108米跨度干煤棚三心圆柱面网壳研究与设计
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析随着建筑设计和工程技术的不断发展，人们对于建筑结构的要求也越来越高，尤其是在大跨度建筑结构方面。
大跨度建筑结构在建筑领域具有重要的地位，它可以大幅度提升建筑的空间利用率，更好地适应人们对于建筑美学和功能性的需求。
而在大跨度建筑结构中，三心圆柱面网壳结构是一种常见且具有代表性的结构形式。
本文将对大跨度三心圆柱面网壳结构进行探析，包括其设计原理、特点、应用领域以及设计中需要注意的问题。
一、设计原理大跨度三心圆柱面网壳结构是一种由三个圆柱面构成的网壳结构，其设计原理主要包括以下几个方面：1. 变形原理：通过预应力技术将网壳结构表面形成一种受压状态，实现结构的整体变形，以达到承载荷载的目的。
2. 结构原理：通过双曲线和椭圆曲线的交织组合，形成三个圆柱面，使得结构在不同方向上具有较好的承载性能。
3. 稳定原理：通过加固节点、增加支撑等方式，确保结构在施加荷载时能够保持稳定，不发生破坏。
以上设计原理保证了大跨度三心圆柱面网壳结构在承载大荷载、抗风、抗震等方面具有良好的性能，同时也能够满足美学要求，成为一种在大跨度建筑中广泛应用的结构形式。
二、特点1. 大跨度：三心圆柱面网壳结构能够实现大跨度覆盖，使得建筑空间更加宽敞，适用于体育馆、展览馆、火车站等场馆的顶盖结构。
2. 结构轻盈：由于采用双曲线和椭圆曲线的交织组合，结构表面能够形成较为平滑的曲线，使得结构显得轻盈飘逸。
3. 空间美感：三心圆柱面网壳结构在设计时可以根据不同的需求，调整曲线的大小和形状，使得建筑在外观上呈现出优美的造型和流畅的线条感。
4. 施工性能好：三心圆柱面网壳结构相对于其他形式的大跨度结构来说，施工难度较小，可操作性较强，能够满足快速施工的需要。
以上特点使得大跨度三心圆柱面网壳结构在建筑设计中具有很大的优势，得到了广泛的应用和认可。
三、应用领域大跨度三心圆柱面网壳结构由于其设计精巧、承载性能优良、美观实用等特点，在建筑工程中得到了广泛的应用。
干煤棚设计分析
网架支座跨向的水平约束应按弹性计算，如果对算得的弹性刚度没有把握，可以通过比较网架的支座水平位移和柱的柱顶位移来平衡，取值应比柱子刚度稍小点，验算柱子时支座反力的水平力要适当放大。
原来见过采用混凝土柱的煤棚结构，其柱子采用H形截面，而且柱顶是单支座的，双支座相比单支座，柱子的弯矩要小一些，支座反力中的水平力是一正一负，施加到柱上应取合力，在你的图中，大约250KN，应该可以接受。
支座可以考虑加埋板，并设抗剪键，埋板可以在两个支座中通长设或设两块然后采用型钢连接，你现在的支座不能承受水平力，可以考虑在外侧支座外增加垂直支座，同时网架计算时应考虑内侧支座水平位移释放的情况，这时两个支座间的杆件要大一些。
经测算你的模型用钢量才26Kg/m2，这种支座处理，相当于将柱子的反弯点调到了柱中部，对网架计算有利，实际要考虑打折扣，网架要适当留有余量；同时网架施工中应注意严格控制跨向两支座间的距离，防止因安装带入较大的初始缺陷。
附支座侧向支点的示意图。
像这样大跨度以及高度的三心圆柱面干煤棚网架，风荷载主要考虑体型系数以及风振系数；严格上说是应该做风洞实验的，如果能找到类似结构的风荷载参数，那也可以作为一种参考。
干煤棚网架，很多时候是落地的，如果按照常规的弹性刚度方法来设置支座弹性刚度值，那么支座反力往往很大，实际上规程上的计算弹性刚度的公式只适用于独立柱，而其他情况，它只是模糊的说了按照等效刚度来代替；实际工程中的条件是千变万化的，只有整体分析才能得出最符合实际的结果，而现在的网架设计往往是网架和下部结构分开计算的，这种设计往往就是误差的根源之一；再者，由于网架设计中常常是满应力优化，大多数杆件的应力往往接近限度的，所以在设计的时候是应在在设计值或者应力比上做一定的安全折减。
对落地的干煤棚网架，过大的支座反力已经不是通常的平板支座能承受的，或者说平板支座已经不合理了，目前大家片面广泛应用平板支座，而对其计算方式以及极限承载力也没有足够的认识，通过适当的位移释放以及选用合适的支座才是合适的方法。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构是一种新型的建筑结构形式，其具有独特的外形和结构特点，广泛应用于大型体育场馆、展览馆、会议中心等建筑。
本文从结构设计的角度对大跨度三心圆柱面网壳结构进行探析，讨论其结构特点、设计原理以及优缺点等方面的问题。
1. 结构特点
大跨度三心圆柱面网壳结构采用三个相交的球冠形曲面作为基础形式，通过预制的钢结构单元组装而成。
其特点主要包括以下几点：
（1）外形独特：大跨度三心圆柱面网壳结构呈现出复杂而独特的外形，由于钢结构单元之间的相互配合和相交，使得整个结构具有立体感和艺术感。
（2）结构轻量化：大跨度三心圆柱面网壳结构采用钢结构单元组装，整体结构轻量化，相比传统的混凝土结构，具有更轻更薄的特点。
（3）优良的承载性能：大跨度三心圆柱面网壳结构采用球冠形曲面作为基础形式，有利于承受外部荷载和内部压力，具有较高的承载能力。
（4）施工快速简便：大跨度三心圆柱面网壳结构的钢结构单元采用模块化设计，可以在工厂预制，然后现场组装，施工快速简便。
大跨度三心圆柱面网壳结构的缺点主要包括以下几点：
（1）施工技术要求高：大跨度三心圆柱面网壳结构需要在工厂进行精确的预制，然后现场组装，对施工工艺和技术要求较高。
（2）初投资较高：大跨度三心圆柱面网壳结构的初投资较高，需要在设计、制造和施工等多个环节进行综合考虑。
大跨度三心圆柱面网壳结构具有独特的外形和较高的承载能力，是一种具有发展前景和潜力的建筑结构形式。
随着科技的不断进步和工艺的改进，相信其在未来会有更广泛的应用和推广。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析1. 引言1.1 研究背景在大跨度结构领域，三心圆柱面网壳结构因其优越的力学性能和美学效果受到设计师和工程师们的青睐。
目前对于大跨度三心圆柱面网壳结构的设计理论和方法仍有待深入研究和探索。
了解三心圆柱面网壳结构在大跨度情况下的设计原理和特点对于推动该领域的发展具有重要意义。
本文旨在对大跨度三心圆柱面网壳结构的设计进行深入探讨，以期为工程实践提供参考和指导。
通过分析三心圆柱面网壳结构的定义、设计原理以及设计参数对结构性能的影响，本文将为大跨度三心圆柱面网壳结构的设计与应用提供有益的启示。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨大跨度三心圆柱面网壳结构设计的可行性及优化方法，旨在提高结构的抗风、抗震等性能，确保结构在各种外力作用下的安全可靠性。
通过研究结构的设计原理和参数对结构性能的影响，深入分析设计方法的有效性和稳定性，为未来大跨度网壳结构的设计提供参考和指导。
通过本研究对结构的稳定性进行分析和评价，确保结构在长期使用过程中不会发生倒塌或失稳现象，为建筑工程的可持续发展提供技术支持。
通过本研究，可以为大跨度网壳结构的设计与建设提供理论依据和实际指导，为相关领域的研究和实践贡献新的思路和方法。
1.3 研究意义大跨度三心圆柱面网壳结构是一种具有广泛应用价值的新型结构形式，具有较高的美学价值和建筑艺术性。
随着社会经济的发展和建筑技术的进步，对于在设计和建造中更加注重经济性、安全性和实用性的要求也日益增加。
对大跨度三心圆柱面网壳结构的研究具有重要的意义。
大跨度三心圆柱面网壳结构的设计不仅可以提高建筑结构的空间利用率，还可以减轻建筑物的自重，降低建筑成本，提高建筑的经济性。
通过研究大跨度三心圆柱面网壳结构的设计原理和参数影响，可以为工程师提供更科学的设计依据，保证结构的稳定性和安全性。
大跨度三心圆柱面网壳结构的设计方法不仅可以应用于建筑领域，还可以在桥梁、体育场馆等领域得到广泛的应用，具有很高的推广价值。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析大跨度三心圆柱面网壳结构是指由三个不同半径的圆所构成的圆柱面上的三心圆形网壳。
大跨度是指该结构形式所适用的横跨距离较长，跨度一般在50米以上的建筑工程。
其特点如下：1. 空间感强：三心圆柱面网壳的三种圆弧半径的运用构成了整个建筑的弧形。
以圆柱面为基础，将三个弧面相切叠合在一起，形成了具有空间感强的建筑结构。
2. 建筑区分明显：三心圆柱面网壳结构可以将整个建筑分解成不同的区域。
网壳在不同区域之间形成了各自的封闭空间，为建筑物内部的活动提供了一定的隔离。
3. 强度高承载能力强：三心圆柱面网壳结构具有很好的承载能力，对水平荷载、震动荷载等有很好的抗力，让整个建筑的结构更加稳定可靠。
4. 贴近人的需求：三心圆柱面网壳结构由弧面构成，更贴近于人体结构，其外形美观、优雅，不会给人们带来不舒适的感受。
1. 定位和分析设计需求：首先要对建筑工程的目标做出定位和分析设计需求，确定空间尺寸和使用功能等。
2. 材料和施工工艺选择：在确定设计需求之后，需要选择与之相适应的材料和施工工艺，这包括钢筋混凝土结构、钢结构、复合材料等。
3. 计算模型建立：进行结构设计时，首先要建立数学模型，这包括力学模型、刚度模型、材料模型等。
4. 结构选择和布局：根据建筑物的空间尺寸和使用功能，选择合适的结构形式和布局，以实现建筑物的高效性、强度和稳定性。
5. 相关数据的获取：为了精确地设计建筑工程，需进行大量的数据收集和处理，包括建筑物尺寸、荷载、天气条件等。
6. 构件结构的设计和布置：根据设计要求和相关数据，对网壳的构件进行设计和布置，保证其结构的合理性和稳定性。
1. 安全性能好：大跨度三心圆柱面网壳结构采用的是钢结构，其结构稳定性强，承载能力高，能够很好地满足建筑工程的安全需求。
2. 空间利用率高：大跨度三心圆柱面网壳结构的特殊形式使其在空间利用方面具有很大优势，能够最大化地利用建筑空间。
3. 圆弧形的优势：圆弧形的设计使得整个建筑呈现出优美和谐的曲线，形成了独特的建筑风格，给人以美妙的视觉感受。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析引言在建筑领域中，三心圆柱面网壳结构是一种常见的结构形式，它具有较大的跨度和较高的承载能力，广泛应用于体育馆、展览馆、会议中心等大空间建筑中。
因其特殊的结构形式和优异的承载性能，大跨度三心圆柱面网壳结构备受设计师和工程师的青睐。
本文将对大跨度三心圆柱面网壳结构的设计进行探析，以期为相关领域的研究提供参考。
一、大跨度三心圆柱面网壳结构的特点1.1 结构形式大跨度三心圆柱面网壳结构是由三个圆心共线的圆弧构成的网壳结构，形成了一个立体的网状结构。
这样的结构形式在结构均布载荷下可以获得优异的承载性能，同时具有较好的空间美学效果。
1.2 承载性能大跨度三心圆柱面网壳结构的承载能力较高，可以有效地支撑大跨度空间，使得建筑内部空间可以得到良好的利用。
这种结构形式非常适合用于悬臂结构和大型穹顶结构。
二、大跨度三心圆柱面网壳结构设计的关键技术2.1 结构分析在大跨度三心圆柱面网壳结构设计中，结构分析是非常重要的一部分。
通过有限元分析等方法，可以对结构进行力学计算和模拟，找出结构强度、刚度和稳定性等参数，为后续的设计提供依据。
2.2 材料选用大跨度三心圆柱面网壳结构所用的材料应具有高强度、轻质和耐腐蚀的特性，如钢结构、铝合金等。
材料的可加工性和成本也需考虑在内。
2.3 节点设计在大跨度三心圆柱面网壳结构中，节点是结构间连接的关键部位，其设计应考虑到结构的整体性和稳定性。
良好的节点设计可以有效地减少结构的应力集中，提高结构的整体刚度。
2.4 施工技术大跨度三心圆柱面网壳结构的施工技术也是关键的设计因素，需要考虑到结构的成型、安装和调整等环节，确保结构的准确性和稳定性。
三、大跨度三心圆柱面网壳结构设计的优化思路3.1 结构形式优化在大跨度三心圆柱面网壳结构的设计中，可以通过优化结构形式，如改变网壳的曲率、加强槽口设计等方式，来提高结构的承载性能和抗风性能。
3.2 材料优化材料的优化是大跨度三心圆柱面网壳结构设计的另一个重要方面，通过选择合适的材料和工艺处理方式，可以降低材料成本，提高结构的耐久性和可靠性。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析一、引言大跨度网壳结构是一种具有较高抗风、抗震性能的结构形式，广泛应用于建筑、桥梁和体育场馆等领域。
三心圆柱面网壳结构是大跨度网壳结构中的一种重要形式，其设计和构造需要充分考虑结构力学和材料工程的相关知识。
本文将从结构设计的角度进行对大跨度三心圆柱面网壳结构的探析，旨在为相关领域的研究者和从业人员提供参考和指导。
二、大跨度三心圆柱面网壳结构的特点1. 大跨度大跨度三心圆柱面网壳结构一般指的是跨度在100米以上的结构形式，具有较大的空间覆盖范围和较高的空间利用率。
在大型建筑和体育场馆中，大跨度结构能够提供更加宽敞的室内空间，满足不同活动和使用的需求。
2. 三心圆柱面形三心圆柱面是指以同一轴线为对称轴，同时具有三个中心的圆柱面，其形态复杂而独特。
在网壳结构中，三心圆柱面形的选择能够有效地分散结构的受力，提高结构的稳定性和承载能力。
3. 网壳结构网壳结构是一种以曲面为支撑面的结构形式，具有较强的自重分布和受力均衡能力。
在大跨度建筑中，网壳结构能够有效地减小结构的自重，并提高结构的抗风、抗震性能。
1. 结构稳定性大跨度网壳结构在设计中需要充分考虑结构的稳定性，采用合适的曲线形状和结构节点布置方式，提高结构的整体稳定性。
对于大跨度结构的自重和外部载荷需要进行充分的计算和分析，确保结构在使用期间能够保持稳定。
2. 结构承载能力大跨度网壳结构的承载能力是设计中需要重点考虑的问题，需要根据结构的实际使用情况和荷载标准进行合理的设计和计算。
在结构的材料选择和截面设计上，需要考虑结构的受压和受拉性能，确保整体结构能够满足使用要求。
3. 施工可行性大跨度网壳结构的施工是一个复杂的过程，需要充分考虑结构的曲线形状和节点连接方式，确保结构的施工可行性。
在实际施工中，需要采用合理的施工工艺和技术，有效地控制结构的质量和安全。
以某大型体育馆为例，该体育馆采用了三心圆柱面网壳结构，跨度达到了150米以上。
108米跨度干煤棚三心圆柱面网壳研究与设计说明
都控制一批杆件的最大内力。
所以，只考虑一种风荷载方向进行设计的方法不够全面。
(b)75°和60°?45°和30°(d)15°图7 不同风向角的风荷载作用下上弦平面杆件内力分布展开图(b)75°和60°?45°和30°(d)15°图8 不同风向角的风荷载作用下上弦平面节点位移展开图的问题及改进技术措施的问题于大面积的堆载，容易造成网壳支座的沉降和向外滑移，由此产生附加内力，对支座附近的节点和杆件有一定的影响。
煤中含有大量的腐蚀性物质，钢材与这些腐蚀介质发生电化学反应，产生锈蚀（图9）。
煤堆压住网壳节点和杆件的现象，造成杆件的附加内力，而且会加重构件的锈蚀程度（图10）。
，但是在支座附近会产生较大的附加弯矩和附加内力，螺栓在受拉的同时，还可能承受比较可观的弯矩和剪力。
在以往的工程事故中，螺栓的破坏形式主十分重要的，荷载都通过这些构件传递到支座上。
同时，支座附近容易因为煤压、锈蚀、支座沉降等原因产生损伤。
所以，可以认为支座附近为结构敏感区壳的影响，宜采用单排支承。
建议设置挡煤墙，使煤堆和网壳隔离。
图11 高强螺栓剪断破坏采用热浸锌防腐措施，浸镀厚度≥50µm。
一般情况下可以保证防腐能力达到15年以上。
将支座向上三排网格的腹杆和跨向弦杆应力控制在比较低的水平（可取材料设计强度的0.8倍），同时应适当调高与这些杆件相连高强螺栓的强度等级。
风向角、风力及堆煤情况的变化，风荷载具有随机不确定的特点，导致结构受力情况复杂。
所以进行风洞实验确定体型系数是非常必要的。
80，一般拉杆容许长细比为400，支座附近处为300。
考虑到荷载工况多，结构受力复杂，反弯点的位置不确定，杆件会出现拉压变化，设计时采用的容许。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析一、引言大跨度结构是指横跨较大空间的建筑或桥梁结构，其设计与施工都面临着较大的挑战。
三心圆柱面网壳结构是一种常见的大跨度结构形式，具有较高的强度和刚度，同时能够通过合理的结构布局和使用轻质材料来实现结构的重量减轻。
本文对大跨度三心圆柱面网壳结构的设计进行探析，以提供一些设计上的参考和指导。
二、大跨度三心圆柱面网壳的结构形式三心圆柱面网壳结构由三个圆柱面构成，这三个圆柱面的半径分别为R1、R2和R3，半径之间满足关系R1 < R2 < R3。
网壳结构由曲线上的网格构成，网格可以是等边网或者等角网。
整个结构根据需要进行加强，可以在结构中设置横向和纵向的加劲杆，以提高结构的整体强度和刚度。
三、大跨度三心圆柱面网壳的设计要点1. 结构布局：选择合适的半径比例，根据具体的跨度和空间需求确定半径大小。
合理布局三个圆柱面的半径，使得结构的变形和受力均匀分布，同时保证整个结构的稳定性。
2. 网格设计：选择合适的网格形状和大小，一般可以采用等边网或者等角网。
根据结构的应力分布和受力情况，合理分布网壳的单元节点，以减小结构的变形和应力集中。
3. 材料选择：选择适当的轻质材料，如钢材、铝合金等，以减轻结构的自重。
同时要考虑材料的强度和抗风荷载能力，以满足结构的使用要求。
4. 加劲杆设计：合理设置横向和纵向的加劲杆，以提高结构的整体强度和刚度。
加劲杆的位置和数量要根据具体结构的要求来确定，可以通过有限元分析等方法进行优化设计。
5. 节点设计：合理设计节点的连接方式和布置，保证节点的刚度和连接的可靠性。
节点的连接方式可以采用焊接、螺栓连接等方式，具体的设计要满足结构的使用要求和承载能力。
四、大跨度三心圆柱面网壳结构的优势与应用1. 优势：大跨度三心圆柱面网壳结构具有较高的强度和刚度，能够承受大跨度的载荷和风荷载。
由于结构的几何形态和网格的分布特点，使得整个结构在施工过程中具有较好的施工性能和适应性。
建筑论文：大跨度干煤棚三心圆柱面网壳结构性能建筑研究
建筑论文：大跨度干煤棚三心圆柱面网壳结构性能建筑研究本文是一篇建筑论文研究，本文以某113m 跨度干煤棚工程为研究对象，采用SAP2000 有限元结构分析软件，对三心圆柱面双层网壳结构进行静力分析、稳定性分析及动力分析，对比不同矢跨比对该结构的受力性能影响，选取了经济合理的小范围矢跨比值，并通过对结构布置加强带进行优化设计，主要得出以下几点结论：（1）三心圆柱面双层网壳结构在静力作用下，结构整体呈下凹趋势，顶部区域的节点竖向位移最大，轴力较大的杆件多集中在网壳肋部区域及支座附近，结构内力分布不均匀。
在跨度一定的条件下，杆件轴力随着矢跨比的增加而逐渐减小，节点位移变化亦是如此，矢跨比越大，结构的整体承载能力及结构整体刚度越好。
（2）结构几何非线性的安全稳定系数与特征值屈曲分析结果相比，降低了7.91%，应对结构进行非线性稳定分析，以得到更为准确的临界荷载值。
在跨度一定的条件下，矢跨比相对较小的三心圆柱面双层网壳结构稳定承载力更好，稳定安全系数及安全储备较大，结构更为安全可靠。
第1 章绪论1.1 研究背景和意义20 世纪初，随着工业革命的爆发，建筑科学技术也有了较快的发展，煤炭作为工业动力的主要来源之一，地位举足轻重，储煤结构自然也受到了人们的关注。
煤炭最初是露天储存的，这种储煤方式极易受到环境的影响，风会把一些比较细小的煤颗粒吹走，下雨、降雪会使裸露在外的煤炭潮湿，这种露天储煤方式不仅会影响煤的质量，污染环境，还会造成煤的损失，据不完全统计，这种损失约占露天储煤总量的5%，所以露天储煤远不如封闭式储煤科学，现在大规模的煤炭储存已经很少采用露天储煤的方式了[1]。
在过去，由于生产力水平比较低，所以封闭的储煤结构最早是以砖结构、木结构、石木混合结构为主，随着电力事业的发展，科学水平的提高，储煤结构在材料和结构形式上都有了很大的进步，逐渐从二维平面结构发展到三维空间结构。
空间结构所承受的荷载及由此产生的内力和位移是三维的，采用合理的曲面结构形式，可更有效抵御外荷载作用，使结构性能和材料强度能很好的发挥出来，同时，空间结构可以提供材料堆积时自然状态的空间，因此，很适合煤炭、石料、沙子等固体材料的储存[2]。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构是一种特殊的空间结构形式，具有强大的抗震性能和良好的透明度。
本文通过对该结构形式的设计原理、节点构造和力学性能进行探析，旨在为该结构形式的实际应用提供一些经验性的参考。
1. 结构原理
大跨度三心圆柱面网壳结构的基本原理是通过三个相互垂直的平面连续弯曲，形成一个类似于长方体的空间结构。
该结构不仅在垂直方向上具有良好的自重分布能力，而且在水平方向上也能够分担荷载，具有较强的抗震性能。
同时，由于其造型华丽、透明度高，被广泛应用于高档建筑、公共建筑等领域。
2. 节点构造
大跨度三心圆柱面网壳结构的节点构造是该结构实现的重要环节。
一般来说，其节点构造分为两种类型：杆件节点和面板节点。
其中，杆件节点主要是采用六角杆件作为连接节点，通过拧紧螺丝达到预压状态，从而确保整个结构的刚度和稳定性；而面板节点则是通过面板和支撑，将整个结构形成一个完整的空间骨架。
3. 力学性能
大跨度三心圆柱面网壳结构的力学性能表现出较高的刚度和稳定性。
一方面，由于其节点的特殊构造，具有较强的抗弯、抗剪能力；另一方面，其整体结构形态能够均匀分散荷载，从而获得较好的自重分布能力。
此外，该结构形式在不同地形和环境中都能够顺应变化，具有较好的适应性。
综上所述，大跨度三心圆柱面网壳结构具有独特的造型和优异的力学性能，在实际应用中得到了广泛的应用。
未来，我们还可以尝试将其应用到更多的场景中，为人们的生活和工作带来更大的便利。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
- 79 -工 程 技 术从结构类型的角度讲，柱面网壳结构可以分为三心圆柱面以及圆柱面网壳的结构。
作为特殊的网壳结构而言，大跨度的三心圆结构具有不可忽视的独特优势。
具体在运用时，如果选择这种柱面网壳结构用于施工建设，那么可以灵活控制柱面网壳的落地角度，并且还能降低建筑基础整体施工成本。
因此作为建筑设计人员，其针对不同种类的建筑物有必要予以灵活设计，确保柱面网壳结构能体现优越性。
１ 大跨度三心圆柱面网壳结构的基本特征大跨度的三心圆柱面特殊网壳结构本身具有净空较高、造型新颖、经济效益较好以及结构跨度较大的独特优势。
因此在目前看来，上述的建筑网壳结构已经能够用于多种的建筑物设计。
象针对储存煤炭材料专用的火电厂仓库来讲，运用上述的网壳建筑构造就具有良好的适用性。
从矢量高度以及网壳跨度的不同划分来看，现存的上述网壳构造主要涵盖了30 m~40 m 的矢量高度以及130 m 以内的网壳跨度。
具体而言，柱面网壳结构包括了三心圆柱面以及普通圆柱面的不同网壳构造。
经过对比可见，三心圆柱面网壳由于具有较小的铅垂线与落地切线夹角，因此水平结构推力也并不会很强。
在此基础上，关于全过程的网壳建筑设计即可做到基础费用的全面减少。
与此同时，设计人员还能做到结合现有的建筑设计条件，灵活选择建筑结构。
２ 网壳结构的设计要点三心圆柱面网壳作为目前的特殊建筑构造而言，与之有关的建筑设计也体现为复杂性。
因此在实践中，设计人员针对这种建筑网壳构造应当优化设计，并且确保将多种设计要点融入其中。
与此同时，建筑设计人员针对建筑造价也要给予更多关注，从而运用相应举措来减少资金成本与其他的设计成本。
具体而言，关于三心圆柱面的建筑网壳结构需要关注如下的设计要素。
２．１ 确定整体的结构设计思路在多数情况下，对于圆弧构成的三心圆柱面可以将其分成3段。
在这其中，中间圆弧段具有较小的弧度与较大的半径，而处于地平线下的圆心具有压缩整体结构空间的重要作用。
此外，处于地平线上的两侧圆弧段具有较小的圆弧半径。
柱面网壳储煤棚设计探讨
山 西建筑SHANXI ARCHITECTURE第47卷第6期2 0 2 1年3月Vol. 47 No. 6Mar. 2021・ 57 ・文章编号：1009-6827 (2221) 06-0077-02柱面网壳储煤棚设计探讨吴英家(大同煤矿集团设计研究有限责任公司，山西大同037003)摘要：以某矿业公司封闭储煤棚设计为例,介绍了煤棚的结构选型要点，阐述了柱面网壳计算模型边界条件确定时应如何考虑 网壳和下部支承结构的影响、模型计算时荷载取值的注意事项，以及对计算结果的指标控制,得出了一些有意义的结论。
关键词:储煤棚，网壳，模型，边界条件，荷载中图分类号:TU312 文献标识码：A1工程概况本工程为某矿业公司煤场封闭工程。
工程位置位于大 同市云冈区某矿业公司主井工业场地内，煤场西侧紧邻运 煤铁路专线，东侧为口泉河沟。
整个煤场在清煤后的场地比较平整，分为两个矩形：一个可用矩形场地横向宽度 54 m,横向无高差，纵向长度24 m,设计为储煤棚一;第二 个可用矩形场地横向宽度45 m ,横向无高差，纵向长度24 m ,设计为储煤棚二。
场地位于2度区(0.2g ),场地为填 沟形成，表层杂填土 1 m 〜15 m 厚度不等，以下分别为卵 石层及砂岩层。
本文以煤棚一为例进行阐述。
2结构选型因现场有较大的存煤量要求，建设单位要求地面以上 设置15 m 高挡煤墙,然后在挡煤墙上部做钢结构封闭。
另外,挡煤墙上部有原有输煤钢栈桥通过，上部钢结构部分应 预留孔洞，以便原有输煤栈桥通过。
考虑存煤高度较大，本 工程下部采用扶壁式钢筋混凝土挡煤墙，上部钢结构采用圆柱面网壳,这样也与相邻的已经建成的精煤棚(钢结构部 分为22 m 高圆柱面网壳)相延续，设计采用矢高为20 m 的圆柱面网壳，整体看起来比较美观。
同时，圆柱面网壳受力 性能好,节约钢材，经济效益好。
3计算模型的边界条件确定根据《网格规程》⑴第4.1.6条,空间网格结构分析时,应考虑上部空间网格结构与下部支承结构的相互影响。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析随着建筑技术的不断发展和进步，人们对于建筑结构的要求也越来越高，其中结构形式的多样化也成为了一种趋势。
在众多结构形式中，网壳结构因其独特的形态和优越的性能而备受建筑师和工程师的青睐。
在网壳结构中，三心圆柱面网壳结构以其创新的设计理念和优越的力学性能，成为近年来的研究热点。
本文将对大跨度三心圆柱面网壳结构的设计进行探析。
一、三心圆柱面网壳结构的基本形式三心圆柱面网壳结构是由三个圆心构成的多层网格结构，具有较好的空间形态和力学性能。
通过这种结构形式，能够实现大跨度的覆盖，同时还可进行多种形态的组合，从而更好地适应不同的建筑要求。
在三心圆柱面网壳结构中，最外层的网格主要起到支撑和拱形作用，中间层的网格则负责分配荷载，而内层网格则起着连接作用。
通过这种分层的设计，能够充分发挥塑性和抗久性材料的特点，提高结构的稳定性和安全性。
1、合理确定网格尺寸和支撑结构位置在确定大跨度三心圆柱面网壳结构设计时，需要考虑到网格尺寸和支撑结构位置。
这两个因素的合理选择能够影响结构的稳定性和抗震性。
对于网格尺寸的选择，应该遵循网格密度与荷载分配的平衡原则，以实现更均匀的荷载分配。
同时，在确定支撑结构位置时，也要充分考虑到结构中各个部分之间的联系，以确保网壳结构的稳定和安全。
2、优化三心形成和三心比在大跨度三心圆柱面网壳结构设计中，三心形成和三心比的优化也是一个非常关键的问题。
三心形成决定了结构的外形和空间形态，而三心比则影响了结构的合适性和经济性。
为了实现优化的设计，应该在结构设计时充分发挥计算机建模和仿真工具的作用，进行全面的分析和评估。
3、合理使用材料和加强节点对于大跨度三心圆柱面网壳结构的设计，材料的选择和节点的强化也非常重要。
在材料选择时，需要考虑到强度、延展性、耐久性和经济性等因素。
对于节点连接处，也应该进行加强和弹性止动处理，以增强结构的稳定性和抗震性。
三、结构研究进展目前，国内外对于大跨度三心圆柱面网壳结构的研究进展已经取得了一定的进展。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析【摘要】本文旨在探讨大跨度三心圆柱面网壳结构的设计与施工技术。
引言部分介绍了研究背景、研究意义和研究目的。
在分析了大跨度三心圆柱面网壳结构的设计原理和方法，并探讨了其施工技术和工程案例。
同时对其设计优势进行对比分析。
结论部分展望了大跨度三心圆柱面网壳结构设计的发展趋势和应用前景，并提出了相关建议。
通过本文的研究，可为工程领域的相关专业人士提供参考，为大跨度三心圆柱面网壳结构设计与施工提供理论指导和实践经验。
【关键词】大跨度、三心圆柱面、网壳结构、设计、分析、方法、施工技术、工程案例、优势对比、发展趋势、应用前景、建议。
1. 引言1.1 研究背景大跨度三心圆柱面网壳结构是一种在工程领域中应用广泛的结构形式，具有优越的承载能力和美观的外观特点。
随着城市建设的不断发展和现代化技术的不断更新，大跨度三心圆柱面网壳结构被越来越多地运用于体育场馆、会展中心、机场航站楼等建筑中，成为现代建筑设计的重要组成部分。
研究背景：随着人们对建筑设计的需求不断提升，大跨度三心圆柱面网壳结构的设计也愈发复杂和多样化。
在实际工程中，由于结构的复杂性和施工的难度，设计师和工程师们在设计大跨度三心圆柱面网壳结构时面临着诸多挑战和难题。
深入探讨大跨度三心圆柱面网壳结构的设计原理和施工技术，对于提高结构的稳定性和安全性具有重要意义。
本文旨在通过对大跨度三心圆柱面网壳结构设计的探析，为相关领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴。
1.2 研究意义大跨度三心圆柱面网壳结构是一种具有广泛应用前景的新型建筑结构形式。
其设计和施工对建筑工程界具有重要的研究意义。
大跨度三心圆柱面网壳结构具有较高的建筑美学价值，可以为城市增添独特的景观，提升城市形象，促进城市发展。
该结构形式具有较好的适应性和灵活性，可以应用于不同类型的建筑项目，包括体育馆、展览馆、会议中心等。
大跨度三心圆柱面网壳结构在节能减排、资源利用和环境保护方面具有显著优势，符合绿色建筑理念的发展要求。
对干煤棚三心圆网壳网架设计的认识
对干煤棚三心圆网壳网架设计的认识2021年,我公司设计并制作了贵州天福合成氨及二甲醚项目干煤棚网架，通过这次设计，我对三心圆网壳有了一个更加深入的认识。
一、设计资料贵州天福合成氨及二甲醚项目干活煤棚网架平面尺寸：跨度：80.0米，长度：130米；屋面：使用主檩条+次檩条+屋面钢板体系,主檩条使用c140x60x20x3,沿跨度方向与网壳同时加装,次檩条使用c140x60x20x3,压型钢板使用0.6薄820型彩色板材。
杆件：使用公差与无缝钢管结合，从60×3.5起步,材料为235b钢,弹性模量e=20600mpa,土壤湿度ρ=7800kn/m3。
杆件左右等距,杆件横截面种类存有6种。
结点：横截面上结点左右等距,使用螺栓球结点从120直径起步,存有5种类型。
支座：网壳两纵边底部回转结点轻易提振在基础上,支座结点的三个对应状态加速度均受限制,每两端存有19个支座结点。
二、设计过程：在确认本工程煤棚结构方案时,考量了如下因素:煤棚的内轮廓尺寸须满足用户工艺建议即为阵轮堆匙羹机运转空间,并尽量节约空间;煤棚应当与两内侧煤堆太少碰触;结构必须存有较好的刚度,制作加装便利;经济指标得天独厚;建筑造型多样。
基于以上考量,该煤棚结构的基本轮廓使用现在盛行的三心网壳形式。
因尽量并使支座处网壳与基础横向，小圆挑半径26.246m，大圆半径挑54.90m；为尽量减少干活煤棚与附近煤堆碰触,使用1.5m低的混凝土基础,排序结果表明,三心网壳比通常的圆柱面网壳用钢量必须减少20%，支座反力中水平升力显著比圆柱面网壳大的多。
在用计算机排序时，我考量了：静荷载20kg/m2（网架蔡国用由软件自动排序），活荷载50kg/m2，风压41kg/m2（另外考量了30度风荷载的影响）温度形变+30℃和-30℃；工况值域为：(1)1.2静；(2)1.2静+1.4活1；(3)1.0静+1.4风1；(4)1.0静+1.4风2；(5)1.2静+1.4风3；(6)1.2静+1.4风4；(7)1.2静+1.4活1+0.8风1；(8)1.2静+1.4活1+0.8风2；(9)1.2静+1.4活1+0.8风3；(10)1.2静+1.4活1+0.8风4；(11)1.2静+1.4温(+32)；(12)1.2静+1.4活1+1.4温(+32)；(13)1.2静+1.4温(-14)；(14)1.2静+1.4活1+1.4温(-14)计算机自动将荷载全部切换为结点荷载,荷载促进作用在结点上,杆件不忍受纵向荷载。
浅谈大跨堆煤场网壳的设计
科技创新20产 城浅谈大跨堆煤场网壳的设计沈鹏摘要：大跨度网架结构在计算时不能只做上部结构单独分析计算，需要对上、下部结构进行整体分析，考虑下部结构对上部屋盖的影响，同时大跨屋盖结构属于风、雪荷载敏感结构，在考虑风、雪荷载时，应根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）的要求进行布置，不得缺荷、漏荷。
关键词：三心圆网壳；荷载；整体分析随着实际使用功能的需要，越来越多的大跨度钢屋盖建筑被使用，根据不同的功能要求，大跨度钢屋盖的结构形势也分多种，主要的基本形式为拱、平面桁架、立体桁架、网架、网壳、张弦梁等。
封闭煤场功能上要求建筑内场地要有较大堆场空间，对跨度、净高均有一定的要求，所以三心圆网壳是一个即经济又能满足煤场功能的结构形式。
下面，将以工程实例简要谈谈三心圆网壳的设计与注意事项。
1 根据建设方提供资料，确定建筑结构方案工程概况：独山子某热源站封闭储煤场项目，跨度120m，长度180m，设检修马道，堆煤场沿墙周边设消防车道，要求储煤量达到10万t，堆煤起坡最高可达10m。
建筑功能为封闭储煤场，根据国内比较成熟的做法，通常储煤场采用大跨度网壳结构，根据建筑功能要求，决定采用三心圆网壳结构，此结构形式既能保证储煤棚大跨度的要求，又能最大限度的保证储煤棚的储煤量，是目前煤场使用较多的结构形式之一。
堆煤场要求山墙必须封闭，由于起拱较大，山墙最高处有将近40米的高度做封闭山墙，难度较大，通过对比，个人认为山墙网架是较合理的结构形式。
网格尺寸为4x4m，柱间距按8m柱网（隔一设一）设置。
2 三心圆网壳荷载分析网壳所受荷载可归纳为恒载、屋面活荷载、雪荷载、风荷载、温度荷载、地震作用及其他活荷载。
对于恒载、下挂荷载、马道荷载可根据实际情况进行考虑，本工程恒载按0.3KN/㎡，不上人屋面活荷载按0.5KN/㎡，下挂荷载按0.2KN/㎡；由于网架属于风、雪敏感结构，本文将重点介绍风雪荷载的考虑。
2.1 风荷载根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）第8.1.1条规定可知风荷载的影响参数包含风振系数、体型系数、高度变化系数；其中：βz为高度z处的风振系数，由于本工程为大跨拱形网壳，应考虑风压脉动对结构产生风振的影响，屋盖结构的风振响应，宜依据风洞试验结果按随机振动理论计算确定，但是在工程应用上，对每个结果均进行动力分析计算是不切实际的，对于一些常见的结构，很多资料都给出了较为认可的经验公式，本工程风振系数按经验公式：β = βGβHβDβfβL。
大跨度干煤棚三心圆柱面网架结构设计优化
大跨度干煤棚三心圆柱面网架结构设计优化摘要：基于三芯圆柱壳结构的几何关系，得到了工程设计公式和选择比较方法。
根据主节点荷载计算，在应力分析基本条件下，将三心圆筒顶线简化为普通钢拱，证明三心圆柱壳边应力机制与门框刚构体相似。
本文主要介绍了大跨度干煤棚三心圆柱面网架的结构选型、结构优化设计，对其中需要考虑的问题进行了较为详细的分析，并建立多个计算模型，比照不同网架厚度对结构的影响，试算出最优的结构几何参数，可为类似工程提供借鉴。
关键词：大跨度干煤棚；三心圆柱面网架；结构设计优化前言近年来，随着我国经济的快速发展，大跨度空间结构在建筑领域得到了广泛的应用。
圆柱形网状壳结构因其造型独特、跨度大、空间大、经济效益明显等特点，可用于特殊需要的建筑物。
传统的干煤棚结构有平面刚性框架、平面桁架、平面拱结构等。
在结构受力方面，这些传统结构以平面结构形式存在，内力大、力不均匀、钢材耗量较大。
随着计算机技术的发展，越来越多的干煤利用空间结构，例如空间网框架或网状壳结构。
采用空间结构形式不仅减少了干煤棚的重量，减少了投资，而且性能，结构抗震性能，刚度和完整性、耐腐蚀、施工质量、施工速度明显优于平面结构，适用于大跨度干煤棚的结构形式。
目前，许多干煤棚项目采用空间结构形式，取得了良好的经济效益。
根据已建立的干煤棚，采用网壳具有明显的优势，已成为干煤棚结构的主要结构形式。
图3网架厚度与用钢量的关系曲线结语（1）风荷载是大跨度圆柱干煤棚设计的主要控制荷载。
根据风洞试验或类似工程的试验结果，在荷载规范中没有规定其风载系数应选择的参数。
（2）支撑节点的设计和支撑条件是钢网壳设计中的关键问题。
计算模型中的支持节点应与所采用的实际支持形式相一致。
（3）三心圆柱面网架的几何参数如跨向网格尺寸、，网格数量，整体结构的厚度的影响下钢材用量影响显著，选择结构时，在达到工艺要求的前提下，尽可能选择经济、合理的几何参数。
参考文献[1]JGJ61-2003，J258-2003，网壳结构技术规程[S].[2]尹德钰，等.网壳结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.［3］肖志斌，严慧，裘涛.某发电厂干煤棚网壳结构设计与施工［J］.工业建筑，2002，32（12）：75-77.。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析大跨度三心圆柱面网壳结构是一种由三个不同半径的圆柱面组成的结构，具有较大的跨度和高度。
它通常采用钢材或混凝土材料制作，具有较高的强度和刚度，适用于悬挑屋面、体育馆以及展览馆等大型建筑物的覆盖结构。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计的关键在于确定圆心位置、半径大小以及支撑架构的布置。
首先需要确定三个圆柱面的圆心位置，一般选择一个圆心为主圆心，其他两个圆心分别位于主圆心的两侧。
然后根据设计要求确定每个圆柱面的半径大小，这取决于结构所要承受的荷载、跨度大小以及结构的刚度要求。
在确定了圆心和半径后，需要设计支撑架构，通常采用刚性或半刚性杆件连接圆柱面的上部或下部，以确保结构的稳定性和安全性。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计的优点是具有较大的支撑能力和刚度，能够承受较大的荷载，并且可以覆盖大跨度的空间。
该结构还具有设计灵活性高的特点，可以根据实际需要进行调整和变形。
大跨度三心圆柱面网壳结构还具有较好的抗震性能和耐久性，能够适应不同地理环境和气候条件的需求。
大跨度三心圆柱面网壳结构的设计也存在一些挑战。
首先是结构的复杂性和施工难度，对设计人员的经验和专业知识要求较高。
其次是结构的材料选用和连接方式的选择，需要考虑结构的强度、刚度和耐久性要求。
大跨度三心圆柱面网壳结构在施工过程中对施工设备和技术要求较高，需要进行详细的施工计划和现场管理。
大跨度三心圆柱面网壳结构是一种适用于大型建筑物的覆盖结构，具有较大的跨度和高度。
其设计需要考虑圆心位置、半径大小以及支撑架构的布置，同时也需要考虑结构的复杂性、施工难度和材料选用等因素。
大跨度三心圆柱面网壳结构具有较大的支撑能力和刚度，能够承受较大的荷载，并具有较好的抗震性能和耐久性。
该结构的设计和施工也存在一定的挑战，需要进行全面的技术和经济分析，以确保结构的安全性和可行性。
大跨度干煤棚网壳结构设计探讨
支 座设 计
,
大跨 度 网壳 结构 必 然 产生 较 大 的支座 水平 推力
加之 使用 后 大体 积堆煤 荷载 和 大 型 斗 轮机 运 行等 活
。
荷 载会 给 网 壳基 础 产生 附加水 平推 力 杂 的节 点
∃ ∋
#
,
,
有 时会 出现 少 量 不 均匀 沉降
所 以 干煤棚 网 壳支 座 属受 力 比 较复
。
采 用 两 排支 撑或 选用
“
三 段 叠 拼 提升
,
”
安装 法 时
,
,
宜 采 用 固 定铰支 座
。
。
网 壳 设计 中 已考 虑 了一 定 的支座 强 迫位 移 时
宜采 用 刚性支 座
! 若 采用 网 壳 滑 移 施 工 方 案 时
,
网 壳基 础地 梁 或连 系梁应 与基 础表面 平齐
, , 。
,
以利 于 结构 安 装
4
。
第一
, 。 ∃
,
优 化 设 计后
。
第二 相 临支 座反 力 差 较 大 基 础 易产 生 不 均 匀 沉 降 第 三 安 装难 度 较 大 正 交正 放 网格 可 解决 以上 三 个 问题 所 以 近 年来 多数 干 煤棚 采用 双层 正 交 正 放 网壳 结 构
∀
0
出 现 杆件 级 差 较 大 现 象
,
。
∀ 凡 采 用两 排 支 撑 的 网壳 结构 支撑 点应 设在 内排 # 即 网 壳下 弦 节点 ∃ 言 既 不 影 响使 用 又 减小 结构跨 度 避 免 浪费
, ,
外排 悬 挑
“
这 对 干 煤棚 而
% 跨度 大 于
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益阳电厂75´108正放四角锥螺栓球下弦支承Ø180´12Ø 24044 2000本工程108´90正放四角锥螺栓球上弦支承Ø159´10Ø 26044 2001二、结构形式和几何尺寸确定2．1 结构形式确定柱面网壳中使用的网格形式通常有正放四角锥形式，正放斜置四角锥形式，抽空四角锥形式及桁架式等。
桁架式网壳的空间受力性能不佳，侧向稳定性差。
正放斜置四角锥形式传力不直接，在两边开口处杆件内力集中。
正放四角锥形式通过跨向的弦杆将力直接传递到附近的支座，传力路径直接明确。
因此，本工程采用正放四角锥形式。
2．2 几何参数确定鸭河口电厂干煤棚采用三心圆柱面网壳形式。
三心圆柱面网壳有受力合理、结构刚度大、施工方便的优点，并且可以充分利用室内空间，降低结构标高。
(a)总平面图 (b)正立面图侧立面图图1 干煤棚结构几何尺寸三心圆柱面网壳的受力性能与体形有密切的关系。
决定三心圆柱面体形的几何参数主要有[2]：跨向网格尺寸、跨向网格数、落地角（柱面圆弧在支座处的切线与竖直面的夹角）和网壳厚度等。
这些几何参数的变化导致网壳技术、经济指标有规律的变化。
当一个几何参数增大而其它参数不变时，各项技术、经济指标的变化趋势如表2所示。
表2 几何参数对结构技术、经济指标的影响矢高内力峰值挠度水平推力用钢量跨向网格尺寸a增大增大减小减小减小增大跨向网格数N增大增大减小减小减小增大落地角b增大增大减小减小增大减小网壳厚度h增大减小减小增大增大在煤棚的结构设计中，斗轮机的工作范围是决定体形的重要因素，研究表明[2]，结构内侧越靠近斗轮机工艺界线，结构的展开面积越小，其用钢量越省。
依照参考文献2的方法，对结构几何参数进行优化设计，最后确定跨向网格尺寸为3.95米；跨向网格数为37格，其中大圆的半径R=70.1389米，圆弧夹角61.32°，网格数为19格，小圆半径r=37.4996米，圆弧夹角54.34°，网格数为9格；落地角为5°；网壳厚度为3.5米。
2．3 支座位置的选择落地柱面网壳结构通常有三种支承方式：上弦节点支承、下弦节点支承和上下弦节点共同支承。
表3所示为三种支承方式各项技术、经济指标的比较。
上弦支承与下弦支承相比，内力峰值减少33%，杆件内力变化均匀，杆件重量减少6吨。
采用双排支承也能获得比较好的技术、经济性能。
但是双排支承的柱面网壳受力性能类似无铰拱，由于在支座处限制角位移，产生较大的弯矩作用，并且对于支座的侧向移动十分敏感，支座附近的杆件和螺栓容易产生附加应力。
根据计算，当支座产生50mm的跨向水平强迫位移时，支座附近杆件内力增大十分明显，并且出现拉压杆变号。
另外，双排支承增大了承台面积，增加基础的工程造价。
因此，本工程中采用上弦节点支承。
表3 上弦支承和下弦支承结构技术、经济指标的比较杆件最大压力 (kN)杆件最大拉力(kN)支座竖向力(kN) 支座水平力(kN) 杆件用钢量（t）上弦支承-710 608 810 516 357下弦支承-1065 601 807 449 363双排支承-1003 856 957.7 681.6 3252．4 柱面网壳构造处理在设计中支座沿纵向间隔布置，并将上弦纵向边界的非支座节点及相连杆件去除，同时添加二根斜向上弦杆，如图2所示。
图2 抽空非支座上弦节点的构造处理示意图如此构造处理产生比较好的效果，主要有以下三点：（1）被抽空的上弦节点处受力很小，相连杆件内力主要来自温度应力，数值很小，对网壳受力性能的影响可以忽略不计。
如果煤棚在使用过程中不正确的堆煤造成对这些节点和杆件的挤压，会产生不必要的附加内力，对网壳受力性能产生负面影响，所以这些节点和杆件应去掉为好。
（a）抽空非支座上弦节点 (b)不抽空非支座上弦节点图3 杆件内力图（2）抽空节点上方添加两根上弦杆后，支座附近杆件内力更加均匀。
将抽空节点和不抽空节点两种方案的比较，如图3所示。
通过比较发现，抽空节点后添加的两根上弦杆分担了一部分力，降低了杆件内力的峰值。
不抽空时的杆件内力最大值为687kN，抽空时的最大值为382kN，峰值下降44%。
（3）抽空节点和杆件后既丰富了立面的效果，又可以作为运输煤的通道，而且可以降低网壳内表面的风压值。
三、荷载分析和结构受力特性3．1 风荷载体型系数的分布该煤棚结构体型巨大，风荷载是结构的主要荷载。
目前开口的三心圆柱壳的风载体型系数无现成规范可依，所以进行风洞试验以确定体型系数。
以往的柱壳设计中，常常采用90°和30°的水平风荷载下的体型系数作为设计的依据。
但通过风洞试验的数据分析，表明在不同的水平风向角作用下结构的受力情况有较大的差异，结构反弯点的位置有较大的不同。
而且，在有向下倾角风荷载作用下，与水平风荷载相比，结构受力往往更加不利。
与以上两个参数相比，有无堆煤对结构的影响不大。
为了更加真实反映结构在风荷载作用下的实际受力情况，经过数据分析、归纳后，在设计中可采用四种不同的风荷载体型系数。
体型系数的区域划分见图4，对应的体型系数见表4。
图4 体形系数区域划分表4 风荷载体型系数风荷载与结构夹角ⅠⅡⅢⅣⅤa b c a b c a b c a b c a b c90° 1.1 0.5 -0.6 -0.3 -0.275°、60°1.2 1.2 0.9 0.5 0.1 -0.1 -0.5 -0.7 -0.5 -1.2 -1.1 -0.6 -1.5 -1.0 -0.545°、30°1.0 0.8 0.5 0.7 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.4 -1.4 -0.9 -0.5 -1.4 -0.8 -0.415°0.9 0.5 0.3 0.8 0.4 0.2 0.6 0.2 0.1 -0.5 -0.1 0.1 -0.7 -0.2 -0.13．2 结构受力特性由于结构两边支承两边开口，所以呈现单向受力状态。
网壳跨向杆件内力较大，而纵向杆件内力较小。
图5、6分别是结构在竖向荷载作用下和90°夹角风荷载作用下的内力变形图。
(a)上弦内力图(b)下弦内力图?结构变形图图5 竖向荷载作用下结构内力变形图(a)上弦内力图(b)下弦内力图?结构变形图图6 风荷载作用下结构内力变形图图7所示为结构在不同风向角的风荷载作用下上弦平面杆件内力分布展开图，图8所示为上弦平面节点位移展开图。
通过内力和位移的比较可以看出，在不同风向角的风荷载作用下，结构的内力分布和位移有很大的差异，杆件在某些工况下受拉，在另外的工况下受压，每种工况都控制一批杆件的最大内力。
所以，只考虑一种风荷载方向进行设计的方法不够全面。
(a)90°(b)75°和60°?45°和30°(d)15°图7 不同风向角的风荷载作用下上弦平面杆件内力分布展开图(a)90°(b)75°和60°?45°和30°(d)15°图8 不同风向角的风荷载作用下上弦平面节点位移展开图四、干煤棚网壳设计、施工和使用中存在的问题及改进技术措施4．1 干煤棚网壳设计、施工和使用中存在的问题（1）煤棚结构存在大面积堆载的问题。
由于大面积的堆载，容易造成网壳支座的沉降和向外滑移，由此产生附加内力，对支座附近的节点和杆件有一定的影响。
（2）煤棚结构存在比较严重的锈蚀问题。
煤中含有大量的腐蚀性物质，钢材与这些腐蚀介质发生电化学反应，产生锈蚀（图9）。
（3）以往建成使用的煤棚结构内时有发生煤堆压住网壳节点和杆件的现象，造成杆件的附加内力，而且会加重构件的锈蚀程度（图10）。
（4）高强螺栓是按照轴心受拉构件设计的，但是在支座附近会产生较大的附加弯矩和附加内力，螺栓在受拉的同时，还可能承受比较可观的弯矩和剪力。
在以往的工程事故中，螺栓的破坏形式主要是剪断（图11）。
图9 节点和杆件锈蚀破坏图10干煤棚不正常堆煤现象螺栓的破坏形式主要是剪断（图11）4． 2 影响结构安全性的最不利区域经过计算表明，支座附近的杆件和节点是十分重要的，荷载都通过这些构件传递到支座上。
同时，支座附近容易因为煤压、锈蚀、支座沉降等原因产生损伤。
所以，可以认为支座附近为结构敏感区域，是影响结构安全性的最不利位置，在设计时需要特别重视。
4．3 改进技术措施（1）为了减小支座沉降和侧移对于柱面网壳的影响，宜采用单排支承。
（2）为了从根本上保证煤棚的安全使用，建议设置挡煤墙，使煤堆和网壳隔离。
图11 高强螺栓剪断破坏（3）鉴于煤棚结构中突出的锈蚀问题，可采用热浸锌防腐措施，浸镀厚度≥50µm。
一般情况下可以保证防腐能力达到15年以上。
（4）为了保证结构足够的安全度，设计时将支座向上三排网格的腹杆和跨向弦杆应力控制在比较低的水平（可取材料设计强度的0.8倍），同时应适当调高与这些杆件相连高强螺栓的强度等级。
（5）风荷载是本工程中的主要荷载。
由于风向角、风力及堆煤情况的变化，风荷载具有随机不确定的特点，导致结构受力情况复杂。
所以进行风。