结构设计顾雍舟(精选).docx

防灾立体仓库一． 背景2008年1月10日起在中国发生的大范围低温、雨雪、冰冻等自然灾害。中国的上海、浙江、江苏、安徽、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西、重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆和新疆生产建设兵团等20个省（区、市）均不同程度受到低温、雨雪、冰冻灾害影响。截至2月24日，因灾死亡129人，失踪4人，紧急转移安置166万人。同年发生的汶川大地震共造成69227人死亡，374643人受伤，17923人失踪。是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震，也是唐山大地震后伤亡最惨重的一次。在此我设计了一种预防各种灾害的仓库，包括雪灾、地震、火灾等，可以用于紧急物资的存储，人员的避难。二． 创意该结构放弃了常规的建筑外形，而采用了斜坡屋面的结构，内部用桁架加固，下方用圆柱支撑。建筑的底部相互连接，具有极好的抗震效果。其中桁架采用钢结构，屋面使用C30混凝土，外部使用导热率较小的发泡水泥做保温层。该结构的功用是用作立体仓库，采用几层货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业。这类仓库能最大限度的利用空间资源，因此在发生自然灾害后，能够迅速为受灾地区输送大量救灾物资。三． 结构1. 桁架该结构主要采用了三角桁架结构，桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力，可以充分发挥材料的作用，节约材料，减轻结构重量。三角形桁架在沿跨度均匀分布的节点荷载下，上下弦杆的轴力在端点处最大，向跨中逐渐减少；腹杆的轴力则相反。当有大量积雪压在仓顶时，桁架结构可以极好的承受压力，减少外侧斜柱的变形。桁架的材料选择为钢材。钢结构桁架的优势有：1）节点形式简单。结构外形简洁、流畅，可适用于多种结构造型。2）刚度大，几何特性好。钢管的管壁一般较薄，截面回转半径较大，故抗压和抗扭性能好。3）施工简单，节省材料。管桁架结构由于在节点处摒弃了传统的连接构件，而将各杆件直接焊接，因而具有施工简单，节省材料的优点。4）有利于防锈与清洁维护。钢管和大气接触表面积小，易于防护，在节点处各杆件直接焊接，没有难于清刷、油漆、积留湿气及大量灰尘的死角和凹槽，维护更为方便.管形构件在全长和端部封闭后，其内部不易生锈。因此在寒风暴雪中，该结构既能承受来自上方的压力，也能抵抗来自各个方向的风对墙体的压力。2. 屋面该结构采用了斜坡屋面，外形独特，结构稳定。它有如下优势：1） 采光较一般墙面有极大优势，尤其在我国高纬度地区，不会因太阳高度角过小而影响采光。在雪灾发生，电力中断时，可以起到极好的室内照明效果。2） 排水方便，不会积水。大角度坡面有助于雨水，雪水尽快排出。由于仓库内部储存物资，因此防水设计有助于物资的保存，减少霉变。3）墙面混凝土抗冻减小，合理选择水泥品种、提高混凝土密实度、隔离侵蚀介质；采用减水剂并降低水灰比、减小粗骨料的最大粒径、加强养护推迟受压力水压力作用的龄期；掺引气剂，在混凝土中形成均匀分布的不相连微孔，缓冲因水冻结而形成的压力，掺减水剂并采用低水灰比，提高混凝土密实度。3. 底部抗震结构减轻地震灾害是一项宏大的工程，关系着社会的发展和人类的进步。地震时随机的，不但发生地震的时间、地点是随机的，而且发生的强度、频度也是随机的。要求所设计的工程结构在任何可能发生的地震强度下都不损坏是不经济的，也是不科学的。在建筑物使用寿命期间，对不同频度和强度的地震，要求建筑物具有不同的抵抗能力。即对一般较小的地震，由于发生的可能性大，因此，要求遭到这种较小的多遇地震时结构不受损坏。这在技术上是可行的，在经济上是合理的。对于罕见的强烈地震，由于其发生的可能性较小，当遇到这种情况时，要求结构不受损坏，这在经济上是不划算的。比较合理的做法是，允许损坏，但在任何情况下，不应导致结构倒塌。在此结构中采用了两种抗震设计，可以符合上述要求。1）刚性结构提高抗震性能，通过采用强度极高的混凝土和钢筋，减少建筑物震动时的位移。对于柔性在强风刮过来时，楼的结构也会发生一定的摇动。采取了刚性结构后，摇动大大降低。2）橡胶材料减震，橡胶的这种卷曲的长链分子结构及分子间存在较弱的次级力；使得橡胶材料呈现出独特的黏弹性能，因而具有良好的减震、隔音和缓冲性能。橡胶部件广泛用于隔离震动和吸收冲击，就是因为其具有滞后、阻尼及能进行可逆大变形的特点。在结构中央部分使用了天然橡胶系统的积层橡胶，可以大大减少地震摇晃时结构的受力。4. 火灾防治设计由于仓库对防火的特殊要求，在采用了钢结构的前提下，必须对钢构件进行防火保护，提高构建的耐火时间。钢材虽为非燃烧材料，但钢不耐火，温度500摄氏度时，钢材的强度将降至室温的一半，600摄氏度时，钢材将失去大部分强度和刚度。因此钢结构建筑一旦发生火灾，结构很容易遭到破坏甚至倒塌。无防护的钢结构的耐火时间很短，通常只有10~20分，乃会性能很差。为了提高钢结