中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)計(jì)院，江蘇 南京 211102

1 工程概述

蘇州某單層工業(yè)廠房（閥廳）建筑尺寸為183m×25m（長(zhǎng)×寬），總高度為14m，建筑面積為4575m2。閥廳內(nèi)部設(shè)有4m寬參觀走廊，室內(nèi)根據(jù)安裝需求設(shè)置單軌吊，用以安裝閥組。屋面為現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面，屋頂放置各類設(shè)備外機(jī)（水冷外機(jī)+暖通大型空調(diào)室外機(jī)），平面布置見(jiàn)圖1。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，屋頂設(shè)備自重很大，對(duì)建筑物梁、柱及基礎(chǔ)影響較大。建筑物危險(xiǎn)性分類及耐火等級(jí)為丁類，結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)使用年限為50年，抗震設(shè)防烈度為7度，建筑場(chǎng)地類別為Ⅲ類。且屋面板上放有大量設(shè)備，荷載較大，顯然不能采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。對(duì)于承重柱，有兩種方案，一種是采用鋼筋砼柱，另一種是采用鋼柱。屋面梁體系需采用鋼結(jié)構(gòu)。

圖1 工業(yè)廠房平面布置圖（單位：mm）

3.1 三種結(jié)構(gòu)形式

（1）鋼框架。梁柱剛接，柱腳剛接，屋面體系采用壓型鋼板非組合屋面板，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)鋼框架結(jié)構(gòu)適用的經(jīng)濟(jì)跨度不超過(guò)15m，否則就會(huì)造成鋼梁截面過(guò)大，成本高。（2）混凝土柱+管桁架結(jié)構(gòu)。梁柱鉸接，柱腳剛接，柱子采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，集混凝土柱壓彎承載力強(qiáng)和鋼結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，但采用混凝土柱后，墻面縱向梁

2 設(shè)計(jì)荷載

①屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值。該工程屋面為結(jié)構(gòu)找坡，屋頂放有大量設(shè)備及其基礎(chǔ)，其荷載效應(yīng)按屋面恒荷載來(lái)考慮，屋面恒載不小于15kN/m2。②活荷載標(biāo)準(zhǔn)值。該工程屋面為上人屋面，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取2kN/m2。③風(fēng)、雪荷載。按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009—2012），50年一遇基本風(fēng)壓為0.45kN/m2。④地震作用。該工程為7度區(qū)，水平地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，按7度區(qū)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，按8度區(qū)標(biāo)準(zhǔn)采取抗震措施。⑤吊車荷載。該工程閥廳內(nèi)擬設(shè)置1臺(tái)5t電動(dòng)單梁起重機(jī)。

3 結(jié)構(gòu)選型

建筑物最大跨度為25m，上部為鋼筋混凝土屋面板，也為鋼筋混凝土梁，墻面體系為240厚磚砌墻體，需要鋼筋綁扎、支模、澆筑、養(yǎng)護(hù)、粉刷等工序，施工周期長(zhǎng)，交叉施工能力差，嚴(yán)重影響工期，并會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾，不環(huán)保。（3）鋼柱+管桁架結(jié)構(gòu)體系。管桁架承載能力強(qiáng)，適合大跨越，鋼柱承載能力高，受力可靠，且采用鋼結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)“工業(yè)化生產(chǎn)，裝配式施工”的綠色施工理念，施工速度快，交叉作業(yè)能力強(qiáng)，便于縮短工期。三種結(jié)構(gòu)型式比較見(jiàn)表1。

表1 三種結(jié)構(gòu)形式比較

結(jié)合該工程跨度大、屋面荷載大這一實(shí)際情況，可發(fā)現(xiàn)屋面梁顯然不適合采用實(shí)腹式鋼梁，因此鋼框架結(jié)構(gòu)體系在該工程中不予考慮；該工程工期為12個(gè)月，土建工作量大，而該建筑物作為該工程中的關(guān)鍵性建筑物，短工期是工程能夠順利投運(yùn)的關(guān)鍵性保障。若采用混凝土柱，施工易受天氣影響，主體結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)不能同時(shí)開工，施工速度慢，且自重較大，會(huì)對(duì)軟弱下臥層產(chǎn)生不利影響。綜合考慮工程重要性、造價(jià)、經(jīng)濟(jì)、施工速度、工業(yè)化程度等因素，該工程推薦采用鋼柱+管桁架結(jié)構(gòu)體系，雖然造價(jià)相對(duì)偏高，但施工速度快，所需人工少，基礎(chǔ)造價(jià)相對(duì)較低，綜合經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較好。

3.2 屋面梁體系

根據(jù)上述分析，屋面梁采用管桁架結(jié)構(gòu)體系，上下弦桿擬采用方鋼管，斜腹桿和直腹桿也采用方鋼管，節(jié)點(diǎn)為相貫節(jié)點(diǎn)，梁高暫定為2.5m（最高處）。上弦桿之間與鋼次梁（H型鋼梁）采用鉸接，次梁間距為2m，下弦桿之間設(shè)置五道縱向支撐，管桁架梁部分節(jié)點(diǎn)見(jiàn)圖2。

圖2 管桁架立面圖（單位：mm）

3.3 屋面板

屋面板選用壓型鋼板為底模的非組合樓板，屋面板厚120mm，壓型鋼板垂直于次梁方向進(jìn)行鋪設(shè)，要求次梁間距不得超過(guò)2.5m，否則將須搭設(shè)臨時(shí)支撐。

這種屋面板施工時(shí)不需要搭設(shè)滿堂腳手架，利用壓型鋼板本身的剛度支撐混凝土重量，施工速度快，節(jié)省工期。

4 結(jié)束語(yǔ)

該工程單層工業(yè)廠房建筑跨度為25m，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮工程本身對(duì)工期、抗震性能、環(huán)保、基礎(chǔ)、造價(jià)等因素的需求，閥廳部分宜采用鋼柱+管桁架梁形式，屋面采用壓型鋼板混凝土非組合屋面板結(jié)構(gòu)體系，具有自重輕，工期短，造價(jià)合理的優(yōu)點(diǎn)，可使其綜合效益達(dá)到最優(yōu)。