(jīng)濟(jì)。其次，網(wǎng)架網(wǎng)格尺寸為其短邊跨度的l／10～1／16，網(wǎng)架高度一般為短邊跨度的 1／13～'1／17，其腹桿與弦桿的夾角為35。"-'60。，所以網(wǎng)架的高度較大，占空間較大。再次，由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)多，桿件多，現(xiàn)場施工較門式剛架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝精確度要求高，費(fèi)用較高。又由于桿件較多，桿件表面積就多，這樣將來防腐涂料及防火涂料的數(shù)量就比門式剛架方案要多。另外，支承網(wǎng)架的柱子一般為鋼筋混凝土柱，其施工較慢。又由于有些庫房屋面下要懸掛單梁起重機(jī)，若采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)則起重機(jī)的軌道布置要受網(wǎng)架下弦球節(jié)點(diǎn)位置的限制，工藝布置靈活性受