温州建设集团建筑设计院 325000
摘要：最近几年在我市新建了不少冷库，它作为一种特殊使用用途的建筑，结构设计有很强的特殊性。本文结合冷库结构受力的特点，给出较为合理的建模方式和分析方法，并对结构设计过程中的注意事项做了简单的阐述。
关键词：冷库；环境类别；荷载；裂缝
一、冷库结构方案的选取
2012年由温州新桥农业开发有限公司投资的项目年产3000吨农副产品加工项目（冷库）正式委托我单位设计。本工程占地面积为6613.29㎡，建筑面积为31679.50㎡，为大型的冷库，为四层建筑，层高为5.6米。经过长达近一年时间的与甲方、设备人员、保温施工方的沟通，最终我们对于冷库这个项目确定了以下几个方面：①考虑到周边为居民区，氨制冷空气污染严重，本工程采用氟制冷。②总平布置及流线；③本工程采用土建式冷库，冷库内部采用框架结构，外侧围护结构采用砌体自承重。由于，房屋结构长宽尺寸约147米乘52米，在长度方向设置四条伸缩缝，缝净宽250mm做保温。冷藏间最大长宽尺寸为62.1米乘42.1米，长度方向大于50米，考虑到正常使用要求在施工时设置伸缩后浇带不增设伸缩缝。框架结构柱网布置灵活，且因为对楼层净高的控制并不是很严格。根据甲方的货架的布置要求，管道下净高不小于4.5米，经过初步的计算，冷库内部采用框架结构柱网采用6米乘6米，一层框架柱的最大截面尺寸为600x600，架主梁截面尺寸采用350x700的尺寸，梁下留300mm布置管道，完全能满足正常使用的要求。冷库作为特殊的仓储类建筑，它的荷载比较大，因此在平面布置及流线设置中应结合结构计算共同确定。
二、荷载选取
本工程设计过程中，荷载的选取依据主要是《冷库设计规范》（GB50072-2010）及《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）。本工程荷载取值简单，具体如下：楼梯间荷载取值3.5kn/m2、运货穿堂、站台、收发车间荷载取值15kn/m2、冷结物冷藏间荷载取值20kn/m2、电梯机房荷载取值7kn/m2。
三、结构设计参数的的取值
本工程冷结物冷藏间的温度为-3°至-20°属于低温环境，环境类别为二b类，板、墙的混凝土保护层取值为25mm，梁、柱的保护层厚度取值为35mm；制冰间为轻度盐雾环境，为三类环境类别，板、墙的混凝土保护层取值为30mm，梁、柱的保护层厚度取值为40mm；其他室内环境均为二a类，板、墙的混凝土保护层取值为15mm，梁、柱的保护层厚度取值为25mm。因此，在计算过程中对不同的环境类别保护层厚度应取值不同，在梁、柱配筋布置的时候的需要保护层对钢筋间距的影响。
由于冷库结构设计的特殊性，《冷库设计规范》（GB50072-2010）5.2.6条 “四层及四层以上的冷库及穿堂，其梁、柱和基础活荷载这件系数宜按表5.2.6的规定采用。”
因为多层冷库的的穿堂主要考虑零食堆货与叉车运行同时作用，其楼板一般为简支板，可能叉车重量由一块板承担，因此考虑活荷载为15kn/m2。但计算梁板基础时，不可能没层都满载。冷库进出货时，同时工作的层数一般只有两层，，因此，四层及四层以上穿堂应考虑活荷载的这件，梁柱活荷载宜乘以0.7折减系数，基础活荷载宜乘以0.5折减系数。
库房内仅对某一层而言，其局部或全部都可能满载，故梁板活荷载不能折减。就冷库一般满载的情况而言，减去通道部分，库内地面只有70%~80%的面积上堆货。一般说，一座10000㎡的猪肉冷库，满载时只能存10000T的冻肉，其楼板计算活荷载虽为20 kn/m2，而实际平均活荷载每平方米仅1T。因此，四层及四层以上的库房计算柱及基础时活荷载乘以0.8折减系数。
因此，本人在计算过程中有分三个模型：第一个模型荷载不折减，用于校核总信息及计算梁、板配筋；第二个模型用于计算柱配筋，相应部位的活荷载按柱配筋进行折减；第三个模型用于计算基础设计，相应部位的活荷载按基础配筋进行折减。
四、材料的选取
由于冷库结构长期处于低温、低温高湿及温湿度频繁变化的状态下，因此建筑结构材料因采用耐低温、耐湿、抗水性好的材料。具体冷藏间的结构材料要符合以下要求：
1）应采用普通硅酸盐水泥，或采用矿渣硅酸盐水泥。不得采用火山灰质硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥。
2）不同品种水泥不得混合使用，同一构件不得使用两种以上品种的水泥。
3）冷间内砖砌体应采用强度等级不低于MU10的烧结普通砖，并应用水泥砂浆砌筑和抹面。砌筑用水泥砂浆强度等级不低于M7.5.
4）冷间用的混凝土如需提高抗冻融破坏能力时，可惨入适量的混凝土外加剂。
5）冷间内钢筋混凝土的受力钢筋宜采用HRB400级和HRB335级热轧钢筋，也可采用HPB235级热轧钢筋。冷间钢结构用钢除符合冷库设计规范外，尚应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。
6）根据环境类别，冷库设计的混凝土强度不宜小于C30，提高混凝土强度有利于减少柱截面，提高冷库的使用面积。从节能减材的方面考虑，高强度的混凝土能更加充分的发挥高强钢筋的利用率，提高材料的利用率。
五、施工图绘制
冷间钢筋混凝土板每个方向全截面最小配筋率不应小于0.3%，个人认为楼板配筋宜采用小直径的钢筋，减少钢筋间距，有利于楼板裂缝的出现。梁柱配筋设计中，因注意环境类别对保护层厚度的影响，一方面要保证梁顶钢筋和梁底钢筋间距满足规范要求，另一方面要柱钢筋净间距不宜大于300mm不应小于50mm。因为冷库使用荷载较大，在楼、板配筋过程中要注意不同环境类别对裂缝、挠度的控制也是不同的。
六、围护墙构造做法
冷库保温有两种做法：一种是每层单独做保温，它的优点是围护墙和冷藏间同属一个塔楼不会出现墙体自承重，它的缺点是保温施工工期长，会减少没层冷藏间的利用率；另外一种做法就是如下图，在一层的冷藏间地面、屋顶就墙体四周做保温，它的优点是保温施工工期短、造价节省、便于施工，它的缺点是当四周的围护墙可能采用自承重墙。规范要求当围护墙采用自承重墙时，冷藏间与围护墙之间均应每层有可靠拉结、设置锚系梁，且每层应设置构造柱、圈梁。
七、结语
最近几年在温州已建成几个大型的冷库，它是一种具有很强专业性质的特殊储存类建筑，长期处于低温的环境。在结构设计时，应全面的考虑，选择合理的结构形式、采取相应的技术措施，预防或减少温度应力对结构的影响；选择合理的节点做法，尽量避免出现冷桥，减少使用过程中的能耗；采取有效的措施防止冷藏间围护墙的开裂。
参考文献：
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[6]王希伟，杨勇新，王全风，李空军，黄奕辉.高强钢筋和高强混凝土的匹配问题[J].基建优化，2006（27）：
论文作者:夏迪
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：冷库论文; 荷载论文; 保护层论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 环境论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第5期论文;