多跨帶多吊車門式剛架案例分析

李田田

（山西晉煤集團勘察設計院有限公司 山西晉城 048006）

1 項目立項背景

晉城宏圣建筑工程有限公司與太原煤氣化神龍公司合作年產120萬m2綠色可持續建筑模塊建設項目——1#生產車間工程。本工程位于晉中市榆次區，抗震設防烈度為Ⅷ度。設計使用年限為50年，建筑物耐火等級：二級；建筑使用性質：常溫下使用加工不燃燒物質的生產；火災危險性類別：丁類；總建筑面積：34382.41m2。

另外本工程所處場地屬于濕陷性黃土場地，天然地基的承載力和變形不能滿足設計要求，需要進行地基處理。

2 項目的關鍵要點

2.1 結構形式

本工程建筑高度為16.34m，建筑總長405m，柱距7.5m，牛腿標高12.65m，跨度為21m×4，且車間內每跨擁有2臺5t、4臺16t和2臺20tLD型電動單梁起重機，車間共4跨，總計32臺吊車。吊車起吊高度均為12m。

墻體有兩種類型：巖棉夾芯板墻體和磚墻體。內墻全部采用240厚燒結多孔磚。外墻1.2m以下均采用370厚燒結多孔磚。外墻1.20m以上采用100厚巖棉夾芯板，由專業廠家制作安裝。

如此吊車多、跨數多、牛腿位置高且總長長的式剛架在一般設計中較為少見，且建筑場地屬于八度區，對抗震要求較高。本工程總長為405m，共有57根軸線。根據《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）中表8.1.5溫度區段長度值可知：熱車間和采暖地區的非采暖房屋縱向溫度區段最長可以達到180m。因此本工程需要設縫，考慮設置在19、20軸和38、39軸兩處。在縫的兩側均設置柱間支撐、屋面水平支撐，加強水平受力連接；本工程中除屋面系桿外，在標高12.300m標高處增設一道水平系桿，形成封閉回路，加強整體性；兩面山墻在8.450m標高處另外增設一道系桿，減小山墻柱的平面外計算長度。另外在本工程中還通過設置屋面及墻面隅撐、采用角鋼支撐等措施加強結構整體性和穩定性。

另外本工程車間內部設有層高為3.300m的衛生間和辦公室，墻體采用燒結多孔磚。針對磚和鋼柱的連接節點，參照圖集《晉14G01》第25頁，在鋼柱的外側預焊栓釘，栓釘沿柱豎向高度間隔500一對，磚墻內預留的拉結筋與栓釘點焊，這樣有效的使內隔墻和外墻拉結起來。

總結：

（1）本工程為八度區，對抗震要求較高，輕型門式剛架結構相較于混凝土抗震性能更好。

（2）本工程為單層空曠廠房，層高較高，門式剛架結構在滿足凈空要求條件下，通過增設系桿很好的保證了空間整體性。

（3）主體結構構件在車間內加工，現場負責安裝，施工工期大大縮短。

2.2 地基處理

本工程所處場地位于山西省中部晉中盆地東北側，屬于河流沖擊地貌單元。根據地質勘查報告，本場地屬于濕陷性黃土場地，厚度約為自然地面以下5.5～8.5m；地基土主要有粉土、粉砂及粉質粘土組成，場地地基土不考慮液化及地下水影響。

綜合考慮本工程采用CFG樁復合地基，基礎形式采用鋼筋混凝土獨立基礎。通過計算，CFG樁樁徑選用500mm，樁長16m，單樁承載力特征值約為500kN，可以滿足上部結構承載力計算要求。本車間功能為鋼構件加工，裝修標準較高，因此施工工藝選用噪聲、泥漿污染較小的長螺旋鉆孔、內泵壓混合料灌注成樁形式。CFG樁內部不設鋼筋，主要組成成分包括水泥、粉煤灰、碎石、沙，原料簡單，施工簡便，且施工質量也比較容易控制。

根據《建筑地基處理技術規范》（J220-2012），樁頂和基礎之間應設置褥墊層，且厚度宜為樁徑的40～60%。本工程中褥墊層厚度設為300mm。褥墊層很好的把樁與上部基礎連接一起，使上部結構的力傳至CFG樁基。樁和褥墊層及樁間的土共同作用，相互擠密，形成一個整體，提高地基的承載力，也減小地基變形。

總結：

（1）CFG樁內部不設鋼筋，設計施工都比較簡便。

（2）節約工期的同時，造價較小。

（3）推廣應用情況。

晉煤集團下各個礦都有很多廠房，大多數需要設置吊車，且工期要求短，選用合適的結構形式顯得尤為重要。輕型屋面門式剛架結構是比較流行的廠房結構選型，不僅可以滿足大空間要求，而且塑性發展較好，發生危險可肉眼觀測到，很大程度上杜絕危險發生。

基礎是一個工程最重要的一個部分，選擇合適的基礎形式及地基處理方法，不僅可以使結構更安全，而且在一定程度上縮短工期、減小造價。

本工程為后續的廠房設計積累了經驗，值得大力推廣。

[1]《建筑結構荷載規范》（GB 5009-2012）.

[2]《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規范》（GB 51022-2015）.

[3]《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）.

[4]《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010，2015版）.

[5]《建筑地基處理技術規范》（JGJ 79-2012）.

[6]《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010，2016版）.

[7]《山西省工程建設標準設計》（晉14G01）.