超长冷库设计中的问题及应对措施探讨

赵海芳，董延涛

1.国内贸易工程设计研究院，北京 100069 2.中国民航机场建设集团公司，北京 100029

超长冷库设计中的问题及应对措施探讨

赵海芳1，董延涛2

1.国内贸易工程设计研究院，北京 100069 2.中国民航机场建设集团公司，北京 100029

现阶段，国内冷库工程主要采用钢筋混凝土的结构形式，冷库的平面尺寸受规范限制基本都控制在55m左右，随着我国经济不断发展，对冷链物流仓储能力的需求也越来越高，传统的冷库规模在使用时存在着布局紧凑，柱距偏小，影响使用等缺点，因此，大柱网、大平面布局的钢筋混凝土冷库设计被提出。通过对大型冷库的结构设计特点进行分析，对其地上结构平面布置的合理性和结构选型等方面进行了探讨，从而确保大柱网冷库建筑工程项目的安全性、可靠性及实用性。

大柱网；板柱-剪力墙结构；预应力楼板；外框架

当前，随着我国经济的高速发展，冷库应用日益广泛，在多高层冷库设计中现浇钢筋混凝土板柱-剪力墙结构体系被普遍使用，由于混凝土自身特点和国家规范对的现浇钢筋混凝土结构长度的限制，大部分已建或在建冷库柱网普遍在6～8m，冷库单体长度控制在55m左右，钢筋混凝土构建起主要冷库结构的骨架，冷库在低温环境、周期性冻融循环过程中使用，建筑结构的耐久性宜遭到破坏。随着仓储物流需求越来越大，中小型冷库不能满足业主的需要，采用大柱网、超长平面布局的大型冷库设计被提出，怎样避免超长钢筋混凝土结构产生的裂缝和不安全性，怎样更经济、更合理的实现超长冷库使用功能是设计人员需要解决的问题。文章针对多层超长冷库设计存在问题进行分析，并且提出应对措施。

1 冷库结构设计的特点

冷库建筑需要严格的保温、隔热、坚固和抗冻融循环来保证其质量。

冷库属于仓库类建筑。根据使用性质不同，冷间温度一般在-35℃～0℃左右[1]。冷库在常温状态施工，低温状态运行，结构在施工完成到开始使用这段时间内温度变化大，需采取有效的保温措施；冷库运行后库内长期处于低温、低温高湿及湿度频繁变化状态，结构容易产生裂缝；如结构平面布置不合理则易产生冷桥，引起保温层的破坏，导致库体耐久性差，并且增加日常使用成本。

建筑要防止水蒸气扩散和空气的渗透，冷库结构构件也要喷涂保温，减少冷桥。目前超过4层的冷库都采用板柱-剪力墙结构体系，2个55m左右冷库建在一起，中间由伸缩缝分开，每个单体冷库柱网一般6～8m，剪力墙布置在边跨，外侧悬挑1～2m楼板，悬挑楼板外侧是至少200mm的聚氨酯保温层，保温层从上到下连续，最外围做自承重砌体砖外围护墙，这就要求剪力墙和自承重砌体墙之间距离不能太小，否则不利于保温的喷涂；冷库内堆卸货物采用叉车，悬挑部分不利于货物存放和叉车进出，造成使用面积浪费，因此实际使用又要求悬挑不宜太大，尤其是地震烈度较高地区，为了满足结构抗震性能，需要更多的剪力墙，保温喷涂就成了难题；冷库内部柱网太小不利于自由堆卸货物的分配。

冷库用于放存食品，有一定的堆放高度，传统冷库冷结物冷藏间荷载20kN/m2[2]，随着冷库层高的增加，冷结物冷藏间的荷载有时会达到30kN/m2，结构均布荷载值大，这就意味着楼板的厚度需要增加。

冷库自承重外围护墙与主体脱开，外围护墙从基础直接砌到屋面高度，外围护墙内构造柱和主体之间用锚筋连接，随着冷库层高、层数、总高度的增加，仅采用自承重结构不能满足结构抗震性能的要求，因此冷库外围护墙需要采用更加合理的结构形式 。

2 应对措施

2.1 主体结构的选型

冷库冷藏间采用大柱网、板柱-剪力墙结构体系，跨度在8～12m，单体总长度可达到100m以上，宽度50m左右，建筑四周均布置剪力墙，中间设一道剪力墙，剪力墙外喷涂保温，外围护墙采用框架结构体系，楼板采用有柱帽的预应力钢筋混凝土现浇楼板。

2.2 结构分析和措施

大柱网使得冷库使用空间更大，剪力墙的布置有利于地震烈度高、抗震等级高地区结构计算，满足抗震要求，保证结构安全性；剪力墙外侧喷涂保温，方便施工；剪力墙为预应力楼板的锚固端，为了保证结构的整体性和安全性，每层剪力墙在楼层高度增加连续性暗梁。

楼板采用有柱帽的预应力钢筋混凝土现浇楼板的结构形式，既可以节省空间、满足堆放大量货物的要求、又有利于减小板厚、避免结构超长而产生裂缝。预应力楼板在施工时，通过后张法预先对混凝土楼板施加预压应力。优点是抗裂性好，刚度大，耐久性好，能减轻自重，能提高抗剪能力，抗疲劳能力以及提高构件稳定性。混凝土收缩时产生次拉应力是引起超长冷库开裂的主要原因。在楼板中施加预压应力，可以抵消部分混凝土收缩产生的次拉应力，防止结构出现裂缝。无拈结预应力技术在预应力楼板中的应用是产生预压应力的有效方法。为了在楼板中建立尽可能大的预压应力，预应力钢筋间距和后浇带位置布置要合理。根据混凝土楼板温度应力的分布特点，每个柱距间中段配置间距较密的预应力筋，两端配置间距增大一倍，以减小对中段应力的削弱，在柱距中间建立更大的预压应力；预应力楼板施工时要分段张拉。先张拉整体楼板中段预应力筋，待达到设计强度后，在封闭后浇带，然后再张拉整个楼板两端的预应力筋。对采用无粘结预应力的混凝土平板，混凝土的平均预压应力不宜小于为1.0MPa，也不易大于3.5MPa[3]；预应力楼板中除布置预应力筋外，楼板上部非预应力钢筋需要拉通[4]，混凝土中也需要掺加膨胀型外加剂以减小施工期间混凝土的收缩；以抵抗和控制裂缝的发展。预应力楼板设计时要考虑没有加荷载之前预压应力对其产生的不利影响；设计时还要在每一柱距的边缘设置暗梁。

冷库外墙采用外框架砌体墙，外框架柱与库内承重结构之间每层均应可靠拉接，设置满足结构安全的锚系梁。锚系梁间距最大间距6m，墙角处不宜设置。墙角至第一个锚系梁的距离不宜小于6m[5]。锚系梁应能承受外墙的拉力与压力。冷库设计考虑抗震要求时，外框架柱网不宜大于6m，外墙长度超过4m应设置钢筋混凝土构造柱，楼层处要设框架梁，楼层中间即冷库门上方应加设圈梁。外框架构件要满足抗震性能和结构计算的要求。

3 结论

随着冷链物流产业的发展，超长冷库会越来越多的被提出，超长冷库宜采用板柱-剪力墙结构加预应力现浇楼板的结构形式，外围护墙采用外框架结构体系。

[1]冷库设计规范（GB50072-2010）[S].北京：中国计划出版社，2010：15.

[2]冷库设计规范（GB50072-2010）[S].北京：中国计划出版社，2010：21.

[3]无粘结预应力混凝土结构技术规程（JGJ92-2004）[S].北京：中国建筑工业出版社，2005：20.

[4]混凝土结构设计规范（GB50010-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010：150.

[5]冷库设计规范（GB50072-2010）[S].北京：中国计划出版社，2010：20.

TU249

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1674-6708（2015）144-0173-02