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全封闭式钢结构网架煤棚设计技术探讨张勇

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第7期作者：张勇

[导读] 摘要：当前储煤结构随着时代的发展而不断进行着相应的变化。

        新疆天业集团有限公司新疆维吾尔自治区石河子 832000
        摘要：当前储煤结构随着时代的发展而不断进行着相应的变化。全封闭式钢结构网架煤棚的设计，不仅更加贴合于人们的生活实际，同时还更加体现出结构设计和建筑等方面的进步和创新。通过此结构的研究，为当前环保建设提供了良好的创新和转型思想。
        关键词：全封闭式；钢结构；网架；煤棚；设计
        引言：在现阶段的技术条件支持下，建筑钢结构网架安装的施工工艺相对复杂，工程质量控制的难度较大。为了最大限度地保证建筑钢结构使用质量的安全与可靠，就需要在遵循“因地制宜”基本原则的基础之上，就各类适应性的建筑钢结构网架安装技术做出规范。
        1储煤棚结构设计的基本原则
        封闭式储煤构造大部分来说主要采用钢筋混凝土及钢结构完成。从构造形式来看屋盖一般采用网架/桁架/门架/气承膜等，不同结构形式特点不同。其中网壳因良好的空间性及耐久性为本地区常用的屋面结构形式。
        1.1构造合理性以及网架构造支承的布置
        储煤棚结构的建设应满足当地的施工环境以及建筑结构的基本设计要求。在此过程中要着重对结构形式、跨度合理及经济性以及支撑方式进行重点考量。
        1.1.1外形曲面的选择
        在结构几何外形选择时，应根据实际工程中的主要载荷及效应综合确定。常见的形式有三心圆柱面网壳及圆柱面网壳。正放类网壳结构在均匀分布的屋面恒荷载作用下，杆件内力分布比较均匀；反之弯曲应力可能对结构局部产生较大影响，圆柱面网壳属于典型的正放类网壳。三心圆柱面网壳与圆柱面网壳相比，一方面可提高空间的利用率，另一方面在风荷载作用下受力性能较好。在风荷载作用下三心圆柱面网壳呈现门式刚架的受力性状，但在屋面荷载作用下它的受力却较不均匀。
        1.1.2合理跨度及经济性
        料棚结构的单平米造价决定于当地抗震设防烈度、风荷载、维护结构及自身的结构体系。

        1.1.3支撑形式
        煤棚柱面网壳结构的支座节点的自由度数和约束程度，必须与实际结构的支座形式和支承条件相一致，否则整个结构设计的安全性、经济性均得不到保证。一般为，支撑于连续地基梁时为固定约束；支撑于框架柱时为弹性约束。对于不同形式的支座节点构造，应做恰当的节点计算模型假定。平板支座及橡胶支座应根据约束情况合理确定自由度。
        1.2荷载与应用原则
        在进行煤棚的实际设计过程中，除了要考虑到自身安全性和稳定性之外，还要着重考虑到外部环境相关因素对煤棚设计的干扰效果。例如，要根据风力状况以及温度条件合理确定结构布置。例如风载作用下，柱应考虑拉拔力工况下的抗剪问题；优化设计过程中，按内力包络计算，混凝土柱及配筋不尽合理，可针对性抽取不同工况组合下不利荷载进行验算。
        1.3构造杆件的设计方面
        网架构造杆件应合理控制规格及长细比的大小。对于受压较大的杆件来说，通过对长细比进行严格的把控，能够更好的适应偏移和弯曲。对于在支点或是支座部分的杆件，此方面的要求则会更为严格。
        2储煤构造节点设计与基本构造形式
        2.1节点起着连接汇交各个方向杆件、分散和传递荷载的作用
        一个合理的节点必须要具备一定的受力条件，并在实际使用的过程中要能够计算出合理的传力方式和基本数据，安装和操作都要便利，最终的结构设计也要符合安全性和稳定性的基本要求。节点形式的选择与构造体系设计有着直接的联系。
        2.2支座节点合理设计
        结构与基础的连接区简化为支座，支座节点是网架结构与下部支承结构联系的纽带，也是整个结构中的一个重要部位。一个合理的支座节点必须是受力明确、传力简捷、安全可靠，同时还应做到构造简单合理，制作简单方便。按其受力特征分为五种：活动铰支座，固定铰支座，滑动支座，固定支座和弹性支座。一般工程中均为弹性支座，其在提供反力的同时产生相应的位移，也可提供转动约束。支座的刚度取决于相邻部分的刚度，当支座刚度远大于或远小于该部分的刚度时，弹性支座则向前四种理想支座转化。
        3钢结构网架屋面施工技术分析
        3.1钢网架的制作
        在落实钢网架制作过程中，应当基于建筑施工图纸确定荷载传导部位，这样才能够为整体网架荷载力搭建稳定渗透的平台。同时，优化主要网架材料，确保整体参数与强度满足实际荷载传递需求，如此才能够确保后续工作落实完善。
        （1）螺栓球制作
        在展开螺栓球制作过程中，应当明确具体材料选用型号，在进入工厂加工之前，更应当针对钢材进行全面校对审核，确保整体钢材满足使用需求，才能够针对钢材条件进行切割。其次，对于钢材零件应当进行称重分析，确保整体进入加热环境内部具备细致模型加工的条件后，依据实际使用尺寸和参数进行毛坯加工，确保整体材料不存在裂缝等影响条件，才能够进入加工车床进行细致打磨处理，待工作完成之后，再次检查质量，确保钢印落实准确，这样便能够在后续工作环境中细致区分部位安装条件。
        （2）锥头和封板制作
        锥头工艺流程与螺栓球相似，但在材料的选用上更加严格，并且在材料加热之后，针对模具的选用通常为碗装，这样才能够确保整体锥头材料应用环境具备稳定性。其次，在封板制作工程中，其材料选用与锥头相同，并且还要将自身刚才也行与杆件保持一致，这样才能够确保在实际功能使用过程中，针对环境的变化影响参数不会出现硬性破坏的状况。在展开机床加工弫中国，应当确保封板坡口与锥头条件相吻合，并留出焊缝尺寸空间。
        （3）高强螺栓制作
        作为构建连接的主要元件，首先在钢材选用方面必须满足实际荷载承受力度要求，同时还应当利用滚压、锻造、搓丝等工艺进行反复加工处理，制止材料强度满足需求级别，才能够应用到后续工作环境内部，并针对性提供螺栓加工条件。
        3.2油漆涂刷工作
        钢网架屋面结构体系零件制作结束后，应当针对零件进行细致的油漆涂刷工作，如此既降低了钢材受环境腐蚀的影响，更能够为整体网架环境提供良好的视觉感官基础。
        钢架在进行焊接的时候，会预留出五厘米的长度，所以在进行涂料的涂刷工作时，要首先对于预留的五厘米进行涂刷，并且由于油漆在湿润的环境下不易风干，所以要尽可能的保持钢网架存放的区域干燥，温度要保证在五摄氏度左右，这样才能在最大程度上减少油漆风干的时间，达到理想的涂刷效果。
        3.3钢结构网架屋面施工安装技术
        螺栓球网架安装采用满堂脚手架安装法。该方法安装工人站在事先搭好的操作平台上工作，一组节点单元的逐个组装，利用杆件拉连，逐点形成刚度的整体，优点是不需要大型起吊设备，克服吊装过程中的构件变形，可随时检查轴线位置和调整尺寸偏差，人身安全得到保证。其具体安装工艺：基础预埋、操作平台搭设、材料清点、安装、调整、支座固定、支托安装、除锈涂漆、检测。
        结束语：随着储煤形式的不断发展和转变，全封闭式网架储煤棚已经成为了设市场的主流形式，因此本文主要针对网架储煤棚的设计原则进行简要分析，并以此来更好的促进储煤结构的发展和自身建设水平。
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