任建全1 叶振兴2
中国中材国际工程股份有限公司 211100
摘要：随着我国工程建设领域的不断快速发展，对于水泥的需求也越来越大，水泥厂的体量和规模也在不断变大，导致水泥厂房的结构也在不断发生变化。网架结构水泥厂房的应用也得到了发展。并且由于网架结构具有跨度大，空间可操作性较强等特点，在整个水泥厂的建设当中发挥着非常重要的作用。基于此，本文主要针对网架结构在水泥厂的房当中的应用进行分析和研究，详细阐述了在水泥厂房当中应用网架结构的相关要点和优势，从轴网和网架支撑的布置，网架结构的选型等方面对网架结构在水泥厂房的应用进行了详细阐述。
关键词：网架结构；水泥厂房；应用
引言
最近这些年以来，随着水泥厂生产规模和体量不断扩大，对应的水泥厂房的跨度也从十几米、几十米到几百米，出现了各种大面积的水泥厂房。单纯的门式钢架在水泥厂中的应用已经变得非常局促。这也就使得网架结构在水泥厂房的应用变得越来越多，而且具有很大的应用前景。随着网架结构的应用范围的扩大，网架的结构形式和节点体系也有了很大的发展，从目前的情况来说，除了大量采用的双层网架结构之外，三层网架以及局部三点支撑网架在很多水泥厂当中也有着不少应用。随着理论研究工作不断深入以及工程实践不断积累，网架结构的设计，制作以及安装都已经变得非常成熟，当前网架结构不仅仅可以有效的应用到各种不同类型和要求的水泥厂房当中，在其他的领域包括展览馆、体育馆、食堂等方面都有着非常良好的应用，已经有了比较良好的工程实践积累，因此在水泥厂房当中有效应用网架结构是非常可行的。
1水泥厂房当中应用网架结构的优势
对于水泥厂房来说，其功能都有着非常明确的要求，结合水泥厂房的功能要求以及设备布局，一般来说，需要对水泥厂房的整体空间进行合理的布置。网架结构具有刚度大，工期短，造价低，抗震性能好等优点，在当前的空间结构体系当中，应用范围非常广泛，并且覆盖的面积也很大，全部结构的制造采用钢结构，安装速度非常快。随着网架结构在各个不同领域应用的增多，使得网架结构从设计、制作到安装都已经形成了比较成熟的技术体系，这些特点都很好契合了水泥厂房对于结构形式的要求。网架结构形式的多样化也很好了适应的水泥厂房对于工艺以及空间布局的要求，可以形成较小的网格尺寸以及有规则的节点布局，同时在网架结构上还可以悬挂吊车，为整个水泥货物的运输提供方便，在网架结构的上炫和下炫之间还可以形成对应的通道。随着防腐技术以及防火涂料的应用，网架结构在高温、高湿的环境下也可以得到充分有效利用，因此，网架结构在水泥厂房当中应用具有很好的优势。
2网架结构的选型
2.1确定水泥厂房的荷载以及支撑条件
要想准确确定水泥厂房的荷载以及自身网架结构形式，首先就应该对水泥厂房的设备布局以及功能要求进行分析，以此来确定水泥厂房的选型。同时，在进行网架结构选型的过程当中，还应该充分考虑到各种网架的受力以及构成特点。例如，对于两向正放类网架来说，其节点之间具有较大的空间，可以安装对应的管道，对于水泥厂房当中管道较多，而且较为复杂的结构体系可以使用。正放四角锥网架具有很大的空间刚度，有利于悬挂吊车等设备，这样可以有利于荷载的传递，对于轻型屋面可以在正放四角锥网架的基础之上拿掉一些杆件，采用正角抽空四角锥网架。一般来说，对于周边支撑平面类似于正方形的网架可以采用斜放四角堆、棋盘形四角堆，这样可以达到用钢量会损。对应的长宽比为2:1的矩形平面，可以采用正放四角锥网架。
2.2水泥厂网架结构常用柱网
对于大面积的水泥厂房来说，主要采用的网架结构形式为正放四角锥。其主要的原因就是其刚度大，用钢量可以达到最优，一般采用的柱网都是12mX12m,15mx15m,18mX18m,21mx21m和24mX24m等形式，正放四角锥网架的最优高度一般为1.6m，1.8m，2.0m和2.2m。网架结构的柱网尺寸同时还和水泥厂的生产工艺有关，并且同时还应该考虑到它的经济性。一般来说，对于单跨或者是多跨的水泥厂房，柱网尺寸一般都会受到吊车梁以及屋面跨板的限制住距一般都为6m，有时根据需要可以进行调整，包括9m，12m，18m是经常用到的。网架结构一般采用周边支撑，支撑的节点可以在柱顶，这样可以传力更好。同时在进行柱网确定时，还应该结合工艺要求以及日后扩建的需求在一边或者两边进行开口，这样有利于水泥厂房在今后的扩建，一般来说网架支撑只能支撑在三边或者两个对边，这样形成一个自由边的网架，对于网架的受力形式是不利的，应该进行特殊处理。
2.3大跨度网架结构的合理应用
如果水泥厂房的跨度较大，一般可以采用由双层网架有机组合而成的三层网架或者是局部三层网架，这样可以有效的降低技术难度，节省经济成本。同时由于这种改进的三层网架比双层网架结构形式受力更加均匀，杆件的长度更短。内力峰值明显降低，可以有效的减少内力，降低杆件的截面尺寸。所以说，如果和双层网架相比，改进的三层网架最大内力可以下降27%，用钢量可以下降16%，具有很好的受力特征。
3网架结构的杆件截面设计
在完成网架结构的整体布局之后，就需要对杆件进行设计，网架结构杆件一般采用的是杆件强度值作为控制值进行设计，为了考虑到钢管壁厚的不均匀以及制作可能产生的偏差对整个杆件截面设计带来的影响，因此，网架结构杆件的截面强度设计值一般需要乘以0.8~0.9的折减系数。
通过理论分析可以对网架结构的极限承载能力以及破坏机理进行充分了解，根据其破坏机理，在网架结构杆件达到极限承载力之后，一般会退出工作。作为高次超静定结构的网架内力就会出现塑性内力重分布，这就可以使得网架结构的极限承载力得到有效延伸。但是对于受压杆件来说，一般其破坏形式都是屈服，杆件的破坏会导致周边杆件逐一出现屈服的现象，最终使得整个网架结构体系出现整体破坏。在结构设计当中，由于主要的受压杆件对于网架的极限承载能力有着很大的影响，因此对于网架结构的截面设计应该给予足够的重视。
网架杆件的截面一般较小，而且用钢量较少，因此在进行设计的过程当中，比较容易出现失稳和屈服。在设计的过程当中，应该根据网架的跨度，网架尺寸以及工程的实际要求对网架结构的截面进行设计。其控制的主要就是容许长细比的条件，并且对于节点的设计应该对杆件直径进行一定的限制，直径如果过大就容易导致整个节点的受力以及美观程度受到影响。
结束语
综上所述，随着我国工程实践地不断向前推进以及理论研究的不断深入，网架结构在水泥厂当中的应用变得越来越广泛。随着应用的深入，翻过来又促进网架结构理论的发展，所以说不管是对于施工单位，还是科研单位都应该不断强化网架结构在水泥厂房当中应用的研究，并且完善对应的网架结构计算理论和方法，积极开拓合理的结构体系和结构形式，做好节点设计，大胆的将新材料、新技术应用在网架结构当中，并且推进水泥厂房建设不断向前发展，在技术发展的同时，还需要根据水泥厂房的工艺设计以及设备要求对网架结构在水泥厂房当中的应用进行不断改进和升级，有效提升我国水泥厂房建设水平。
参考文献
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