干煤棚选型与设计.pdf

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1、第二届现代结构工程学术研讨会干煤棚选型与设计完海鹰苑葬(合肥1业大学上建学院合肥230009)(合肥1几业大学上建学院合肥230009摘要:文中介绍了火力发电厂1煤拥结构的发展，并结合某发电)拟建于煤拥的实际情况，通过分析比较，建议采川双对边支承伪落地‘心圆妇面网壳的结构形式。文中着重从结构选型、结构分析计算以及支座设计等方面，介绍了该I煤栩选型、设计的个过程，11`41此过程中运)}}户1,114建筑科学研究院结构所编制的空间网架网壳结构设计程序MSGS进行结构分析和设计，得到了此有价位的结论关键词:一心MI#IAIWti环保沪水，掣结构ANI支座设计Y一、oil胃随着我国电

2、力事业的发展，干煤棚得到了广泛的建设与研究。一般来说，干煤棚结构的主要作用就是在煤场上加盖，以防止煤炭下雨时受淋和刮风时污染环境，是一项节能和环保工程。早在八十年代以前，这种结构大多采用平面两铰拱或三铰拱，其耗钢量一般在100kg/时左右。但随着计算机技术在结构计算与设计领域中的发展，卜煤棚开始越来越多地采用空间结构形式。平面两铰拱或三铰拱虽能做到很大跨度，且拱可直接落地而无需纵向排架柱，但仍需很强的平面外支撑来保证拱的平面外稳定;单根杆件的内力较大，拱杆件本身所需截面很大，因而裕个结构的耗钢量较大。与此相对，空间结构不仅能做到很大跨度，受力呈空间状态，整体刚度大:单根杆件受力

3、较小，用钢量较少，经济效益好。表1给出了国内部分一1几煤棚工程的平面尺寸、结构形式及技术经济指标。表1国内部分干摸棚结构技犬a济指坛l:程名称结构形式柱距(m)长度(m)基本风压)月钢量(kN/m')(kg/.`)石洞日电]铰拱7(m3.6)751203(0m4)0.72122.5石洞口折线拱102.21010042.50.55166_声谏壁电厂两铰拱73.87.597.528.645so台州电]一期三铰拱757.582.531.472129d1西被LI1煤球面网壳o--47.21i14.64020.2库整网状简壳103.54.08032.90.6062.2发电厂台州电声四期网

4、状筒壳80.1441582.533.740.7250们西贵澳电厂局部三层网壳69m+悬挑1050.50352"6.883(A7A.}2)余陵住面网壳73.83.756028.7180.50l才刁化1工业建筑2002年增刊二、结构选型(一)干煤棚空间结构形式该发电厂拟建大跨度「煤棚的设计跨度为95m，长度为120m。目前，可供选作干煤棚的空间结构主要形式有:双层网状简壳、双曲扁网壳、球面网壳及斜拉网壳。通常，千煤棚工程跨度虽大但建筑功能要求不高，其有效空间一般呈梯形，比较接近圆柱拱弧形断面。工程上可采取屋面构造简单的落地单心圆柱面网壳结构。然而落地单心圆柱而网壳由于环向力的作用，

5、其支座处有着较大的水平推力，这往往会给基础设计带来很大的困难。实际工程中减小支座处水平推力的方法也较多，如增加拉杆、增设止推结构、曲线过渡法等。采用曲线过渡法将网壳设计成更符合工艺和受力要求的三心圆柱面网壳，不仅可使力流沿弧线传递给基础，同时还可舒缓网壳中段弧度，降低结构矢高。三心圆柱面网壳尤其适用于对建筑高度有严格限制的情况。(二)外形确定该发电)干煤棚外形是通过曲线拟合得到的三心圆柱面网壳，如图1。大圆半径R1=69.79m，小圆半径R2=24.81m。在方案阶段，我们还根据实际工艺要求作了满足矢高和跨度要求的单心圆柱面网壳方案(R=48.99F(矢高)=37m)，并对两种

6、方案分别进行计算分析。结果表明，在同样荷载作用下，三心圆柱面网壳较单心圆柱面网壳的:(I)网壳高度小15%左右;(2)网壳外表面展开面积少5%左右:(3)卜下弦杆件内力及网壳整体挠度要大10%左右;(4)单位用钢量多10%左右:(5)支座反力小10%左右。在综合考虑了各方面因素后，确定采用落地三心圆柱面网壳形式。31.004-门巴66山L卜9兰a2加0FLt0的9.500图1三心圆柱面网壳(三)网格划分网格划分对柱面网壳结构的优化具有明显影响。网壳的厚度不仅与波跨比有关，还取决于网格尺寸的大小:当网格尺寸较小(网格较密)时，厚度可有所降低。网格尺寸一般由跨度、屋面板擦距及钢管供

7、货长度等综合确定(四)支承布置方式该工程通过计算分析比较了相同荷载作用下，上弦对边支承、下弦对边支承以及上下弦双排对边支承三种支承情况下网壳最大支座反力、杆件最大拉压力(见表2)以及杆件和焊接球的总用IN量，最后决定采用双排对边支承的布置形式。表2不同支承条件网壳分析比较最大支座反力(KN)杆件最大应力(KN)用钢量(吨)R盆RyRZ拉力压力卜弦对边支承一0.0763-290.9016-436.4423363.1880780.8732287.5147卜弦对边支承-0.{M01-290.420