13552-冷庫技術資料-輕鋼結構倉庫在物流業(yè)的應用

1、輕鋼結構建筑在倉庫物流行業(yè)的使用近十兒年來，門式剛架輕型房屋鋼結構作為一種結構形式簡單，加工，運輸, 安裝方便，建設速度快的建筑形式，在很多行業(yè)得到了大量的使用，本文主要是 對于我們公司在物流運輸行業(yè)的鋼結構設計方面的作一個介紹和探討。我們公司從97年至今，承接了大量的倉庫物流類的建筑，十多年間共做了 這類項LI約70個，面積約180萬平方米。我們所做的倉儲物流類建筑，從類型 上大致分為二類：一類是多層自動化倉庫（另作介紹），另一類就是本文介紹和 探討的單層物流倉庫。對于一般的單層物流倉庫而言，業(yè)主一般都希望跨度大，柱距大，貨架或貨 物能夠放置得多；另外H前一般貨架都是山專業(yè)生產廠商提供的標準

2、貨架，這樣 對于門式剛架輕型鋼結構房屋來說，就有跨度和柱距布置靈活的優(yōu)勢；另外建設 周期短，施工現場環(huán)境好，同時山于結構自重輕乂減少了建筑物的基礎處理費用。 因此在造價價上，功能上，環(huán)境等方面綜合考慮，輕型鋼結構的優(yōu)勢就顯得非常 突出。LI前這類建筑的鋼結構設訃必須滿足的規(guī)范標準主要有：建筑結構設訃統(tǒng)一標準GB500688建筑結構荷載規(guī)范GB50009鋼結構設計規(guī)范GB50017冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范GB50018建筑抗震設訃規(guī)范GB500U門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程CECS102鋼結構高強度螺栓連接技術規(guī)程JGJ82建筑鋼結構焊接技術規(guī)程JGJ81鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范GB5020

3、5建筑設計防火規(guī)范GBJ50016鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范GB 50205鋼結構工程質量檢驗評定標準GB 50221（所列規(guī)范中沒有寫修訂年份主要是規(guī)范的更新處于常態(tài)化，結構工程師需要隨 時了解最新動態(tài)；）設計中首先必須了解業(yè)主和建筑設計及相關專業(yè)設計的意圖，以滿足建筑工 藝要求為前提，安全第一，把經濟性和結構方案和材料配置相結合，同時要考慮 到加工，運輸，安裝的費用和便利性。在所設計的這些倉儲物流項中，建筑上一般建筑設計已經確定了跨度柱 距，凈高等，但也有不少項LI我們在前期就已介入，特別是技術支持那一方面， 這樣便于我們提前了解項口的工藝物流情況，特別需要了解LI詢的貨架的尺寸， 按貨架

4、標準提出經濟跨度和柱距的參考意見，特別需注意的是如果不按貨架的模 數尺寸，反而造成浪費；另外作為倉儲物流建筑一般都有較多的大門，用于貨物 進出，門的形式有平開門，提升門和推拉門，還有人員進出的小門，雨篷等；一 般物流倉儲都會有一個大雨蓬，便于雨天也能進出貨物，同時還會有一些高窗， 有的也有通風器樓等。這些方面在結構設計時有不少針對性的做法需要注意，比 如提升門和推拉門是否會和雨篷結構相碰，比如大雨蓬的內天溝和墻面圍梁布 置，高窗結構是否會有沖突，是否會影響墻面防水；轉角雨篷的結構是否合理； 雨篷上的高低屋面的局部積雪是否考慮；通風氣樓的位置下是否有結構件影響， 等等的綜合問題需要仔細考慮后在難

5、以結構專業(yè)自行解決時同建筑設計和業(yè)主 進行有效的溝通找到合理的解決辦法。在與相關水，電，通風專業(yè)的協調中，主要是要了解懸掛在鋼結構上的荷載 狀況，詳細的數據及如何連接的節(jié)點詳圖，了解所有的進出水管，落水管，排水 天溝，落水管的要求，有沒有消防噴淋，噴淋次管一般可以直接掛在楝條上，只 要標條的設訃荷載考慮到使用情況，噴淋主管一般直徑較大，重量也要每米兒白 公斤，要了解最大懸掛間距多大，是否要設懸掛架，還是局部標條特殊加強，但 這樣就要做到讓現場容易識別，哪些是加大的標條可以懸掛主管；另外凈高的取 值是否滿足相關工藝要求；天溝要了解是否有虹吸要求，如有虹吸要求是否和專 業(yè)廠家已經協調，關鍵要了解天

6、溝大小尺寸，特別是天溝的深和寬，溢水口位置 大小數量，落水斗的尺寸，設置數量情況，很重要的事是有虹吸的排水管一般尺 寸較大，結構設計時要考慮懸掛荷載；電纜橋架一般比較重，按照相關工藝要求, 特別在橋架的進出口位置，可能電纜集中局部荷載很大，需要結構設計特別關注 如何處理，同時要了解橋架本身要求的懸掛點的間距，位置等；通風設備主要要 了解是否有屋面懸掛空調機，排風機，屋面上是否有空調設備，通風機是否需要 特別的支座，這些設備的荷載數據，特別是運行時的荷載數據，要考慮設備震動 影響，設備安裝時的路徑是否影響其他位置的結構，安裝時一般采取臨時措施保 證結構安全，同時結合建筑專業(yè)，是否有采光板，通風采

7、光天窗等，是否需要設 置支座梁，要同相關專業(yè)廠家配合，分工明確，避免扯皮；上述所有相關專業(yè)的 荷載資料中也要了解是否已經包括掛架，支座等的結構自重，這一點也非常重要。H前我們所設計的這類建筑結構中，跨度一般在18米飛0米、比較經濟常 用，柱距在69米比較常用；檐高9、12米。在橫向剛架結構設計計算時應該考 慮建筑設計選用的各種材料的自重，特別是墻體材料，要考慮到一般彩板墻和砌 體墻的側移控制不一樣，砌體墻側移控制要嚴格一點，防止墻體開裂，影響美觀 并容易漏水：在結構訃算時還需要考慮墻體質量的抗震作用；在鋼架梁的設計中 除考慮強度，穩(wěn)定外還要特別注意撓度控制，特別是在有屋面設備的位置，要了 解和

8、考慮設備本身對屋面梁的撓度要求：同時對剖度平緩的屋面要考慮產生撓度 后的排水積雪影響；在縱向結構設計時，要設置合理的支撐系統(tǒng)，計算時除了考 慮風荷載的同時，也要考慮到抗震，特別是砌體墻（包括內墻和外墻）的質量對 抗震的影響，除控制合理的強度穩(wěn)定變形外，也需要考慮砌體的變形控制，防止 砌體開裂。在屋面梁設計時，按照門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程CECS102隅撐 可以作為屋面梁平面外的側向支點，這在一般情況是沒有問題的，但是在有屋脊 氣樓開口大于一般的隅撐間距時，屋面梁這個部位的平面外訃算長度需要另外設 置平面外計算長度；同時如果跨度較小，荷載較小，這種情況下可能梁截面也很 小，如果標條和屋面梁

9、的連接是用梁翼緣開孔方式時，需要考慮強度設計時的凈 孔削弱；同時設計時還要考慮到工廠的加工便利和運輸條件，考慮合適的分段，分段點盡量選擇在受力較小部位，還要注意拼點位置不要和標條，系桿相碰。關于隅撐設計，一般設計院的設計習慣用一個標準的角鋼作為隅撐，這在一 般項LI的情況下問題不大，但在某些梁截面大的項LI中是不一定能滿足的；按門 式剛架標準的公式6. 1. 6-1隅撐按軸心受壓構件設計；N=Af/(60C0S O ) (fy/235)1成對布置時每根隅撐的計算壓力可以減半；在我們公司的設計標 準中有具體設計指導文件參考。關于鋼柱的設計，在一般性的此類項LI設訃時，平面外的計算長度也是根據 隅

10、撐的位置，取隅撐間的距離作為平面外的訃算間距；但是在物流倉儲建筑設計 時，可能有一個墻面全部用于進出貨，這樣可能整個墻面的每個柱距間都有較大 的開口的門，這時必須結合墻面的圉梁設訃，綜合考慮才能確定合適的隅撐位置; 在很多物流建筑中，為便于管理，通常在四角或中間邊跨的局部，設有廣2間， 單跨的小夾層，這些夾層通常作為辦公室用，一般設計中，夾層以下部位要求用 鋼結構和抗震規(guī)范來考慮，同時夾層上部的分隔墻體，吊頂以及夾層平臺的墻面 也要重視，用輕鋼隔斷時要考慮鋼結構的連接，用磚墻時要考慮磚墻荷載，抗震 影響，以及磚墻和鋼結構間的連接；另外需要注意的是，在STS平面建模汁算剛 架時，程序是不會考慮節(jié)

11、點，拼板的局部設計，這些部位需要另行節(jié)點計算，而 程序自帶的節(jié)點計算同LI前的常規(guī)做法乂有很多不一樣的地方，這些需要設計工 程師另外進行設計計算的?？癸L柱：抗風柱設汁有二種惜況，一種抗風柱按梁柱形式設計，即抗風柱在 抵抗水平風荷載的同時還承受屋面梁的垂直荷載，抗風柱設計的平面內外的訃算 長度的平面內外不要和柱的強軸弱軸相混淆，抗風柱的平面內計算長度是指柱 高，一般情況是無法改變的，除非中間部位另設抗風桁架，抗風柱的平面外在剛 架平面內，計算長度可以按隅撐的位置來調整；另一種是邊剛架也按中間剛架設 計，抗風柱只承受水平風荷載，此時必須要考慮廠房的中柱在抵抗山墻方向的水 平風荷載是在柱弱軸方向，一

12、般按公司標準要求貼一個T 或做成十字形柱； 無論是哪一種抗風柱的形式，變形控制也同柱設訃一樣要考慮墻面的材料，特別 是梁柱形式的抗風柱，如果變形太大，屋面垂直力還會有一個P-A效應，因此變形不能太大。支撐系統(tǒng)設計：支撐系統(tǒng)主要是要有一個完備的體系，一般的倉儲物流建筑 沒有行車系統(tǒng)，所以屋面水平支撐系統(tǒng)比較簡單，特殊的地方時在抽柱的位置需 要設置縱向水平支撐來傳遞水平力，需要注意的是檐口，屋脊必須設置剛性系桿, 在支撐區(qū)段里的壓桿也為剛性系桿，如果柱距較大，剛性系桿截面會比較大，此 時設計計算時不能忽略自重引起的垂直向的彎矩變形，如果屋面水平支撐不設在 第一間，那么抗風柱位置對應的必須要有可鼎的

13、剛性縱向系桿以傳遞水平力；另 外LI前在這類輕鋼結構的設計中屋面支撐和原單層廠房很大的區(qū)別在于原來的 單層廠房的屋面水平支撐一般只設置的一個區(qū)段的二端，而輕鋼建筑山于縱向伸 縮縫可以做到300米，而一般34個柱距設置一道支撐來抵抗縱向水平荷載，這 樣其實在第1道支撐后的節(jié)點位置的系桿并不全是傳遞拉力的，有相當一部分壓 力也傳遞到第1道支撐后的系桿，因此在系桿布置時不能像原來的單層廠房一樣 在水平支撐間用柔性系桿，如果用屋面標條替代就必須要考慮橈條的壓力，這在 STS的標條設計的工具箱中有考慮，請勿忽視。另外在相對應的位置設置柱間支 撐，常因物流行業(yè)可能有一個墻面在很大的范圍內是不能設置X形支撐

14、，因此可 能會有很大部分，其至全部只能用全部用門式支撐，這實際上就是一個縱向框架, 這樣的結構設計就類似雙向框架。需要注意在一般不大的建筑中支撐用圓鋼拉桿 就可以算夠，在此提醒一下設計圓鋼的強度用的應力比做到 170*0. 785/215=0. 62;如果是角鋼支撐，請不要忘記單角鋼0.85,連接無墊板 0. 85,施工條件差 0.9,這樣 0.85*0. 85*0. 9=0. 65 (N 3. 3.1 鋼 3. 4. 2),另外要 注意的是角鋼焊接連接時，肢尖，肢背的受力分配系數不一樣，這一點在結構設 計時要記住。懸掛結構：在倉儲物流類的建筑中，懸掛結構相對比較簡單，一般的消防噴 淋次管不重

15、，可以直接懸掛在結構標條上只要標條設計時考慮荷載即可，但相對 主管和電纜橋架就需要專門設置懸掛結構，一般此處需要用型鋼來替代部分標條 用于懸掛上管和橋架，這部分的設訃還要和具體的專業(yè)相配合，同時現場的安裝 也要很明確，另外需要考慮的懸掛結構的本身自重；對于輕鋼屋面標條和圍梁設計一般荷載比較小，用STS比較容易計算，但是 設計時也有兒個地方容易忽視；1.掛天溝的標條，需要考慮天溝和積滿水的重量, 特別是內天溝；2.在女兒墻邊，高低跨的低側需要考慮局部積雪荷載，按2012 版的荷載規(guī)范，局部積雪比原規(guī)范增加很多；3.在沿海風荷載控制的地區(qū)需要考 慮邊區(qū)，角區(qū)的體形系數增大；4.在局部辦公樓區(qū)域如果

16、有吊頂屋面變形控制也 需要按規(guī)范要求控制；5.標間拉條，斜拉條的設置必須滿足薄壁型鋼規(guī)范的要求, 對于連續(xù)標條按8.2.2需要上下都設置拉條和撐桿；在圍梁設計時，按薄壁型鋼 規(guī)范每5道要增設一道斜拉條，在開有通長或大的窗時，窗下也需另設置斜拉條;局部夾層設計：局部夾層的位置在夾層以下的按鋼結構設汁規(guī)范和相應的抗 震規(guī)范設計，這是口前審圖的要求，在有夾層的部位對抗震要求基本不得放松； 另外需要注意的是辦公夾層上面的分隔墻面材料，衛(wèi)生間荷載都必須了解清楚， 以滿足業(yè)主和建筑設計的要求；對于部分倉儲物流業(yè)的項LI大柱距應用也比較多，如果柱距大于10米時， 在支撐系統(tǒng)設訃時，如果還用標條兼作系桿時，標

17、條計算的軸壓力要仔細復核， 在大于12米時，如果梯條截面選用不足夠大，就需要特別設計系桿；有部分大 柱距用桁架式標條，這樣支撐系統(tǒng)特別是系桿也需要特別設計；大柱距方案中為 提高結構整體性建議增置縱向屋面水平支撐；另外邊柱如果間距較大，圉梁計算 就不容易算夠，這時應該設置墻柱來滿足墻面設計的要求；LI前做的比較多的項LI中有提升門，按照LI詢公司和現有聯系過的提升門廠 家合作的要求，門框材料不得小于120X4的方鋼管，小于此尺寸，提升門構件無 法安裝，但我們結構設計時還要計算抗風是否滿足，不滿足時可以加大截面，但 不得比120X4截面??；對于一些推拉門的項口，前期一定要了解清楚承重結構在上部梁上

18、，還是在 地面上，這對于設計門框梁完全不一樣，同卷簾門也不一樣；如果全部在門重全 部懸掛在門框梁上，此門框梁設汁要考慮風荷載，門重，門重引起的門框梁的扭 矩，同時要結合雨篷梁位置，雨篷的內排水天溝設置，擱置此內天溝的標條圉梁, 除強度，變形外要考慮防水是否可行；關于雨篷，一般項目的小門1.8米以內懸挑小于1.5米，公司有標準次結構 的雨篷，在北方地區(qū)要設當加強，考慮雨篷上局部積雪荷載的影響；但物流項LI 中有許多大的懸挑雨篷，通長設置，懸挑12米，這些雨篷在北方要考慮局部積 雪的影響，建議參見近年關于局部堆雪方面的論文，在沿海地區(qū)要注意局部懸挑 的風體型系數，嚴格按照12年荷載規(guī)范執(zhí)行；同時我們也注意到有很多進出集 裝箱的門另外設置門封，這樣我們感覺雨篷懸挑太大意義不大，人員均在室內作 業(yè)，這些前期是否應該可以和業(yè)主設計院事先溝通，既節(jié)約業(yè)主造價，乂可以不 讓雨篷設計成為結構考慮的難點；上面這些內容只是這兒年遇到的這類項LI設計時所經歷遇到的兒種情況的 復述，也不是很全面，在設計中也有各種其他想法和建議，方法很多無法一一細 述；就結構設汁而言，我們認為除按照規(guī)范要求進行結構訃算以外，必須考慮結 構的構造設計要求，抗震概念設汁，以及一些結構的基本措施等；總之雖然結構 設訃屬于比較傳統(tǒng)的行業(yè)，但近年新