冷库建筑结构的抗裂设计与施工技术措施研究论文_刘纯龙

冷库建筑结构的抗裂设计与施工技术措施研究论文_刘纯龙

日照港船机工业有限公司 山东省日照市 276800

摘要:近年来,随着科技的进步,我国冷库建筑建构设计也取得了很大进步。采用正确的保温系统及构造才能使冷库建筑设计达到安全节能高效的目的。冷库保温设计首先要选择保温体系,根据实际情况选择,不能搞一刀切。在设计时,要尽可能避免冷桥的产生。有些冷桥是因为建筑结构形式或设备管道安装等方面的原因不可避免的,就应采取各种构造措施进行处理。容易产生冷桥的部位主要有地坪、墙身、结构柱身、楼板、库内外连通过道、管道穿保温层、设备吊点等。设计构造节点时,应结合结构、材料等因素综合考虑,冷库的保温设计需要细致耐心的研究和探讨并不断创新,以适应新形势的发展。

关键词:冷库建筑;抗裂设计;施工技术

引言

冷库建筑被广泛应用于对食品、植物、药品等的储藏。因此,冷库建筑的设计占有十分重要的地位。但是,由于冷库自身制冷的特点使得冷库建筑的设计不同于其他一般建筑的设计。首先,冷库建筑要始终保持着内部温度比外部温度低的特点,使得即便在特别寒冷地区的冬天,冷库建筑内部与外界温度对流时,也会析出水分,水分受冷又结成冰,如此往复使水渗入到结构中将对其结构产生不良影响,促使承重结构节点产生位移,又受基础与纵、横墙等的约束,从而产生裂缝。其次,由于冷库建筑自身温度及严寒地区室外温度都比较低,使地下水容易结成冰,从而产生地基土壤冻胀。针对上述结构设计上的特殊要求以及施工质量通病,作者结合工程实例,提出切实可行的设计方案和治理质量通病的加强施工技术措施。经施工验证,符合现行冷库设计规范要求与验评标准,为类似冷库设计及施工提供借鉴。

1冷库自承重外墙和锚系梁的设计

1.1自承重外墙的设计

为了避免冷库建筑外围护结构中各部位导热系数不同而引起的冷桥现象,同时为了保护其保湿层、提升房屋的气密性,冷库的外墙设计通常采用自承重墙。在设计中对主体结构和自承重外墙结构的地上部分进行分离设置,同时在两种结构中添加保温材料阻断楼层间的冷桥现象。根据规范的要求对自承重外墙进行墙体受压承载力及墙身高厚比的验算。

1.2锚系梁与结构设计

(1)锚系梁定义。锚系梁主要是连接冷库外墙与冷库内部结构的连系梁,能够有效的提高冷库结构的整体性,对外墙转角处的开裂有很好的防护作用,提供一个稳定的侧向支撑。(2)锚系梁的结构设计。锚系梁设计是否可靠是冷库内部结构和外围护墙是否具有良好的整体稳定性的重要因素。锚系梁的结构形式。根据规范地震区锚系梁做法,可采取钢管或者三角形混凝土梁;锚系梁可采用Q235或Q345钢,其长细比应控制在120(235/fay)2以内。

2抗裂设计施工技术措施

2.1确保施工质量

1)确保锚系梁钢筋与混凝土粘结锚固的措施。由于在钢筋的锚固机理中最主要成分是钢筋与混凝土相互咬合而产生的挤压力。因此,在施工过程中随时对钢筋表面粗糙度进行检查和确认,把粗糙度较低的钢筋淘汰,同时对混凝土进行充分的振捣,提高混凝土的密实度,使钢筋与混凝土充分接触,从而确保钢筋与混凝土的粘结锚固。2)确保施工放线准确,实施动态监测。使用全站仪进行放线,提高精确度。在放线时遵循“由整体到局部”的原则,充分掌握施工现场地质条件与设计图纸的差异,并对所放的线进行动态校核。3)在主体结构楼板与锚系梁混凝土结合处设置快易收口网。当混凝土浇筑时,快易收口网眼上的斜角片就嵌在混凝土里,形成一个与邻近浇筑块相连的机械式楔口。其粘结及剪切强度可与经过良好处理的粗糙面强度媲美,从而避免在二次浇筑时打孔、拉毛等工序。可缩短施工周期,同时增加混凝土浇筑体的强度,使新旧混凝土完好结合。

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2.2楼板的冷桥处理

当上下层库房温差在5℃以上时,楼板应做隔热层,隔热层最好做在低温侧。有时候业主根据实际使用情况会考虑到上下层冷间有不同时使用的情况,会要求部分同温的楼层间也增加隔热层。直接按照温差计算的隔热层厚度往往比较薄,在实际计算时要同时考虑冰点位置离高温侧楼面稍远一些,厚度适当加大,以免在高温侧出现结冰现象。

2.3库门处的冷桥处理

冷库门部位由于经常开启,叉车频繁通过,是冷间内外冷热交换最严重地方,常因库门过道冷桥造成门口落霜、结冰现象。阻止内外冷热直接交换的方式,一般是采用冷库门上方加装风幕以及设缓冲回笼间,可有效减少强对流产生的结霜现象。回笼间在一定时间内不可避免会在地面出现一些冰霜,可采用设地坪加热或近红外加热灯具照射的方法,以免地面结冰打滑。冷库门厂家一般都会在门框的左、右及上侧配置隔热的门樘,避免产生冷桥。过道地面内外楼板连接处存在的冷桥,需要结构设计来解决。此处应采用隔热材料将内外楼板断开,保温层上方铺绝缘盖板。传统的盖板一般采用筒子板,经过不少以前建成的工程的考察回访,笔者发现木质筒子板经过长期叉车碾压,很容易遭到破坏,门口的冷凝水也会顺着缝隙渗到下面的隔热层,造成隔热层保温性能失效。为了避免破坏,有的工程改用压纹钢盖板,虽然比较耐久,但钢板本身也是明显的冷桥。经过比较并加以实践,发现尼龙板这种材料兼顾高强度和绝缘性这两种特性,既能保证其使用耐久性,又可大大减少冷桥的效应,是作为冷库门过道盖板的理想材料。

2.4地坪处冷桥处理

地坪需要重点考虑的是防冻胀措施。由于地基深处与表面的温度梯度而形成热流,将造成地下水蒸气向冷库基础渗透。经过长时间有效应,当冷库地坪下表面温度降到0℃以下时,则会导致地坪冻胀,毁坏冷库地坪。有时会遇到老旧冷库维修改造项目,去现场考察的时候就会发现大多地面有胀鼓破坏的情况,究其原因就是地坪防冻没处理好。地坪防冻常用的处理措施有:设框架架空层、设地垄墙通风层、砂垫层埋通风管、地坪埋加热管等。地基情况不太好的应该采用设结构架空层的措施,普通地基可采用砂垫层埋通风管或设地垄墙通风层,一些改造项目或不便深挖基坑的情况可选用地坪埋加热管方式。前几种是比较传统的处理方式,最后的地埋加热管措施可以利用制冷机组排放的热量进行回收,通过不锈钢换热器将乙二醇载冷剂加热,经过分水器与地热管进行循环加热以控制地面保温层下方保持5℃以上温度的要求,这种处理方式可以减轻冷凝器的负荷,降低制冷机组的压缩比,提高了能效比,是比较节能环保的措施,综合效益比较可观,值得相关专业一起深入探讨,制定出更加合理、可靠的实施方案。

2.5冷库架空层的设计

针对冷库地基土壤由于温度过低而产生的冻胀问题,为了保证冷库的正常使用,作者对冷库设计时采用架空层的方式给予防范。架空层是建筑物中仅有结构支撑而无外围护结构或有围护结构但设置窗口的开敞空间层。本工程中架空层设计由柱子作为支撑结构,不仅能有效防治由于地下水结冰产生的土壤冻胀对结构带来的影响,而且能有效的提高空间的利用。同时,我们对架空层的层高控制在2.20m,根据规范中建筑物架空层及坡地建筑物吊脚架空层,应按其顶板水平投影计算建筑面积。结构层高在2.20m及以上的,应计算全面积;结构层高在2.20m以下的,应计算1/2的面积。设计使建筑物增加一层使用面积的同时只增加了一半的计算面积,降低了工程成本。

结语

随着中国经济的腾飞,国内冷库建筑的功能和发展是日新月异的,所以,冷库的保温设计也不是一成不变的,在设计实践中应大胆采用新结构、新材料、新做法,不断摸索、不断创新,也希望能得到同行间的相互交流,取长补短,使冷库设计技术越来越完善。

参考文献:

[1]GB/T50353—2013,建筑工程建筑面积计算规范[S].

[2]GB50204—2015,混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

论文作者:刘纯龙

论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期

论文发表时间:2018/7/26

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