鋼鐵企業(yè)封閉式料場建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及工程實例_圖文

1、京津冀鋼鐵業(yè)清潔生產(chǎn)、環(huán)境保護交流會鋼鐵企業(yè)封閉式料場建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及工程實例張淵王兆村張孝輪（北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司工業(yè)建筑設(shè)計研究所，北京）摘要本文介紹了鋼鐵企業(yè)料場封閉的意義，及現(xiàn)代鋼鐵廠封閉式料場常采用的建筑設(shè)計及結(jié)構(gòu)形式。同時對應(yīng)不同結(jié)構(gòu)類型，給出北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司所設(shè)計的典型工程實例，為鋼鐵企業(yè)封閉式料場的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了參考。關(guān)鍵詞封閉式料場網(wǎng)架結(jié)構(gòu)雙層三心圓網(wǎng)殼張拉整體結(jié)構(gòu)前言露天堆場造成揚塵污染現(xiàn)已成為原料生產(chǎn)、運據(jù)此可以增加每天的出焦孔數(shù)增加焦炭產(chǎn)量，同時由于人爐煤水分的降低，可以降低煉焦耗熱量，每降低的水分可以節(jié)省煤的能源。輸、貯存過程中無組織排放的主要污

2、染源。揚塵污染不但造成大量的物料流失和巨大的經(jīng)濟損失，而且會對環(huán)境產(chǎn)生巨大影響。以往最簡單的辦法就是“覆蓋法”即采用大面積的塑料網(wǎng)布將料場原料進行覆蓋，再配合防風抑塵網(wǎng)進行隔離。這種辦法成本相對較低，操作起來難度較小，但是在環(huán)境保護要求日趨嚴格的今天。已達不到最新的環(huán)保標準且其受天氣條件影響較大不能的抑制揚塵而且原料容易受到雨水浸蝕，影響使用質(zhì)量。封閉式料場則可以實現(xiàn)原料的全封閉式儲存和輸送能夠徹底杜絕料場揚塵現(xiàn)象既能有效減少對周邊環(huán)境的污染，同時具有單位面積貯量大、物料損失小且易于物料分類堆存的特點，比傳統(tǒng)的防風抑塵網(wǎng)更具推廣優(yōu)勢。封閉料場的建筑設(shè)計近些年來，隨著小高爐，小燒結(jié)機的淘汰，帶來

3、鋼鐵廠料場越來越大，同時其廠料場的跨度也越來越大。因此現(xiàn)代鋼鐵料場具有儲量多，空間大的特點。為了滿足存儲和作業(yè)空間，料場封閉結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)形式為大跨的網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。其建筑設(shè)計具有以下特點：封閉料場的屋面封閉料場結(jié)構(gòu)屋面板一般宜選用具有輕質(zhì)、高強、耐久，及防水等性能的輕型屋面板，但對保溫、隔聲等性能并不做要求，同時要求材料構(gòu)造簡單，施工方便，并能工業(yè)化生產(chǎn)。目前使用最多的是壓型鋼板。一般為熱鍍鋅鋼板或彩色鍍鋅鋼板，經(jīng)過輥壓冷彎成各種波形，具有輕質(zhì)、高強、美觀、耐用、施工簡便、抗震、防火等特點。壓型鋼板根據(jù)波高可分為高波板（波高）和低波板（波高）。根據(jù)板型連接方式不同可以分為搭接、咬邊和卡扣連接。

4、目前壓型鋼板的加工和安裝已經(jīng)標準化、工程化、裝配化，其中最大允許檁距可根據(jù)板型、支撐條件、荷載及芯板厚度，由產(chǎn)品規(guī)格中選用。封閉料場采光采光可分為人工采光和自然采光。人工采光一般在料場內(nèi)設(shè)置燈具：自然采光可以采用屋面采光帶，即屋面上鋪設(shè)可以透光的采光板進行采光。一料場封閉的意義根據(jù)相關(guān)研究，通過優(yōu)化料場結(jié)構(gòu)及堆存方式，封閉式料場在相同儲料能力的條件下占地面積僅相當于原露料場的可以大大提高場地利用率。料場封閉后還可以減少向大氣中無組織排放的物料，根據(jù)相關(guān)企業(yè)的經(jīng)驗封閉料場可比露天料場減少的排放量為物料的千分之到，因此料場封閉后每年向大氣中排放的物料量可大大減少，同時也可將這部分物料作為寶貴的資源

5、進行利用。此外，料場封閉后，避免物料受雨淋，有效控制物料中的水分，減少物料隨雨水的流失。以焦化為例每降低的水分可以縮短結(jié)焦時間為一京津冀鋼鐵業(yè)清潔生產(chǎn)、環(huán)境保護交流會般料場自然環(huán)境較差，灰塵大，因此采光帶一般容易積灰，進而影響采光效果，因此在選擇采光帶時應(yīng)注意采光帶的自潔性，如有需要可設(shè)置馬道，以此外有些料場由于場地限制，網(wǎng)殼不能落地，導致傳導到柱頂?shù)乃酵屏Υ?，這時一般采用張拉整體結(jié)構(gòu)。張拉整體結(jié)構(gòu)是由一組互相獨立的受壓桿與一套連續(xù)的受拉索構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)。它的幾何形狀和剛度與體系內(nèi)部的預應(yīng)力大小直接有關(guān)。預應(yīng)力拉索和撐桿的設(shè)置，使網(wǎng)殼拱的作用與拉索形成一種自平衡的結(jié)構(gòu)體系，有效減小了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

6、在柱頂拱腳的水平推力，并降低了結(jié)構(gòu)的矢高。因此對于不落地的屋蓋結(jié)構(gòu)，該體系具有明顯的優(yōu)勢，可以大大減小柱截面的大小。便于定期清理。封閉料場通風建筑通風分為自然通風和機械通風。由于一般的封閉料場內(nèi)沒有大的熱源，聊場內(nèi)操作人員也較少，因此對通風沒有太高的要求，適當設(shè)置進風就能滿足廠房內(nèi)通風換氣的要求。所以目前料場常用的方法是采用自然通風。一般不封山墻或者半封山墻，還有是將料場兩側(cè)通長開敞。封閉料場排水一般的建筑排水方式分為無組織排水和有組織排水。獨立的封閉料場一般采用無組織排水。如做雙連跨網(wǎng)殼，一般采用有組織排水，這時排水通過內(nèi)天溝匯集后，經(jīng)過排水管排到室內(nèi)排水溝，并通過室內(nèi)排水溝排出室外并進入室

7、外的雨排水系統(tǒng)。典型工程實例結(jié)合自身在鋼鐵企業(yè)原料場工程設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)驗積累北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司積累了大跨度料場封閉設(shè)計的豐富經(jīng)驗，能夠提供網(wǎng)架、三心圓網(wǎng)殼、預應(yīng)力鋼網(wǎng)格及預應(yīng)力管桁架等大跨度料場封閉技術(shù)服務(wù)，在滿足工藝要求下設(shè)計成品具有能充分利用場地空間、經(jīng)濟指標優(yōu)越、結(jié)構(gòu)外立面美觀、結(jié)構(gòu)安裝施工快捷等顯著特點。公司先后完成了如遷鋼原料系統(tǒng)噴吹煤料場干煤棚、山西長治市瑞達工業(yè)園區(qū)焦化干煤棚、京唐灰石料場封閉等工程。雙層三心圓網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)工程實例一：圖，圖為遷鋼原料系統(tǒng)噴吹煤料場干煤棚，采用雙層三心圓網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)沿兩縱邊支撐，單側(cè)山墻封閉，結(jié)構(gòu)跨度，縱向長度封閉料場的結(jié)構(gòu)設(shè)計料場

8、封閉的主要結(jié)構(gòu)形式有：（）門式剛架結(jié)構(gòu)；（）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；（）雙層三心圓網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)；（）張拉整體結(jié)構(gòu)。其中門式剛架結(jié)構(gòu)是一種平面受力體系，它采用橫梁與柱協(xié)同工作，使橫梁和跨中彎矩和撓度大幅下降，因而使其跨越大空間的能力較簡支梁大大增加。但由于其屬于平面受力體系，如將其應(yīng)用于大跨度煤棚，則其用鋼量較大，不經(jīng)濟。近些年來，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在干煤棚的建設(shè)中被廣泛應(yīng)用網(wǎng)架和網(wǎng)殼是常用的空間結(jié)構(gòu)形式。從受力性能上?？臻g網(wǎng)格結(jié)構(gòu)采用大致相同的網(wǎng)格組成空間交匯的桿件體系，承重結(jié)構(gòu)與支撐體系合二為一。從而有效地改變了桁架結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。桿件主要承受軸向力，使得材料特性能得到充分的發(fā)揮。采用空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的干煤棚的平均用鋼

9、量為。網(wǎng)殼高，網(wǎng)殼厚度，網(wǎng)格尺寸。網(wǎng)殼采用下弦支撐。干煤棚網(wǎng)殼桿件、規(guī)格：、，桿件均為一鋼。比以往采用門式剛架或拱結(jié)構(gòu)的平均用鋼量降低了以上。此外，空間網(wǎng)架及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其空間剛度大，制作安裝簡便，節(jié)點連接采用螺栓球節(jié)點，避免大量的現(xiàn)場焊接工作量，其零配件工廠加工。使產(chǎn)品工廠化，確保工程質(zhì)量，運輸和安裝方便，可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用散裝、分條拼裝等安裝方法。以上這些優(yōu)點都是其得以大面推廣的原因。圈盈盈圓圈瞄、，圖遷鋼噴吹煤料場干煤棚建成后圖京津冀鋼鐵業(yè)清潔生產(chǎn)、環(huán)境保護交流會工程實例二：山西長治市瑞達工業(yè)園區(qū)焦化干煤棚跨度為，其布置圖如圖所示。該地區(qū)抗震設(shè)防烈度度（），類場地，地震分組第二組，場

10、地設(shè)計特征周期為。結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼高，網(wǎng)殼厚度。網(wǎng)格尺寸網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程實例三：圖為首鋼京唐鋼鐵公司石灰料場廠封閉工程剖視圖。該地區(qū)抗震設(shè)防烈度度（），類場地，地震分組第一組，場地設(shè)計特征周期為。該工程屋面采用平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，平面尺寸為。經(jīng)計算得到干煤棚網(wǎng)殼桿件規(guī)格：、。共個鋼筋混凝土獨立支。承柱，其橫向柱距為，縱向主要柱距為、，桿件均為一鋼。為控制結(jié)構(gòu)跨中撓度，提高整體剛度，網(wǎng)殼采用上下弦支承。為避免溫度應(yīng)力，結(jié)構(gòu)沿縱向每隔設(shè)置一道溫度伸縮縫，因此結(jié)構(gòu)縱向計算長度為。結(jié)構(gòu)整體模型如圖所示：邊列處支承柱高度為，屋脊處支撐柱高度為，網(wǎng)殼屋脊高度為。網(wǎng)殼厚度為。網(wǎng)格尺寸為。經(jīng)計算得到屋面網(wǎng)殼桿件規(guī)格：、，。主材

11、采用一鋼，維護結(jié)構(gòu)采用一鋼。鋼筋混凝土獨立支承柱為矩形等截面柱，為減小網(wǎng)殼在溫度作用下的支座水平反力，外圍周圈支承柱設(shè)橡膠墊支座。堆場封閉墻皮和屋面均采用單層彩色壓型鋼板維護網(wǎng)殼支承柱之間設(shè)圖長治焦化跨干煤棚布置圖格構(gòu)式墻架柱，柱距為，頂部設(shè)彈簧板與網(wǎng)殼上弦節(jié)點連接。墻架柱設(shè)獨立柱間支撐，中間和柱頂各設(shè)一道通長水平系桿。圖長治焦化跨干煤棚結(jié)構(gòu)模型立妄翌巡返！曳遼立型受筍亞心笪亞義！芷心遼立叟一伸京津冀鋼鐵業(yè)清潔生產(chǎn)、環(huán)境保護交流會貯煤料場方案，為五連跨大跨度張弦式網(wǎng)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)矢高約，每跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)支座處殼結(jié)構(gòu)?？缍确謩e為米、米、米。鋼沿跨向布置預應(yīng)力拉索和撐桿。筋混凝土柱頂標高，邊跨柱距，中

12、跨柱距（）方案。屋蓋結(jié)構(gòu)為五跨獨立的大跨度張弦式網(wǎng)殼二二二二二三二二二二圖貯煤料場方案貯煤料場方案，為三連跨超大跨度張弦式桁架結(jié)構(gòu)矢高約。每跨拱管桁架結(jié)構(gòu)支座處沿拱管桁架結(jié)構(gòu)。跨度分別為米、米、跨向布置預應(yīng)力拉索和撐桿。米。鋼筋混凝土柱頂標高，柱距。屋蓋結(jié)構(gòu)（）方案為跨獨它的超大跨度張弦式拱管桁架結(jié)構(gòu)拱管貯煤料場方案。為三連跨超大跨度斜拉網(wǎng)參考文獻架結(jié)構(gòu)?？缍确謩e為米、米、米。鋼管羅堯治大跨度儲煤結(jié)構(gòu)一設(shè)計與施北京：中國電力混凝土桅桿高度約，桅桿間距。屋蓋結(jié)出版社構(gòu)為三跨獨立的超大跨度斜拉三層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)?！径∈|孫等網(wǎng)架網(wǎng)殼設(shè)計和施工】北京：中國建筑工業(yè)出版社結(jié)語】沈祖炎陳揚驥網(wǎng)架與網(wǎng)殼】上海：同濟大學出版社，北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司作為鋼鐵企業(yè)的全流程技術(shù)供應(yīng)商，深刻認識到保護環(huán)境，實一建筑抗震設(shè)計規(guī)范】北京：中國建筑工現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是世紀鋼鐵工業(yè)面臨的最大挑業(yè)出版社戰(zhàn)。原料準備系統(tǒng)采用全封閉料場，可最大限度地】單魯陽，嚴慧大跨度雙層圓柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分析【】減少粉塵排放。是實現(xiàn)源頭削減污染，創(chuàng)造一流社建