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儲煤棚網架結構經歷了從平面結構到空間結構的演進,現代工程主要采用以下形式:
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柱面網殼結構:這是目前最主流的結構形式,特別是三心圓柱面網殼(由三段不同曲率的圓弧構成)應用廣泛。例如,河南鴨河口電廠的干煤棚跨度達108米,采用的就是這種結構,它能更好地匹配斗輪機作業范圍,實現內部空間高效利用
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螺栓球節點網架:桿件通過高強度螺栓與鋼球節點連接,形成穩定的空間網格。這種結構便于工廠化生產、現場安裝快捷。內蒙古錫林浩特某電廠的“蠶繭形”煤棚(跨度103米)即采用螺栓球節點正放四角錐網架
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結構演進:早期多采用平面桁架或拱形鋼架,用鋼量較大(約100公斤/平方米)。隨著計算機技術和有限元分析的發展,受力更合理、更節省鋼材的空間網格結構(用鋼量40-70公斤/平方米)已成為絕對主流
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??? 荷載分析與設計要點
儲煤棚網架設計需綜合考慮多種荷載,其中一些荷載的效應較為特殊:
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風荷載:大跨度網架對風荷載非常敏感。由于規范可能無法完全覆蓋此類異形結構的風荷載體型系數,常需借助計算流體動力學(CFD)軟件(如Fluent)進行風洞數值模擬,以確定結構表面更準確的風壓分布。研究發現,對于平行布置的雙煤棚,其相鄰區域和通風天窗頂部可能出現較大的負壓(風吸力)
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雪荷載:不均勻分布的雪荷載是導致網架垮塌的重要誘因之一。設計時必須考慮雪在屋面的不均勻分布、半跨積雪等情況。南陽熱電廠的干煤棚垮塌事故就警示我們,大雪(尤其是不均勻雪載)是此類結構的重要風險源
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其他荷載:還包括溫度作用(因結構尺度大,溫度變化引起的應力顯著)、地震作用(根據設防烈度考慮)、積灰荷載(建材、冶金行業需考慮,電廠儲煤場環境較好一般可不考慮)以及永久荷載(結構自重、屋面維護、懸掛設備等)和活荷載(屋面檢修等)
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