李猛
摘要:本文以鄭州新鄭國際機場航空配餐生產(chǎn)樓項目為實例,詳細分析了此類配餐生產(chǎn)型項目的建筑特點。結合特點,文章又探討了設計過程中,結構專業(yè)相應需要注意的問題,并對比一般建筑結構設計內容,總結出了配餐類生產(chǎn)建筑的結構設計要點。
前 言
航空配餐生產(chǎn)屬于機場地勤配套服務項目。其主要面向航空公司,提供機上餐食供應。由于航空餐食的衛(wèi)生標準高、生產(chǎn)流線的復雜,導致配餐生產(chǎn)廠房本身的設計較為繁復。
配餐生產(chǎn)樓主要功能類似一個大型中央廚房,包括食材儲藏、清洗、加工、冷熱廚制作、發(fā)貨。生產(chǎn)流程中集合冷庫、熱廚、垃圾處理、清洗機具、通風排煙等多種設備。這些設備管道繁雜,運行荷載差異大,預留坑洞各異,導致結構專業(yè)在設計過程中容易出錯。又由于工藝設備要求,廠房設置有偏置的局部地下室、架空層等較不常見的結構布置。
(圖一:鄭州新鄭機場二期航空配餐生產(chǎn)樓——剖面圖)
因此,結構專業(yè)工程師在進行此類廠房設計過程中,會面臨較繁雜和極易出錯的情況。為避免設計錯誤,實現(xiàn)多快好省地完成設計任務的目標。本文通過實際項目,總結了航空配餐生產(chǎn)類建筑的結構設計要點。
一、布局與選型的要點
項目實例中,配餐生產(chǎn)樓平面較為方正,柱網(wǎng)尺寸為7.8m?7.8m,橫向、縱向均為9跨,建筑平面布置對結構比較有利??紤]航空限高要求,生產(chǎn)樓一般為3-4層。因此,上部結構采用鋼筋混凝土框架結構為為宜。生產(chǎn)樓設有局部地下室,作為不同設備系統(tǒng)的機房使用。地下室設計與基礎設計需根據(jù)土質條件、上部受力情況進行合理選型。
以上這些內容與一般混凝土框架結構設計相同。下面來介紹配餐生產(chǎn)樓與一般建筑的區(qū)別,以及需要注意的設計要點:
二、整體布局
生產(chǎn)樓首層功能為:收發(fā)貨站臺、收發(fā)貨冷庫、原料庫、清洗間、餐車庫。這些功能區(qū)使用荷載較重,一般取15kN/m2,遠遠大于一般民用建筑使用活荷載。且首層與室外有1m的高差,用于收發(fā)貨物的站臺。
因此,在設計該層的時候。結構宜按一層架空層設計,而不宜采用四周擋土墻,中間回填房芯土,做室內面層的一般建筑做法。一般回填做法,無法承受重荷載的反復碾壓,會嚴重開裂。而采用架空設計,具有三個好處:承受重載荷時,正常工作不開裂;滿足站臺高差需求;架空層下部設備管道維修簡便。
生產(chǎn)樓二層功能為:熱廚房、冷餐加工、面食加工、拼擺加工。工藝流線復雜,功能房間眾多。生產(chǎn)主要設備集中于本層。該層會出現(xiàn)大量帶水房間、設備基坑。因此,在本層結構設計中,需要進行降板,并且要對降板標高和降板區(qū)域進行合理歸并。歸并過程中,還需考慮未來工藝房間的調整變化。如果不進行標高歸并,高低反復變化的樓面,會造成這一層結構施工困難,鋼筋截斷增多,施工質量很難保證。
生產(chǎn)樓中還會經(jīng)常出現(xiàn)有水房間位于機電機房上部的情況。對于有嚴格防水要求的機房(如消防控制室),在建筑布局無法調整的情況下,結構需合理布設夾層結構,實現(xiàn)與帶水房間的隔離。
三、基礎選型
生產(chǎn)樓為局部地下室。因此,選擇基礎形式時,首先需注意采用“相同地基形式”及“相同基礎形式”。即盡量避免天然地基與復合地基的混用,及不同基礎形式的混用。這樣是避免產(chǎn)生過大的沉降差。
其次,需注意基礎之間的高差和間距。由于地下機房層高較高,地下室部分的基礎埋置深度會較深。因此,相鄰跨如果采用獨立基礎,則需要考慮加深基礎埋深。
材料選用
生產(chǎn)樓在材料選擇上,也有其自身特點。首先,由于層高較高,采用較薄的砌體填充墻容易失穩(wěn)破壞。所以,綜合考慮施工速度及質量,內隔墻宜采用加氣混凝土條板。
其次,降板地面采用輕集料混凝土回填。但是由于樓內大部分面積,均有重載,所以輕集料混凝土強度要足夠。且由于樓內有水房間較多,輕集料需選擇閉孔集料。避免存水造成的細菌滋生。
最后,對于熱廚房這種大面積有水房間,宜采用防水混凝土,避免污水滲透污染下方的潔凈房間。
四、結構荷載
生產(chǎn)樓樓蓋荷載遠大于一般民用建筑。這些荷載包括:較厚的面層回填、大型設備、貨物堆架、較大的使用活荷載等、屋面冷卻系統(tǒng)、排風排煙設備。因此,在進行樓蓋設計時,需考慮較大尺寸的構件,并且要仔細核對各個專業(yè)的設備荷載,避免丟落荷載。
樓內一般采用貨運電梯進行豎向運輸。而貨運電梯作用在結構上的上部集中力遠大于客運電梯。所以需要設計前期掌握較準確的荷載參數(shù)及布置。如果設計過程此數(shù)值估計過小,后期改造將非常困難。
五、計算模型
計算模型中,需要按多塔考慮若干出屋面的功能房間。否則在計算扭轉位移比時,會出現(xiàn)不合理且無意義的結果。
樓內夾層房間、屋面小房間及電梯井道,常會立柱于框架梁上。因此這些梁需要按轉換梁來進行計算和設計,滿足構造要求。在計算模型中需要設置為轉換梁。
六、繪制圖紙
由于生產(chǎn)樓與工藝、設備專業(yè)聯(lián)系緊密。結構留洞、升降板很多。因此為避免出現(xiàn)錯漏碰缺,結構在所繪圖紙中應單獨繪制模板圖。用以詳細表達構件關系、開洞情況。而一般民用建筑,不會單獨繪制此圖。
七、結束語
綜上所述,航空配餐生產(chǎn)樓的設計遵循一般鋼筋混凝土結構設計思路。只是由于其自身的功能特點,在結構選型、荷載、材料等方面,與常見民用結構存在差異。如果在實踐過程中,注意到文中所述的設計要點,此類項目的結構設計并不困難。
針對航空配餐生產(chǎn)樓這種功能復雜的項目,建議結構專業(yè)工程師,深度參與前期方案;綜合考慮結構經(jīng)濟性、可行性;注重細節(jié)、縝密考慮,多與其他專業(yè)溝通(尤其是工藝、暖通)。最后的設計成果,一定會取得滿意的收效。