干煤棚三心圆网壳结构
某热电厂干煤棚网壳结构设计与施工
某热电厂干煤棚网壳结构设计与施工摘要：本工程为螺栓球节点三心圆柱面网壳结构。
网壳平面尺寸为120m×100m，跨度为120m，网壳上弦矢高为41.6m，网壳厚3.8m。
本文主要介绍了网壳的结构选型、结构设计、网壳累积滑移法施工。
关键词：三心圆柱面网壳结构选型结构设计网壳累积滑移法滑移节点构造前言：工程概况该煤棚采用落地式三心圆双层网壳结构，设计形式为正放四角锥螺栓球网壳，两端开口。
长100m，跨度为120m，上弦矢高为41.6m，厚3.8m，钢管材质选用Q235B，螺栓球选用45号钢锻造，屋面为0.6mm厚镀铝锌压型钢板。
经过几种方案比较，并参考同类工程经验，最终设计滑移方案进行施工。
1 结构选型根据本工程干煤棚工艺要求，该干煤棚净跨度为120m，这就使得该干煤棚网壳外型选择很重要。
经多方案比较，结构外型选用柱面网壳，柱面的横截面形状采用三心圆柱面结构形式，大圆半径为95.2m，小圆半径为36.8m，横截面剖面图如图1所示，这样可以使结构在满足受力要求的情况下，结构表面积最小，以减少屋面板用量，达到节省工程总造价的目的。
由于干煤棚工艺要求纵向两端开口，对于跨度较大的两端开口的三心圆柱面网壳，为了满足结构整体刚度要求，一般采用四角锥柱面网壳[1][2]，而四角锥柱面网壳网格的布置有三种形式，斜放四角锥柱面网壳；正交斜置四角锥柱面网壳；正交正放四角锥柱面网壳。
本工程采用正交正放四角锥柱面网壳时，结构传力相对均匀、明确，而当采用斜放四角锥柱面网壳及正交斜置四角锥柱面网壳时，结构传力将相对向两端四个角部集中，结构的二端将产生较大的支座反力，由此，相应网壳结构的端部应采取加强措施，这样会对网壳支座和结构基础的处理带来困难。
本工程最终采用正交正放四角锥柱面网壳。
2 结构分析与设计2.1 荷载类型[3]结构设计中考虑了结构自重、恒载、活载、风荷载、水平地震作用、温度作用、不均匀沉降作用。
结构自重由计算程序自动计算；恒载计入屋面板及屋面次构件重，取均布面荷载0.2kN/㎡；屋面活荷载取0.5kN/㎡温度取 30°C的温度作用。
干煤棚网壳结构极限承载能力分析及其合理设计
表 ! 各种破坏形式计算结果
工 !#
况
!max / Mpa
"1 / "2 / 破坏 计算荷 mm mm 情况 载工况
1 2" 0 175
148 72 ! = 3 " 工况二
2 4" " 23（5 已有 21 根杆件屈服） 160 77 ! = 5 " 工况二
3 5" 2 " 23（5 已有 9 根杆件屈服） 158 77 ! = 6 " 工况二
Abstract ：This paper performs the uitimate bearing capacity anaiysis on a reticuiated sheii of dry coai shed that has some iocai damages to check the uitimate bearing capacity of the damaged reticuiated sheii with short-term ioad，and gets the uitimate faiiure form that can stiii hoid the short-term ioad. The resuit indicates that safety factor of the reticuiated sheii structure is rather high and that the reticuiated sheii structure is a kind of rationai space structure. Furthermore some advices to improve the design of the reticuiated sheii structure are put forward and can be heipfui to designer. Keywords ：dry coai shed reticuiated sheii uitimate bearing capacity uitimate faiiure form
电厂工程干煤棚网架工程施工总结
干煤棚网架施工总结1.工程概况本电厂干煤棚网架工程主体是正方四角锥螺栓球节点网架，部分焊接球，结构型式为三心圆双层网架，屋面采用镀铝锌彩钢板，网架跨度为104.5米，长度120米。
为典型的大跨度，大空间网架结构。
施工范围包括：钢网架、屋面的制作、安装。
（材料、采购、制作、防腐、出厂验收、包装、运输、现场保管、现场安装和验收）主体结构见下图：2.工程特点及难点2.1支座为焊接球连接形式，即焊接球与底板焊接后整体安装与基础地脚螺栓通过螺帽连接，上部杆件与焊接球采用焊接连接。
2.2干煤棚为大空间网架结构，采用空中散装法安装，施工难度大、风险高。
2.3底部两层杆件通过焊接球焊接连接，其余上部杆件通过螺栓球采用高强螺栓连接。
劳动力计划表2.4网架屋面为半圆弧形屋面，彩钢板须按照屋面弧度放样制作。
3.参加作业人员资格、要求和数量3.1 参加施工的人员要求体质良好、年富力强，并有多年或丰富的现场施工经验。
3.2 所有施工人员必须经过三级安全教育并且合格，具有较强的安全意识，施工过程中要做到“三不伤害”。
3.3.所有施工人员工作前必须经过技术交底，应具有较强的质量意识，牢固树立“百年大计，质量第一”的思想。
3.4参加作业的人员应进行过职业道德教育，有较强的敬业精神。
3.5特殊工种工作人员均应持证上岗。
3.6所有现场操作人员均应服从管理人员统一调度，做到政令畅通、上下一致。
3.7参加作业人员的数量4.主要机械及工器具主要施工机械表4.1大型机具配备4.3屋面施工工具及所需工具有：4.4测量工具4.5 起重工具4.6安全设施施工准备的重要意义在于创造有利的施工条件，从技术、物资等各方面作好充分的准备。
使得工程施工能连续、均衡、有序地进行。
搞好施工准备对提高工程质量，缩短工程建设工期，确保安全等提供了有力保证。
施工准备主要内容如下：5.1技术准备图纸会审、交底进场后，在项目技术负责人的主持下，组织施工、技术、质量预算管理人员，认真学习合同内容，施工图纸、施工规范、操作规程以及有关上级和当地的质量若干规定及其它文件要求，尽快召开施工图纸交底会审会议。
浅谈圆形煤场网壳安装方法
等。 ３２作 业 条 件 。 ． （ ）安 装 前 应 对 网架 支 座 轴 线 与 标 高 进 行 １
复测 。 网架轴线 、 标高位置必须符合设计要求和 相关标准规定 。钢结构制作 、 安装 、 验收及土建 旌工用 的量具 ， 应按同一标准进行鉴定 ， 并应具 有相 同的精度 。（ ） ２ 安装前 ， 应对柱顶混 凝土强 度进行检查 ，柱顶混凝土强度必须符合设计要 求 和 国 家现 行 有 关 标 准 的 规 定 以后 ，才 能 进 行 网壳 安装 。（ ） ３ 网壳在预拼装前应对所有杆件 、 球 等 零 部 件 的数 量 、 格 、 行 全 面 检 查 。 ４ 在 规 进 （） 网壳组对 的过程应进行跟踪测量 ，如发现偏差
为重要 。
参 考 文 献
ＩＩ 治． ｌ罗尧 大跨 度储 煤 结构 — — 设 计 与 施 ｓ［］ －ｚ．
［１ ， ２ 卓新 董石麟． 大跨度球 面网壳的悬挑 安装法
与施 ３ 内力分 析 ［］ ７ ＿ ｚ．
责 任 编 辑 ： 雨 张
一
２ — ７１
建 筑 工 程
科
浅谈 圆形煤 场 网壳 安装 方法
宝金 良 魏 震 南
（ 尔滨 工 业 大 学 空 间钢 结构 幕 墙 有 限公 司 ， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １ ００ ） ５ ０ ０
摘 要： 随着社会对能源 、 基础建设需求的 日益增加 ， 电力、 煤炭 、 泥等行 业中对 大型储煤储料设施得到 了很 大的发展 和应用。这些设施起 到 水
一 一
４２第 １ ２ ． ３～ １环
网架 吊装 。 （ ） 杆 制作 。 １拔 根 据所需 吊装 的角锥单 元重量 自行 设计独 角 图２小拼单元吊装过程 拔杆。 拔杆形式各异 ， 附图 ３中为我们 自行设计 的独角拔杆。 为减小吊装过程中拔杆 的弯距 ， 在 拔杆的上部设有 钢索 ， 并对钢索施加了预张力 ， 形成了类似于张弦粱 的体系 ，在 吊装时基本形 成弯距 的 自平衡 。 拔杆上设 有多个 吊环 ， 可根据 吊装 角 锥 的 安 装 位 置 的水 平 距 离 确 定 选 用 的 吊 环。挂钩和绳索起到固定拔杆 的作用 。
某干煤棚网架结构设计方案
某干煤棚网架结构设计方案(一)、技术部分说明1、我方投标文件满足招标货物性能及技术参数要求：本工程干煤棚采用三心圆柱面网架，上弦支承，基础为桩基础。
干煤棚长度为65.6m，跨度为100m。
干煤棚采用单层压型钢板维护，檩条采用镀锌檩条。
煤棚系统由主体结构、屋面结构，主体结构为钢网架。
干煤棚屋面轴线投影面积为100×65.6m,网架下弦净高约26m。
屋面结构上铺单层压型钢板，檩条采用C型冷弯薄壁型钢。
干煤棚已设置供检修维护人员到达干煤棚顶检修更换棚顶照明灯的有效设施。
（详见施工图）2、所有产品质量关键技术参数都达到要求：（详见施工图）A、设计参数：抗震设防烈度：6度（0.05g）。
设计使用年限:50年屋面恒荷载：0.3 kN/m2；(不含网壳自重)屋面活荷载：0.3 kN/m2；风荷载：基本风压：0.40kN/m2；地面粗糙度类别：B类；杆件最小截面：φ76×4杆件容许应力[σ]≤180N/mm2,容许长细比[λ]≤180。
体型系数、局部风压体型系数（验算维护构件及其连接）、风振系数等参数来源于本工程或类似工程的风洞试验结果。
B、荷载组合应严格满足《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001，2006版）的要求。
当风荷载与恒载及其他活荷载组合时，风荷载的荷载组合系数取1.0。
3、杆件的最小截面为φ了89X4，详见施工图材料表。
4、施工图中杆件的防腐已达到要求为：底层：无机富锌或环氧磷酸锌防锈底漆，工厂涂装，干膜厚不少于70um；中层：环氧云铁或环氧磷酸锌防锈漆，工厂涂装，干膜厚不少于60um；面层：聚氨脂或氟碳防腐涂料面漆，现场涂装，干膜厚不少于70um。
5、施工图中关于钢网架的防火已达到要求为：钢网架距地面15m高度范围内须刷防火涂料，防火涂料采用薄涂型防火涂料，厚度2～7mm，耐火极限1小时。
6、施工图设计说明中关于压型钢板已达到要求为：压型钢板原板材采用0.53mm厚彩色单层镀锌钢板。
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]。
钢网壳的应用 3
干煤棚常用结构形式
平面结构
排 架 结 构 门 平 式 面 刚 拱 架
空间结构
刚性体系
柔性体系
杂交体系
网架、网壳
网架、网 索和膜结构 壳组合 Nhomakorabea网壳
柱面网壳
圆 柱 面 网 壳
三 心 圆 柱 面 网 壳
折 线 型 柱 面 壳
球 面 网 壳
其 他 曲 面 网 壳
圆 柱 面 壳
三 心 圆 柱 面 壳
分条分块吊装法
悬挑施工方法
悬 挑 施 工 方 法
活 动 支 架 滑 移 法
单 元 分 块 滑 移 法
折 叠 展 开 式 法
干煤棚维护结构
檩条：主次檩条结构 屋面板：单层彩钢板 采光带：FRP采光板
屋面维护结构节点
单层彩钢板与FRP采光板
球面壳
肋环型 凯威特型 联方
正 放 四 角 锥
斜 放 四 角 锥
交 叉 桁 架
三 角 锥
肋环形
凯威特型
联方型
节点形式
干煤棚的工艺设备
支 座 节 点
干煤棚结构的施工
高空散拼法 分条分块吊装法 悬臂安装法 滑移法 整体提升法 折叠展开式法
高 空 散 拼 法
折 线 形 柱 面 壳
球 面 壳
干煤棚设计要点
结构选形要满足工艺要求 风荷载是主要荷载 支座设计是关键 防腐设计高要求
荷载
风荷载 恒荷载 活荷载 雪荷载 地震作用 温度作用 支座变位
常用网格形式
正放四角锥 斜放四角锥 三角锥 交叉桁架
(完整word版)108米跨度干煤棚三心圆柱面网壳研究与设计
本工程108´90正放四角锥螺栓球上弦支承Ø159´10Ø 260442001二、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。
热电厂120米跨干煤棚网壳积存滑移法施工技术
120米跨干煤棚网壳积存滑移法施工技术【摘要】华能北京热电厂干煤棚采纳螺栓球节点三心圆柱面网壳结构。
网壳平面尺寸为120m×210m，跨度为120m，网壳顶标高为，网壳厚。
这在目前国内同类结构中属最大跨度的网壳工程。
为了不阻碍原有发电厂的正常工作和降低工程的施工造价，经多方论证，本工程采纳了一种先进的网壳施工方式—网壳积存滑移法。
本文详细介绍了积存滑移的施工方式、滑移的施工验算及滑移节点构造等。
【关键词】三心圆柱面网壳网壳积存滑移法滑移节点构造滑移施工进程验算一、工程概况华能北京热电厂干煤棚采纳螺栓球节点三心圆柱面网壳。
网壳平面尺寸为120m×210m，总投影面积25200m2，网壳顶标高,为我国目前跨度最大的柱面网壳结构。
在干煤棚纵向设有一道宽的伸缩缝，将网壳一分为二，分为东、西两块。
西块网壳的西侧立面为落地封锁式。
网壳支承形式为对边上下弦落地双支座支承，所有落地节点全数设有支座。
图1为网壳滑移完第一滑移单元，正在滑移第二单元时的情形，图2所示为该网壳结构的平面与东立面图。
二、网壳安装方案（一）安装方案的选择由于本工程属扩建工程，是在原有堆煤场的基础上加盖一个煤棚，使煤在储运进程中粉尘可不能飞扬，有利于环保。
同时，甲方要求在网壳安装时不能阻碍电厂的正常发电。
因此，采纳传统的搭设满堂脚手架进行网壳安装的施工方式必将阻碍电厂发电工作。
适合于干煤棚网壳的安装方案要紧有满堂脚手架高空散装法、折叠展开式安装法、分条分块安装法、滑架法、积存滑移法等。
其中唯有积存滑移法占据堆煤场地最小，技术先进，施工现场文明、经济、平安。
由于本工程跨度达到120m，这在目前国内同类结构中，属于最大跨度的工程。
因此，在网壳安装之前，对网壳施工的方案进行了详细的论证；对网壳各施工时期在滑移进程中杆件受力与位移转变的阻碍进行了详细的分析与计算，并编制了施工组织设计，以确保网壳在施工进程中平安滑移到位。
（二）滑移单元及顺序依照电厂发电要求及网壳结构特点，网壳分成东西两块，依照现场情形西块先安装，东块后安装。
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。
干煤棚三心圆网壳工程实际案例
三心圆网壳工程实际案例北京首钢国际工程技术有限公司 张渊 整理案例一：XX 电厂是XX 电力设计院按2000年示范电厂模式设计的2*330MW 火力发电厂，其大跨度干煤棚通过反复比较，最后采用了改进的带直段的三心圆网壳结构，如下图。
干煤棚网壳网格尺寸3.75 m *3.75 m *2.8m ，钢筋混凝土柱支承、柱高度2.5 m 、纵向间距7.5 m 。
同常规的落地三心圆不同，带直段的三心圆网壳方案具有以下优点：1、 小圆圆心高度为10 m 左右，能有效地解决网壳支座被煤腐蚀的问题，避免支座附近杆件被煤压弯及被推煤机撞坏的可能事件的发生；2、 干煤棚网壳柱支承柱纵向间距7.5 m ，必要时可以在柱间抽空局部杆件，方便推煤机沿横向出入，加强了干煤棚和露天煤场的联系，改善了交通组织；3、 在同等有效容积的前提下，干煤棚跨度S 可以减少10%左右，占地面积相应减少。
干煤棚网壳的外形：跨度S 可以根据工艺专业提供的堆煤线和斗轮机运行包络线确定，网格尺寸L 一般为3.75~4m ，另外根据推煤机运行的空间尺度要求，图中的N3一般取2。
确定的未知数5个：小圆的网格数 N1和半径 R1，大圆的网格数 N2和半径 R2、相交角x ；其中隐含的条件为大圆小圆的网格数均为整数且网格尺寸L 相等，直线段、三圆弧段在交点处相切。
根据上图，分别对于小圆和大圆有：1212111N x Cos R N xSin R N x Sin L=-=π 即：1212N x Sin L R = （公式1-1）2222222222N x Cos R N x Sin R N x Sin L -=--=-ππππ 即：2222N Sin L R = (公式1-2) 2R1+2*(R2-R1)*Cos (x)=S (公式1-3) 成立；简化，建立以x 为未知变量的函数F(x)： F(x)=S --12N xSin L （--222N x Sin L π12N x Sin L ）*Cos （x ）=0； 根据工程经验，N1建议的取值范围为： 2、3、4；显然：S<=(2N1+N2)*L<=0.5*3.14*S ，即N2为满足：(S/L-2N1)<=N2<=(0.5*3.14*S/L-2N1)的整数，在0<x<π/2之间，x 有解，利用二分法编制计算机短程序求解出x 和对应的N1 、N2。
大跨度干煤棚网壳施工技术应用
２ 千煤 棚 网架 的质量 控 制及施 工 方案 ２ ． １ 质 量控 制
是应严 格按照施 工标 准对原材 料进行 检验 ， 并确保 零 件 在 出厂 之前做好 全丽 的复检工作 ； 二 是应及 时检查 网架组 装 过程中 的基准轴线位置 与垂直度偏差 ， 一旦发现偏差失误 ， 工作人员应及时纠 正； 三是在 网架安 装之后 ， 应 注意同步拆卸 支架 ， 以防因应力集 中而导致 网架产生变形情况 ； 四是在 网架 安装过程 中应 注意支座 的受力情 况 ， 并严格按 照施工规 范安 装 固定 支座或 滑动支座 ； 五是应严 格检查施工 中的所 有工序 环节 ， 做 好质量控制措施 。同时 ， 施工单位 还应始终坚持 自检 与互检模式 ， 以防网架支护过程 中出现质量 问题 。
３ 大 跨 度干煤 棚 网壳 的施 工技术
３ ． １ 选择 施 工方案
根据 圆柱面干 煤棚 网壳 施工特 点分析来 看 ， 其施工 可 以 选择高空散装法 、 滑移脚手 架法以及滑移 网架法等三种方案 ， 具体施 工时 ， 应根据施 工单 位实际技术水平而定 ， 但 上述所有 的施工 方案都必须使用脚手架设施 。本文 主要 以新建兴保铁 路 一期工程 冯家川煤 炭储运 装系统钢 网壳大棚工 程为例 ， 根 据 工程 的外形 尺寸来 看 ， 所搭设 的脚手架应 与 网壳 截面 的相 似， 并使用滑移脚 手架 ， 且在搭设 过程中应充分考虑 自 身 的稳 定 问题 。 由于脚手 架租赁 及搭设过 程 中会产 生较大费 用 ， 因 而施 工前还应做好费用的预算措施 。 根 据本次 施工单位 的实 际经验 ， 以及在 充分考 虑工程 结 构特点 的基础上 ， 此 次工程应 该采用无 脚手架地 面分单元 的 提升方法进行施 工。
120 m跨度干煤棚网壳累积滑移法施工技术
ＬＡＴＴＩ ＣＥＤ Ｈ ＥＬＬ Ｓ ｏＦ ＮＤｏ ｏＲ Ｉ Ｃｏ ＡＬ Ｔｏ ＲＡＧ Ｅ Ｓ ＹＡＲＤ
Ｚｈ ａ ｇ ＹａｎＹｏｎ ｈ ｇ Ｚｈ ｇ Ｇｕｄ ｏｕＧｕ ｎ ｅｎ ｇｚ ｏｎ ａｎ ｉｉ （ ｅｉｎ ￣ ｕｈ ａ ｔＬａｔ ｅ ｒｍ ｅＱ ） ．．ｄ Ｈａ ｇ ｈ ｕ ３１ ２ ９） Ｚｈ ｊ ｇ ａ ｔｅ ｓ ｔｉ ｄ Ｆ ａ ｃ １ｔ ｎ ｚｏ １０ Ｘｉ ｌ ａｏ Ｃｈ
摘 要 华 能 北 京 热 电厂 干 煤 棚 采 用 螺 栓 球 节 点 三 心 圆柱 面 网 壳 结 构 。 网 壳 平 面 尺 寸 为 １０ｍ ｘ２０ｍ ， 度 为 ２ １ 跨 １０ｍ， 壳 顶 标 高为 ４ ．５ｍ， 壳厚 ３ ８ｍ。这 在 目前 国 内 同类 结 构 中属 最 大 跨 度 的 网 壳 工 程 。 为 了 不 影 响 原 ２ 网 ３７ 网 ． 有 发 电 厂 的 正 常 工作 并 考 虑 降 低 工 程 造 价 ， 多 方 论 证 ， 用 了一 种 先 进 的 网 壳 施 工 方 法— — 网 壳 累积 滑 移 法 。 经 采 详 细 介 绍 了 累积 滑移 的 施 工 方 法 、 移 的 施 工 验 算 及 滑 移 节 点构 造 等 。 滑 关 键 词 三 心 圆 柱 面 网壳 网 壳 累积 滑 移 法 滑 移 节 点 构 造 滑 移 施 工过 程 验 算
跨 度最 大 的柱 面 网壳结 构 。在干 煤棚 纵 向设有 一道 １５ｍ 宽 的伸 缩缝 ， 网壳 分 为东 、 两 块 。西 块 网 ． 将 西 壳 的西 侧立 面 为落地 封 闭式 。 网壳支 承形 式为 对边 上下 弦落 地 双支 座 支 承 ， 有 落 地 节 点 全部 设 有支 所 座 。图 １为 网壳 滑 移 完 第 一 滑 移 单 元 ， 在 滑 移第 正 二 单元 时 的情况 ， ２所示 为该 网壳 结 构 的平 面 与 图
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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近年来，新建的火力发电厂干煤棚一般采用落地的三心圆网壳结构，国内陆续建设完成一批项目并投入实际生产运行。
投运后的情况根据运行单位的反映：网壳支座落地时，支座常被煤场堆煤所淹埋，支座腐蚀严重；与之相连的网壳杆件（钢管）被煤压弯的情况时有发生；支座处网壳净空小妨碍推煤机运行，空间利用率差，作为改进措施，不得不又在煤棚内靠近支座处新建3~4米高的通长钢筋混凝土挡煤墙。
黄石西塞山电厂是中南电力设计院按2000年示范电厂模式设计的2*330MW 火力发电厂，其大跨度干煤棚通过反复比较，最后采用了改进的带直段的三心圆网壳结构，如下图。
干煤棚网壳网格尺寸3.75 m *3.75 m *2.8m ，钢筋混凝土柱支承、柱高度2.5 m 、纵向间距
7.5 m 。
同常规的落地三心圆不同，带直段的三心圆网壳方案具有以下优点：
1、 小圆圆心高度为10 m 左右，能有效地解决网壳支座被煤腐蚀的问题，避免支座附
近杆件被煤压弯及被推煤机撞坏的可能事件的发生；
2、 干煤棚网壳柱支承柱纵向间距7.5 m ，必要时可以在柱间抽空局部杆件，方便推煤
机沿横向出入，加强了干煤棚和露天煤场的联系，改善了交通组织；
3、 在同等有效容积的前提下，干煤棚跨度S 可以减少10%左右，占地面积相应减少。
干煤棚网壳的外形：跨度S 可以根据工艺专业提供的堆煤线和斗轮机运行包络线确定，网格尺寸L 一般为3.75~4m ，另外根据推煤机运行的空间尺度要求，图中的N3一般取2。
确定的未知数5个：小圆的网格数 N1和半径 R1，大圆的网格数 N2和半径 R2、相交角x ；其中隐含的条件为大圆小圆的网格数均为整数且网格尺寸L 相等，直线段、三圆弧段在交点处相切。
根据上图，分别对于小圆和大圆有：
1212111N x Cos R N x
Sin R N x Sin L
=-=π 即：1212N x Sin L R = （公式1-1）
22222
22222N x Cos R N x Sin R N x Sin L -=--=-ππππ 即：22222N x Sin L R -=π (公式1-2) 2R1+2*(R2-R1)*Cos (x)=S (公式1-3) 成立；
简化，建立以x 为未知变量的函数F(x)： F(x)=S --12N x
Sin L （--222N x Sin L π1
2N x Sin L ）*Cos （x ）=0； 根据工程经验，N1建议的取值范围为： 2、3、4；显然：S<=(2N1+N2)*L<=0.5*3.14*S ，即N2为满足：(S/L-2N1)<=N2<=(0.5*3.14*S/L-2N1)的整数，在0<x<π/2之间，x 有解，利用二分法编制计算机短程序求解出x 和对应的N1 、N2。