全封閉式鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架煤棚設(shè)計(jì)技術(shù)探討

摘 要：隨著儲煤方式的封閉式趨向變化，本文全封閉式鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架儲煤構(gòu)造的設(shè)計(jì)原則，儲煤構(gòu)造結(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與構(gòu)造以及儲煤構(gòu)造設(shè)計(jì)技術(shù)問題進(jìn)行應(yīng)用分析論述。

關(guān)鍵詞：封閉式儲煤；鋼結(jié)構(gòu)；煤棚網(wǎng)架

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.019

1 引言

封閉式儲煤構(gòu)造大部分采納磚石構(gòu)造，木構(gòu)造和混凝土構(gòu)造。儲煤構(gòu)造的分類從受力角度講，有立體受力體系和空間受力體系兩種形式，平面受力體系很簡單包括梁柱體系、門式鋼架體系等。我國最常見儲煤方式是空間受力體系。按體型可分為平板型、柱面型、球面型、錐形型等。按關(guān)閉水平分就是露天式、半封閉式、全封閉式。按資料分就是混凝土構(gòu)造、鋼構(gòu)造、木構(gòu)造膜構(gòu)造、合金構(gòu)造。

2 儲煤構(gòu)造的設(shè)計(jì)原則

（1）儲煤構(gòu)造合理性以及網(wǎng)架構(gòu)造支承的布置。儲煤構(gòu)造的選型應(yīng)根據(jù)修建形式、跨度、支承方式、荷載方式等要求來確定合理懂的儲煤，還要應(yīng)思考網(wǎng)格構(gòu)造下部支承構(gòu)造的互相影響，還要保證構(gòu)造的穩(wěn)定性和安全性。網(wǎng)架構(gòu)造一般是將上弦或下弦結(jié)點(diǎn)擱置在梁、桁架等下部構(gòu)造上，按照不同的擱置方式，可分為邊支承、點(diǎn)支承及混合方式。

（2）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的支承受力。柱面網(wǎng)殼可使用沿四邊支撐、端部橫隔或通過沿兩邊支撐方式。沿兩邊支承的支承點(diǎn)要確保抵抗水平位移的束縛的條件，端部支承橫隔應(yīng)有足夠的平面剛度支撐。儲煤柱面網(wǎng)殼構(gòu)造中大多數(shù)是沿兩邊支撐，當(dāng)端部采用山墻封閉時(shí)也會出現(xiàn)三個(gè)方面的支承的情況。柱形網(wǎng)殼的支承不僅可以直接落地，還可以支承在下面構(gòu)造上。根據(jù)支撐排放位置的不同，可分為單排和雙排支撐。單排支撐是構(gòu)造上弦支撐和下弦支撐是指上下弦同時(shí)支撐。球面網(wǎng)殼一般采用環(huán)向支承形式，其具體又可分為內(nèi)支承，外部支承和內(nèi)外同時(shí)支承。

（3）荷載與應(yīng)用原則。設(shè)計(jì)儲煤構(gòu)造時(shí)應(yīng)考慮風(fēng)載、恒載、溫度和地震對構(gòu)造安全的影響。構(gòu)造受力在荷載作用下的內(nèi)力、位移和必要的穩(wěn)定性計(jì)算，并根據(jù)實(shí)際情況，對溫度、地震、支坐及工作安裝等作用下的位移和受力來進(jìn)行計(jì)算。對比較復(fù)雜體型或懸挑的儲煤構(gòu)造在沒有牢靠的系數(shù)時(shí)宜做風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，來確定體型和風(fēng)壓分布情況；并根據(jù)來自不同的風(fēng)向考慮不同的荷載分量的作用，宜對多個(gè)風(fēng)方向的 風(fēng)效應(yīng)分別進(jìn)行組合。

（4）構(gòu)造桿件的設(shè)計(jì)方面。網(wǎng)架構(gòu)造桿件的長細(xì)比有一個(gè)制度，是容許長細(xì)比大小。創(chuàng)造網(wǎng)格構(gòu)造的桿件截面大小，桿件的長細(xì)比不要超越這個(gè)容許長細(xì)比。關(guān)于受壓的桿件，允許長細(xì)比首要是為了預(yù)防桿件多余細(xì)長度比較好發(fā)生彎曲，而且這個(gè)彎曲度對于壓桿穩(wěn)定性極限承載能力有非常大的影響；關(guān)于受壓的桿件，容許細(xì)長比主要責(zé)任是確保桿件在制作、運(yùn)輸、安裝和使用過程中有足夠的剛度；對于支坐附近處支坐，因邊界條件復(fù)雜有時(shí)會產(chǎn)生變化，要求嚴(yán)格一些。

3 儲煤構(gòu)造結(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與構(gòu)造

（1）結(jié)點(diǎn)起著連接匯交各個(gè)方向桿件、分散和傳遞荷載的作用。一個(gè)合理的結(jié)點(diǎn)必須時(shí)受力合理、傳力明確、制作簡便、易于拼裝、安全可靠。結(jié)點(diǎn)形式的選擇與構(gòu)造體系、受力性質(zhì)、桿件截面形狀、制作工藝喊安裝方法有關(guān)。

拱的構(gòu)造中最重要結(jié)點(diǎn)時(shí)支坐鉸和拱頂鉸，一般可采用板式鉸、栓式鉸臼式鉸或平衡式鉸等形式。拱鉸結(jié)點(diǎn)比一般結(jié)點(diǎn)復(fù)雜，精加工分費(fèi)用也較高。但在溫度變化時(shí)，由于拱鉸處可以轉(zhuǎn)動，所以可以釋放溫度應(yīng)力。

（2）板式鉸時(shí)直接用鋼板和螺栓連接的鉸；臼式鉸具有專門的支坐槽，拱腳的圓形部分放入其中，他通常時(shí)鑄造的額，也可用鋼板焊成，一般用錨栓固定與基礎(chǔ)；平衡式鉸有上下平衡快組成，在平衡快的圓槽中緊密的放置圓柱型輥軸。拱鉸通過底板用螺栓固定在上下平衡快上，要求兩者緊密結(jié)合，下平衡塊用錨栓固定于基礎(chǔ)。臼式鉸或平衡鉸的構(gòu)造比較復(fù)雜，但受力性能好。

（3）實(shí)腹式鋼桁架構(gòu)造結(jié)點(diǎn)，由上弦、下弦和腹桿組成的鋼桁架通常采用連接板將隔桿件連接在一起。結(jié)點(diǎn)板的厚度由桿件內(nèi)力確定，其外形尺寸由焊縫長度或螺栓的排列要求放大樣確定。

（4）鋼管桁架構(gòu)造結(jié)點(diǎn)，鋼管桁架構(gòu)造，則需采用特殊的管桁結(jié)點(diǎn)。這里所述的管桁結(jié)點(diǎn)不用結(jié)點(diǎn)板，空心球或螺栓連接，而是指用鋼管直接相慣焊接的鋼管結(jié)點(diǎn)。在結(jié)點(diǎn)處，在同一軸線上的兩個(gè)主要的桿件相互貫通，其他桿件通過端部相慣線仔細(xì)加工后，可以直接焊在貫通桿件的外表面；非貫通桿件在結(jié)點(diǎn)部位留有一定間隙，也可能部分重疊。

4 儲煤構(gòu)造工作技術(shù)

儲煤構(gòu)造的構(gòu)件和結(jié)點(diǎn)已經(jīng)差不多標(biāo)準(zhǔn)化，現(xiàn)場安裝步揍也比較熟練。構(gòu)造構(gòu)件和結(jié)點(diǎn)一起制作以后，運(yùn)輸?shù)綀龅剡M(jìn)行拼裝。工作裝備的方法時(shí)應(yīng)思考的原因有：屋頂上設(shè)施的裝備情況構(gòu)造的形狀；工作的安全方面和工作時(shí)間的長短；構(gòu)造的跨度和重量；構(gòu)造形式和體型。大跨度儲煤構(gòu)造的工作方法分為三類：組裝法，滑移法和整體成形法。

（1）組裝法。組裝法的基本思想時(shí)將構(gòu)造的桿件或小單元組裝起來，包括高空散裝法、分塊分條吊裝法以及懸臂安裝法。高空散裝法時(shí)最開始的工作方法，就是在構(gòu)造下面搭造腳手架，然后在支架上方搭建工作平臺，將小的部件運(yùn)送到工作平臺上面，然后就可以直接在計(jì)算的位置上進(jìn)行安裝工作。

（2）滑移安裝法?；品ㄊ菍€(gè)別平面零件或者分為條塊的部件在原先設(shè)定的輪滑上滑移帶上設(shè)計(jì)位置，在安裝成整體的工作步揍?；瓢惭b法支承腳手架部件使用部件很少，支架的拼裝節(jié)省了好多時(shí)間，使工作進(jìn)度加快了，工作費(fèi)用降低了。

（3）整體成形法。工作技術(shù)的水平一直在進(jìn)步，顯現(xiàn)了一些時(shí)構(gòu)造整體成形的工作方法。目前使用的整體成形方法包括攀達(dá)穹頂工作法、折疊展開式工作法以及拱桁架工作方法等。攀達(dá)穹頂體系是能彎曲的，在接近地面高度工作，能節(jié)省很多的腳手架數(shù)量。在地上工作，安全性不但得到了保障，還使工作的方法更加方便，生產(chǎn)效率得到大幅度的提高，工作質(zhì)量有了保障，同時(shí)也便于質(zhì)量管理。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).網(wǎng)殼構(gòu)造技術(shù)規(guī)程（JGJ61-2003）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[2]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）[S].北京：中國.

[3]羅堯治.大跨度儲煤構(gòu)造：設(shè)計(jì)與工作[M].07年第1版.中國電力出版社.

作者簡介：孫善乾（1972-），男，山東濟(jì)寧人，副教授，主要從事海洋工程、鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)研究。endprint