中创新航成都基地电池生产厂房结构设计
摘要：中创新航成都基地，生产区主要由生产厂房、动力站房、原材料库、成品库、危废库等组成。生产厂房长480m,宽84m，建筑高度23.95m，主体三层混凝土框架结构，纵向设两道温度缝，属于超长混凝土结构。主要介绍生产厂房结构设计的关键问题，包括工艺荷载折减、超长结构设计、设计要点、设计质量控制等。
关键词：生产厂房；温度缝；工艺荷载；设计要点；质量控制
1.工程概况
中创新航成都基地，建设地点在成都市龙泉驿区,产能规划为20GWh动力电池及储能系统,规划总用地面积约595亩，总建筑面积 约53万平米，总投资约100亿元。厂区分为生产区和生活区，生产区主要由生产厂房、动力站房、原材料库、成品库、危废库、污水处理站、PACK车间等组成；生活区主要由办公楼、食堂、宿舍等组成。设计工作年限50年，结构安全等级二级，抗震设防类别丙类，抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值0.1g，设计地震分组第三组,建筑场地类别II类，场地特征周期0.45s。基本风压：0.35kN/m2（n=100)；基本雪压：0.15kN/m2（n=100)。
2.建筑特征
生产厂房火灾危险性类别为丙类，建筑物耐火等级为一级。建筑面积约12万平米，平面尺寸84m×480m，柱网9mx12m，主体三层，局部四层，正负极合浆区层高为9.1+8.1+6.4m；涂布机区域层高为11+5.3+7.3m;其它区域层高为7.5+8.8+7.3m。厂房按洁净要求分为洁净区和非洁净区，采用轻质玻镁板进行防火和洁净分隔。屋顶两端设纵向生产辅房，主要为空调机房、排烟机房、补风机房、电梯机房。室内设客梯货梯、楼梯、升降机用于生产使用，室外另设楼梯进行消防疏散，原材料库、结构件库、成品库通过室外连廊与生产厂房相连，进行生产工艺流线布局。外墙为银灰50厚金属夹芯板外挂墙板幕墙，洁净区范围再内挂10厚石膏板，为绿建三星建筑。
3.工艺流程
中创新航自主研发的单体电池，以主流的三元材料或磷酸铁锂为正极，以人造改性石墨为负极生产的矩形电池，具有一定的先进性。产品工艺流程为：正/负极合浆→正/负极涂布→正/负极辊压→正/负极分条→正/负极模切→电芯卷绕→电芯装配→干燥→一次注液→化成→二次注液→封孔、氦检、包装→自放电测试、定容→分选→模阻装配→模阻测试。
比亚迪厂房起火
1.结构特点
中创新航电池工艺布局具有独特性，区别于宁德时代和比亚迪，其集合电芯、化成、模阻工艺一体化，为多层混凝土生产厂房，其结构特点如下：
（1）结构单元长。建筑物纵向长度达480m，由于厂房洁净度要求很高，工艺仅允许设两道缝，最长结构单元有170m，三个结构单元均属超长结构。
（2）建筑层高大。层高普遍在7~9m，局部区域层高达11m，对结构整体分析、幕墙主龙骨设计、楼电梯设计、隔墙稳定设计有较高要求。
（3）工艺荷载大。一层地面工艺荷载在合浆区和辊切区有8t/m2，其余3t/m2；二三层楼面工艺荷载为1.5t~2.5t/m2，屋顶有机房、废弃处理设备基础、输送通道等为1t/m2。
（4）吊挂管线多。根据消防排烟和洁净要求，吊顶层需布置大量排烟风管、洁净风管、电力管线、消防水管等，较汽车厂房机电管线更多。
（5）楼面洞口多。楼面有大量空调风管洞口、升降机洞口等，由于土建施工时设备未招标，后期有很多新加洞口。
（6）有沉降振动要求。在正负极合浆投料区域，设备运行有较大振动；空调、除尘机房设备运行有较大振动；在正负极辊切分切区域，辊压机设备对沉降非常敏感；AGV小车运行区域对沉降比较敏感。
（7）电池工艺复杂、设备繁多，生产厂房建设时一般分为土建包和洁净包两次发包，土建包时仅结构专业图纸为施工图，建筑和机电专业在洁净包时为施工图，结构先设计先施工，对前期荷载规划和后期荷载复核、改造加固提出了较高要求。
5.结构方案
生产厂房集合电芯、化成、模阻工艺一体化，厂房楼面有复杂的功能分区和错层梁板结构，前期须制定详细的结构方案和荷载规划。
（1）生产厂房位于7度区II类场地，主要结构形式有箱型柱钢框架结构和混凝土框架结构，通过经济性对比，选择成本更低的混凝土框架结构。
（2）场地填土层2m~11m，全场地分布，考虑工艺沉降要求，结构柱采用预制管桩基础，中柱为6~8桩承台；地坪采用结构地坪桩+无梁楼盖形式，8t/m2区域地坪桩4x4.5m布置，地坪
板厚500；3t/m2区域地坪桩4.5x6m布置，地坪板厚400，地坪板与承台整浇。
（3）厂房平面尺寸84m×480m，在20轴、39轴设温度缝，地坪及上部结构均设缝脱开，结构分三个单元。单元超长，主体结构计算温度应力取±15度，采用超长设计、施工及材料控制措施，每30-40米设一道连续膨胀加强带，混凝土梁板均添加纤维抗裂膨胀剂。
（4）根据绿建三星要求，采用100年基本雪压和基本风压设计；现浇混凝土采用预拌混凝土；砌筑砂浆采用预拌砂浆；结构梁柱采用HRB400E级钢筋；钢结构采用Q355B高强钢材。当地生产区厂房无装配率要求。
（5）活荷载取值：地坪工艺荷载3t~8t/m2，用于基础计算时折减系数取0.8，用于地坪板计算时折减系数取0.9；楼面工艺荷载及空调机房、配电间荷载1.0t~2.5t/m2，用于基础、柱、主梁计算时折减系数取0.8，用于次梁和楼板计算时，折减系数取1.0;机电管线及吊顶荷载取2.5，可计入恒载不折减。
（6）柱网9mx12m，采用3m网格的井字梁楼板布置，一层柱截面C40-900~1000，二层C35-800，三层C30-700；一二层主梁550x1100，次梁300x1000，屋面主梁400x1000,次梁300x900；楼板160厚，屋面板140厚，楼板钢筋均双层双向通长布置。
6.设计要点
本项目计算软件采用PKPM V5.2进行计算，因软件应用错误导致的质量事故不断，故设计人员必须熟练掌握软件参数设置、控制条件、施工图成图设置等，设计要点如下：
（1）错层处、楼梯处框柱，按短柱配置箍筋（体积配箍率＞1.2%）；需指定角柱，配筋率不同；框架柱用单偏压计算，再用双偏压复核。