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大跨度冷库结构 “解题方案”:持续低温环境与缓粘结预应力无梁楼盖结构体系的共生故事

作者:兆福基缓粘结 来源: 日期:26-07-06 人气:430

北京鲜活农产品流通中心作为北京重点民生工程,这座大型冷库肩负着保障首都果蔬肉品供应、平抑物价、稳定民生供需的重要使命。项目二期两座冷库总建筑面积高达 32 万平方米,整体主体结构建设周期被压缩至短短 10 个月,施工节奏十分紧张。

冷库投入运营后,内部需要常年维持-25℃超低温环境,极端低温对混凝土耐久性能、整体结构长期稳定性、使用寿命与安全冗余提出严苛考验,预应力材料的低温适应性、长期稳定性更是硬性门槛。

不少同行十分好奇:

1.项目为何最终选用无梁楼盖结构体系?

2.何以又加入了预应力技术

3.多种预应力工艺同台较量,缓粘结技术凭什么脱颖而出?

4.供应过程中,又经历了怎样的过关斩将?

接下来的系列文章,跟着兆小通一层层拆解背后的故事。

本期,随兆小通一起探寻为什么是无梁楼盖体系,又为什么采用预应力技术呢?


一、为什么选用无梁楼盖结构体系?

实际工程落地与长期使用过程中,无梁楼盖结构体系始终深陷安全争议的困境,各类坍塌、楼板开裂、挠度超标等工程事故频发,屡见不鲜。正因频发的安全隐患与质量通病,业内不少结构设计师在方案选型阶段都对其避之不及,无梁楼盖体系一度成为大跨度楼板设计中“好用却不敢轻易用”的争议型结构形式。本工程却反其道行之,选用了无梁楼盖结构,这是怎么回事儿呢?


1、想要超大囤货库容,叉车跑不开怎么办?

项目面临第一道现实难题:本项目属于菜篮子配套冷链仓储工程,业主对货物存储规模要求高,结构必须采用大柱距,柱距设定为12米,传统梁板体系纵横主次梁外凸明显(图1),既压缩实际堆放空间,叉车转弯往复装卸作业时也极易发生剐蹭磕碰,运营使用弊端突出。

无梁楼盖体系恰好针对性化解该痛点,取消外露梁体,顶板整体平整规整,可适配大柱距排布,腾出完整开阔空间,既满足大批量囤货需求,也为叉车顺畅作业创造有利条件。



2、常年零下低温运行,结构冻裂早衰怎么破?

第二个棘手难题接踵而至:冷库常年处于低温运行状态,特别是屋面楼板内外温差巨大。若采用传统梁板结构,梁、板交接位置易出现应力集中,混凝土在温差收缩、干湿交替作用下极易生成微细裂缝;水汽渗入缝隙后遇低温结冰膨胀,反复胀扩裂缝、锈蚀钢筋,严重削弱结构长期耐久性,很难抵御长年冻融循环破坏

对比来看,无梁楼盖整体板面连续平顺受力分布更为均衡,相较传统梁板结构能有效减少应力集中,从基础层面降低局部开裂风险,初步适配冷库低温服役环境。


3、要极致内部净高,管线保温无处安放怎么办?

第三个设计矛盾随之暴露:冷库顶板需整体敷设保温层,还要布设制冷风管、冷媒管道等大量设施,传统梁板结构的梁身会占用可观竖向高度,挤压室内有效净高,最终大幅降低仓储利用率。 

应对思路清晰明确:采用无梁楼盖可彻底规避梁体占位问题,结构竖向尺寸仅为楼板厚度,充分释放室内净高;顶板表面平整顺滑,便于保温构造、各类管线整齐排布与现场施工,是提升内部使用空间利用率的绝佳选型(图2)



4、要极致内部净高,管线保温无处安放怎么办?

最后一道工期压力难题迎面而来:本项目作为民生菜篮子重点配套工程,主体结构建设周期不满10个月,投资方对投产节点要求紧迫,迫切需要冷库快速建成投用。传统梁板体系支模搭设主次梁钢筋绑扎工序繁杂,施工环节多、周期偏长,难以匹配提速建设的目标。

反观无梁楼盖模板构造简单,钢筋布设工序精简,整体施工效率更高进度可控性更强,天然契合项目抢工期的建设诉求。

一路闯过空间低温净高工期四道难关,综合大跨度仓储需求、低温耐久使用、最大化室内净高、短期快速投产四大核心诉求,多方方案反复对比论证后,团队初步敲定以无梁楼盖作为主体结构基底。


二、何以加入预应力技术呢?

然而,常规钢筋混凝土无梁楼盖结构,长期承受楼面重载易产生裂缝,低温工况下耐久性能不足,同时大跨度楼板挠度控制难度大、柱节点冲切承载力偏弱;再叠加低温环境抢工期带来的施工管控压力,怎么办?

预应力技术——更适配

相比于普通钢筋混凝土无梁楼盖,预应力技术对楼盖性能实现全方位升级:

1、整体预压状态能够约束混凝土微裂缝发展增强板柱斜截面抗拉能力,显著改善板柱结构最薄弱的柱边冲切脆性破坏问题,大幅提升节点安全储备;

2、预应力可有效抵消混凝土干缩与低温温差产生的拉应力,解决超长楼板温度收缩开裂难题,将传统普通楼板约50m的伸缩缝间距提升至80~120m,仅通过后浇带即可释放变形,减少永久伸缩缝带来的渗漏隐患与构造复杂度;

3、借助高强钢绞线高效受力的优势大幅提升抗弯性能,同等跨度条件下可将板厚减小60~100mm,有效压缩结构占用高度、提升室内净高;

4、通过施加预压应力有效抵消楼板荷载弯矩,从根源抑制裂缝开展,使结构在正常使用工况下基本保持不开裂状态;

5、利用预应力反拱效应抵消竖向变形,显著减小楼板挠度、精准控制下垂变形;

6、在7.5m以上大柱距工况下,预应力楼盖整体配筋量更低,跨度越大综合经济效益优势越显著,完美适配现代冷库大跨度、重载、低温、高耐久、高空间利用率的建设需求。


三、总结

综合上述六项核心性能优势不难看出,预应力体系精准补齐了普通钢筋混凝土无梁楼盖的全部先天缺陷:

既解决柱边冲切薄弱楼板易开裂挠度过大等结构安全痛点,又针对性化解冷库低温温差开裂超长楼板伸缩缝渗漏难题,同时实现减薄板厚抬高净高节约钢筋优化造价等多重收益,还能适配项目低温赶工的建设节奏,预应力无梁楼盖体系俨然成为最优解

不过,预应力技术种类繁多,多种预应力体系为何独选缓粘结?材料供应中还经历了哪些曲折的幕后故事?

更多选型细节与攻坚故事,兆小通后续为您细细讲述,更多精彩且看下回分解


撰文|李彤

编辑|孔蓉

审核|梁叶


关于兆福基

北京兆福基新材料科技发展有限公司是工程领域集研发、制造、设计、施工、检测与技术支持为一体的北京市“专精特新”及高新技术企业,是致力于为客户提供各种新型的预应力技术与产品、预应力设计与施工、深度的材料研发、检测及技术支持的整套服务体系的行业成熟企业。ZFJ-RPS缓粘结预应力技术体系开拓了在国内铁路桥梁、市政公路、水利输水隧洞、工业筒仓、大型公共建筑等领域的首次应用。

      截至目前ZFJ-RPS缓粘结预应力技术体系已在铁路、公路、市政多条线路的桥梁、多个工业筒仓以及多项大型公共建筑工程中得到广泛应用。该技术对动荷载大、疲劳效应突出或侵蚀性较强的各类大跨度预应力结构,尤具有显著的技术与经济优势。

应用领域

铁路与公路桥梁工程:适用于桥梁T形梁、箱型梁等梁体及桩体。可用于横向筋、竖向筋、纵向筋。

市政工程:应用于地铁、综合管廊、道路等超长结构墙体、板等需抗裂部位。

水利工程:适用于坝体、地下工程等大跨重载区域混凝土梁、板等结构。

海洋工程:适用于极端恶劣环境下的预应力混凝土结构。

特种工程:适用于筒仓、水池、核工业燃料储存工程、抗震试验台等结构。

工业与民用建筑工程:适用于机场航站楼、铁路站房、大型场馆与广场、办公楼等大跨预应力混凝土结构。

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