（1北京求实工程管理有限公司，北京 100044；2上海工程勘察设计有限公司，上海 200042）
摘要：近几年随着一些大型物流公司开始以地产开发的方式运营物流园区，物流地产这一新名词应运而生，大批的物流园区开始涌现，与之相关的物流项目设计也开始被越来越多的设计单位所关注，这样一些专注物流项目设计的单位或团队开始凸显出来。本文主要针对物流项目的结构设计，对不同类型仓库建筑的主体结构、基础、地坪等的设计进行了详细的描述，并结合工程实例加以分析，对类似项目的结构设计提出了一些建议。
关键词：物流项目;仓库建筑;结构设计
1、引言
物流园区一般由大量的仓库建筑并配以相当规模的办公楼和辅助用房构成，本文重点介绍物流项目中的仓库建筑结构设计。仓库建筑根据不同的特性可以分为很多种类型：根据仓库层数不同，可分为单层库和楼库；根据地坪标高的不同，可以分为高台库和平库；根据防火等级不同，可以分为甲、乙、丙类库。[1]所有仓库建筑的分类，都直接或间接的影响着仓库建筑的结构设计，本文将结合以下几个工程实例对此进行阐述和分析。
1.1南通中外运化工物流仓储项目
本项目为单层库，其中1#仓库尺寸90X58m，主体结构为排架结构，维护为混凝土空心砖砌块墙；柱采用C30混凝土，截面尺寸600X400mm，高10.5m；屋面钢梁采用Q235焊接H型钢，跨度29m，截面尺寸见表1。
表1钢梁截面尺寸
1.2中外运南京空港物流中心项目
本项目为单层库，其中3#仓库尺寸93.3X69.1m，主体结构为门式钢架；柱采用Q345焊接H型钢，截面尺寸H（400-1000）X350X8X14，高10m；屋面钢梁采用Q345焊接H型钢，跨度31.2m，截面尺寸见表2。
表2钢梁截面尺寸
1.3苏州吴淞江综合物流园项目
本项目为楼库，1#仓库尺寸120X136.15m，主体结构为排架结构；混凝土强度等级C40，柱截面尺寸900X900mm，高20.5m，混凝土板厚160mm，混凝土梁截面尺寸为700X1000mm，400X900mm；屋面梁为Q345焊接H型钢，跨度24m，截面尺寸见表3。
表3钢梁截面尺寸
1.4嘉兴深基地智慧物流供应链中心项目
本项目为楼库，1#仓库尺寸143.9*54.9m，主体结构为框架+门式钢架；混凝土强度等级C35，框架柱截面尺寸900*900mm，高10.5m，板厚150mm，框架梁截面尺寸为600X1100mm，300X1050mm；屋面梁为Q345焊接H型钢，跨度27.45m，高11.2m，截面尺寸见表4。
表4钢梁截面尺寸
2、仓库主体结构选型和设计
仓库建筑的主体结构最常采用的是门式钢架、排架结构、框架+门式钢架，维护体系可选择砌体墙或轻钢结构。虽然三种结构形式都不复杂，但在针对不同类型的仓库，并结合一般仓库的通用荷载要求，选择一个最优的结构方案，这就需要设计者进行复杂计算和对比分析，才能达到最佳的结构安全、经济目标。
2.1单层库主体结构设计
单层库主体结构的选型，在结构计算满足规范要求的客观情况下，设计者可以选择性的考虑施工工期和建设成本。当主体采用门式钢架结构，维护采用轻钢结构时，现场施工以安装作业为主，构件多为工厂预制，施工工序简单。而主体采用排架结构，维护为砌体墙结构，排架柱的钢筋加工、模板安装、混凝土浇筑以及砌体墙的构造梁柱、抹灰涂料等，工序繁多，不利于现场快速施工。
物流项目建设单位的收益主要来自仓库的租金，往往在项目立项之初就已经确定了客户，甚至是签订了出租合同，仓库施工周期的长短直接影响建设单位成本、利益回收。当建设单位希望在最短的时间内完成项目的建设并投入使用时，主体结构建议选择门式钢架结构，配合轻钢外围护结构，施工以安装作业为主，可以有效的缩短建设周期。当建设单位项目投资控制较紧张或进行限额设计时，主体结构可以选择排架结构，配合砌体墙围护。
南通项目在设计过程中，建设单位要求限额设计，同时又想追求库容量最大化，最终采用的方案为造价较低的排架结构，维护采用砌体墙结构。而南京项目在设计时，业主已经与客户签订了仓库租赁合同，严格约定的货物入库时间，否则将产生违约金，因此采取了门式钢架结构配合轻钢维护的形式，以便缩短施工周期。
两个项目只对仓库部分土建造价进行比较，南通项目仓库建筑面积2.5万平米，土建部分造价3640万；南京项目仓库建筑面积1.9万平米，土建部分造价3360万，南通项目平米造价比南京项目平米成本低312元。
2.2楼库主体结构设计
楼库设计中，首层主体基本采用钢筋混凝土框架结构，二层结构主体常用有以下两种设计方式：（1）首层柱直接伸直二层结构顶标高，屋面采用钢结构屋架，形成排架结构.（2）首层柱标高设计至二层楼面，形成短柱，二层结构采用门式钢架。
苏州项目采用的是排架结构，二层楼面活荷载取值25KN每平米，设计中为了应对二层楼面的高荷载在框架结构的基础上，梁板体系采用井字梁结构，框架梁高度达到1100mm，井字梁高度达到900mm；同时采取加大板厚的措施，来满足挠度及裂缝控制的要求。此项目仓库建筑长超宽，在设计中，纵横各设置两条1000mm的温度后浇带，同时所有楼面框架主梁均采用后张法预应力混凝土梁，预应力张拉控制应力为1395Mpa，每根预应力筋的张拉控制力为193.9Mpa。
嘉兴项目采用的是框架+门式钢架的结构形式，二层楼面的活荷载取值也为25KN每平米；首层的梁板结构采用井字梁形式，框架梁高为1100mm，井字梁高为1050mm。沿仓库长向设置了4条宽度为2000mm的膨胀加强带。
3、仓库基础选型和设计
仓库建筑基础一般采用柱下独立基础或者是桩承台基础。单层库项目的基础形式，当项目位于内陆城市，柱下独立基础一般可满足承载力要求，当项目沿海沿江时，简单的桩承台基础即可满足承载力要求；楼库项目由于竖向荷载较大，多采用桩基础。
南通项目采用PHC400预制管桩承台基础，基本为两桩承台，单桩竖向承载力特征值400KN；南京项目采用柱下独立基础，地基承载力特征值260Kpa，基础面积2200X3500mm；苏州项目采用PHC500预制管桩承台基础，设三桩、四桩承台，单桩竖向承载力特征值为2100KN；嘉兴项目采用PHC600预制管桩承台基础，设三桩、四桩承台，单桩竖向承载力特征值为2000KN。可以看出，如仓库建筑无特别要求时，竖向荷载变不会有很大的变化。
4、仓库地坪设计
仓库地坪设计除了要考虑满足承载力的要求外，另外一个必须达到的要求就是控制裂缝的发生，而仓库地坪发生裂缝的主要是由于仓库地坪地基不均匀沉降造成的。[2-3]目前对这一问题的普遍解决思路为：允许施工后地基发生一定量的沉降，只对地表一定范围内的土层进行处理，提高其强度和刚度，使其能够与地面结构协调变形，来达到控制不均匀沉降的效果，从而达到防止裂缝发生的目的。
仓库地坪结构面层目前比较认可的做法为：钢筋混凝土面层、水泥稳定碎石层、级配砂石垫层。从上至下依次为刚性材料、半刚性材料和柔性材料，结构面层刚度逐渐向地基过渡减小，从而达到当有沉降发生时，上部与下部协调变形，控制不均匀沉降。[4-6]仓库地坪的承载力需求一般不会很大，在3~5KN每平米即可，所以除沿海地区采取大规模真空预压处理外，通常采取原土碾压、换填、低能强夯即可，预期的处理深度在表层以下1~2米即可。
地坪混凝土面层在受力不均匀的情况下也会生成裂缝，较常采用的处理方法为增加配筋或人为设缝，由于增加配筋成本较大，所以目前多为混凝土面层内配单层双向钢筋，并在混凝土终凝后进行切缝，缝深20~30mm，分缝尺寸4~6米，在地坪与柱相交处，增设菱形或方形切缝；楼库设计中，对二层楼地面切缝设置同仓库地坪，但需要注意的是，在楼板设计中需要增加板厚，保证板上表面保护层厚度不小于30mm，切缝深度一般为保护层厚度的三分之一。
5、结论
通过对多个不同类型仓储物流项目的设计实例进行研究，对今后仓储类建筑的结构设计提出以下建议：
（1）仓储建筑结构设计选型一般采用门式钢架结构或排架结构；在资金允许的情况下，从缩短施工周期的角度考虑，采用门式钢架结构可以为后续施工中缩短工创造条件。
（2）双层楼库设计中，为了应对楼地面大面积堆载，可考虑采用井字梁结构、预应力梁板结构，也可两者相结合；采用预应力结构，可以有效降低梁高，从而增加首层库内层高。
（3）仓储建筑基础设计可以首选柱下独立基础，在软土地基或多层库建设中可以选择预制桩承台基础，基础形式越简单越好。
（4）仓储建筑地坪设计应考虑刚度逐渐过渡，从而达到有效控制不均匀沉降和裂缝，过渡层常用水泥稳定碎石层。
（5）仓储建筑地坪必须设置分缝，特别是在靠近承台基础的柱四周应设人为的切割分缝，缝深缝深20~30mm，分缝尺寸4~6米为宜。
参考文献
[1]GB/T 21334-2008 物流园区分类与基本要求[S].北京:中国标准出版社,2008.
[2]刘汉龙 赵明华 地基处理研究进展[A].中国土木工程学会第十二届土力学及岩土工程学术大会论文
集 2015,48-65.
[3]郑刚 龚晓南等 地基处理技术发展综述[J].土木工程学报 2012,45(2),127-146.
[4]范伟 大面积超平耐磨地坪在仓库项目施工中的应用[J].中国住宅设施 2017(12),54-57.
[5]史炜冬 仓储地坪的设计要点[J].物流技术与应用 2015(1),85-87.
[6]史炜冬 仓储地坪性能规范分析[J].物流技术与应用 2014(8),84-87.
论文作者:王春培1 王雪杰2
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年3月上
论文发表时间:2018/9/11
标签：结构论文; 地坪论文; 仓库论文; 项目论文; 截面论文; 排架论文; 钢架论文; 《新材料.新装饰》2018年3月上论文;