崔伟寿

和谐设计基于各方面和各专业的融合，和谐设计应是适度、适当、相辅相成的。建筑结构和谐设计与各方面及其各专业关联密切，设计应遵守国家现行规范和标准，设计应与设计手册和谐、与环境及客观实际和谐。

1.设计概况

本项目位于连云港出口加工区内，东侧为云杉路，南侧为规划路，西侧为云祥路，北侧为云阳路，拟建于江苏锦达保税仓储服务有限公司租赁场址，场地平坦，道路通畅，交通便捷，水、电等基础设施完好，地貌单元属于海积平原，地层分布较稳定，平均海拔大约在3m～5m[1]。

建筑结构设计主要工程内容包括混矿厂房及辅助用房等。其中，混矿厂房为30m+33m+30m 的三联跨单层钢筋混凝土柱钢屋盖排架结构，长188.08m，宽93.48m，高13.5m，总建筑面积18135m2。

2.建筑结构与工艺设备的和谐设计

工艺设备与建筑结构和谐设计是该项目和谐设计的重中之重，主要工艺设备的选择对建筑结构设计影响突出，设计中建筑结构与工艺设备及有关方面进行了积极合作，经过多次优化确定了技术经济较为合理的工艺设备方案。项目总投资（含铺底流动资金）由最初的1.5 亿元以上降到0.8 亿元以下，提高了本项目的盈利能力和抗风险能力。

调研三次初步设计方案，工艺设备选择与建筑结构和谐设计细节如下：

（1）第一稿初步设计：工艺较为复杂，主要设备选择抓斗吊及皮带廊皮带机，皮带廊及车辆交通运输所占空间较大，仓容相对较小，建筑结构方案为地下深矿仓厂房，建筑高度较大，深基坑支护，降水等施工难度大，技术经济合理性最低，投入产出效益最低。

（2）第二稿初步设计：工艺较为复杂，主要设备选择铲运车及皮带廊皮带机，皮带廊及车辆交通运输所占空间较大，仓容相对较小，建筑结构方案为地上矿仓厂房，建筑高度较大，局部深基坑需支护、降水等，技术经济合理性较低，投入产出效益较低。

（3）第三稿初步设计：工艺较简洁，主要设备选择铲运车及翻堆机，车辆交通运输所占空间较小，仓容相对较大，建筑结构方案为地面矿仓厂房，建筑高度较低，无深基坑支护，降水等施工困难，技术经济合理性较高，投入产出效益较高。

铜精矿混矿生产线属原料混配作业，在设计上要求技术先进，生产可靠，市场竞争力强。根据智利或秘鲁的铜矿石性质及国外混矿厂的相关运行情况（国际混矿行价约9US$/t），从业主的利益和工艺技术的要求为出发点，设备选择将遵循下列原则：

（1）工艺设备选择宁简勿繁，设备规格宜大型化，以适应混矿加工厂的生产要求，便于管理，提高劳动生产率，并减少厂房空间和投资。

（2）要求设备性价比高、可靠、高效，以保证顺利投产和正常持续稳定生产。

（3）主要设备按其在生产过程中的作用，考虑了不同的波动系数或安全系数。

（4）新选设备要利于采购，备品备件供应渠道畅通，以保证设备的完好率和运转率。

主要工艺设备选择：新建混矿加工厂的主要目的之一是为金川公司铜冶炼厂提供充足的原料供应，同时，可将原料混配工艺前提，降低生产经营成本。

主要工艺流程设计：通过保税流程后运输来的铜精矿原料，按照品质分为优质矿和复杂矿，在混矿厂房可实现分别堆存。铜精矿来料方式不定，或散装，或集装箱，混矿厂房可同时满足散装物料和集装箱物料的卸货作业，其中，散装物料直接卸至混矿厂房原料矿仓内，集装箱物料通过厂房内的电动葫芦将吨包料提升人工破包后，再卸至混矿厂房原料矿仓内。

正常生产时，铲运车先将优质矿和复杂矿按比例堆配成条形料堆，翻堆机再沿着条形料堆进行翻混作业，最后，由铲运车将混配后的成品铜精矿或者堆入成品矿仓内，或者直接装入自卸式汽车外销。

综合以上，该项目设计任务已基本完成，工艺设备选择与工艺流程及其建筑结构的和谐设计再调研，对该项目的实施及效益尤为重要。

3.建筑空间和谐设计

仓储加工项目和谐设计，物流周转要突出“快”，工艺设备选择相应要简洁，再结合当地场地条件等，建筑空间高度要尽可能“低”、跨度要尽可能“小”。

工业厂房应符合模数制，建筑空间和谐设计贵在尺度适当。主厂房为30m+33m+30m 的三联跨单层钢筋混凝土柱钢屋盖排架结构，长188.08m，宽93.48m，高13.5m。其主跨33m，跨度略偏大3m，对上部结构屋架经济合理选型影响较大。主要生产工艺设备选择有：自卸汽车、翻堆机、铲运机等。其中，自卸汽车和铲运机的正常装卸工艺流程（高度）和堆矿高度，对建筑空间高度及矿堆挡墙高度等设施的和谐设计影响相对较大。“高、大、全”的设计追求不符合本项目的性质和特点，堆矿高度、建筑高度技术经济合理性的调研尚有较大空间。

4.地基基础和谐设计

上部结构与地基基础是共同的空间工作关系，建筑地基基础和谐设计应结合场地岩土工程条件和上部结构的层数、高度、跨度及荷载分布类型等综合确定。

该项目拟建于江苏锦达保税仓储服务有限公司租赁场址上。主要建筑物处于地形平坦的海积平原软弱地基上，地层分布较稳定。场地岩土工程条件详见工程地质勘察报告。勘察表明，场地基底各土层水平向分布较为稳定，土体强度变化不大，但垂直向土体差异较大，土层种类较多，均匀性差。

4.1 地下水埋藏条件

本地区地下水主要为赋存于第四系松散沉积物中的潜水，补给来源为大气降水和地表水，排泄主要为蒸发和径流。地下水稳定水位为0.50m～0.95m，据连云港地区水文地质资料，连云港市最高洪水位（85 国家高程基准）3.50m，年平均水位1.35m，水位变化幅度随季节变化，变化幅度为0.50m 左右。

4.2 设计参数

抗震设防烈度为7 度；基本地震加速度值为0.10g；设计地震分组为第三组；建筑场地类别属Ⅲ类场地；结构的安全等级为二级；地基基础设计等级丙级；设计使用年限为50 年；抗震设防类别丙类。

根据当地施工经验及场地土层工程地质特性，荷载较重大子项结合成桩工艺特点、工期要求等，可选混凝土预制管桩基，桩长约24m，桩经0.4m，壁厚0.12m，单桩竖向极限承载力标准值（概算）为1065kN，持力层为第4 层～第7 层黏土层，桩的极限端阻力为2300/2500KPa，极限侧阻力为85/80KPa。单桩竖向极限承载力特征值应由载荷试验确定。

其他荷载较小子项基础采用浅基础，对第2 层淤泥质黏土和第3 层淤泥应进行相应地基处理。根据当地施工经验及场地土层工程地质特性，混矿厂房地基采用粉喷桩对软基进行处理，桩长约15m（水泥50kg/m），桩经0.5m，桩距1.5m，复合地基承载力特征值（130KPa ≤fak ＜160KPa），应由载荷试验确定。粉喷桩顶部均宜设1m 左右厚的整片砂石土换土垫层（褥垫），地基承载力特征值（160KPa ≤fak ＜200KPa）应由载荷试验确定；辅助用房采用天然地基浅基础，基底设800mm 厚砂石土换土垫层，地基承载力特征值（60KPa ≤fak＜80KPa）应由载荷试验确定。

综上，结合项目的性质和特点及其场地岩土工程条件等，上部建筑宜轻型化，仓储加工运输要求均为重载地面，地基设整片换填垫层，上设构造筏板混凝土地面一体化更为和谐。

5.上部结构构件和谐设计

该项目结合场地岩土工程地质条件，屋面采用轻型钢结构，由于主跨大于30m，采用了梯形角钢屋架，如优化为轻型钢管屋架，建筑空间高度可减小0.5m，可减少近万立方米的建筑体积；还可减小风载的效应，提高结构的抗力效应；轻型钢管屋架重量较轻，可节约钢材200t 左右，节约投资数百万元以上。另外，该项目位于连云港滨海潮湿地带，加之混矿生产粉尘飞扬及雾化降尘反复。实践证明：钢管屋架圆形截面体表面积比小（1 倍），在湿度较大的厂房内防腐较好，耐久性损伤较低；在粉尘较大厂房内不易积灰集水，可大大减少积灰作用。

综合堆矿及其生产工艺设备选择，为防止机械碰撞损伤作用等，上部结构墙柱选型均为钢筋混凝土构件，结构体系整体稳定性较好，具有较好的抗侧力刚度和抗碰撞作用，还考虑了更和谐的活动装配式挡墙设计。

6.结语

通过连云港出口加工区铜精矿混矿项目设计调研，为了该项目更和谐的设计，探索了潜在效益较大的几个主要方面。工业建筑的和谐设计，关系到投入产出的经济效益；民用建筑的和谐设计，与千家万户的方方面面息息相关。科学发展、探索创新、和谐设计有待我们设计人员及有关方面的共同努力。