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超大直徑儲料倉穹頂技術(shù)

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:35:06 [收藏]
1、技術(shù)領(lǐng)域：
    1、技術(shù)領(lǐng)域：
    　　應用基礎研究－現代土木、交通、水利與建筑工程技術(shù)研究應用。

    2、主要內容
    　　本項目為超大直徑儲料倉穹頂技術(shù)，該項目技術(shù)課題由我公司自選立項，自2005年8月至2007年10月期間，由我公司投入大量人力和財力，通過(guò)多方案對比，應用CDF數值風(fēng)洞技術(shù)，研究和分析了周?chē)h(huán)境對穹頂風(fēng)荷載的影響，細化節點(diǎn)荷載，達到最優(yōu)網(wǎng)格參數，得到最佳用鋼量指標，設計并成功實(shí)施了國內儲量最多（20萬(wàn)噸）、直徑最大（133m）、高度最高（70m）的儲料倉穹頂，獲得國家創(chuàng )紀錄證書(shū)。并在設計和施工技術(shù)中均有新的突破、該技術(shù)在成果鑒定中被評為“國內領(lǐng)先水平”。其技術(shù)為：
    　?。?）、采用計算機模擬風(fēng)洞實(shí)驗技術(shù)，詳解球面風(fēng)荷載受力點(diǎn)分布規律，優(yōu)化穹頂網(wǎng)格參數，在確保結構安全的前提下，科學(xué)降低用鋼量。
    　?。?）、增加了模擬施工過(guò)程的不利狀態(tài)驗算，為確保施工過(guò)程中的結構安全和安裝精度提供了技術(shù)依據。
    　?。?）、在施工中采用2-3個(gè)網(wǎng)格形成的小拼，地面拼裝，用吊車(chē)或自制小扒桿垂直提升至安裝位置高空散裝，其基本原理是采用沿周長(cháng)方向由下至上逐層安裝、逐圈閉合。使閉合的結構形成空間體系以承擔施工荷載，并保證結構撓度位移。從而可取消腳手架、減少施工費用、降低成本、加快工期且又能保證安全。
    　　本項技術(shù)的實(shí)驗產(chǎn)品為直徑133米、高度67.5米、儲煤量為10萬(wàn)噸和直徑130m、高度70m，儲煤量為20萬(wàn)噸二個(gè)超大直徑儲煤倉。該工程位于內蒙古通遼市霍林郭勒礦區，為中電投霍林河露天煤業(yè)公司礦區及電廠(chǎng)外輸煤系統的儲煤倉穹頂。其特點(diǎn)是：超大直徑、超大高度。建設在風(fēng)荷載較大（每平米0.6千牛）和風(fēng)速大而不規律的惡劣環(huán)境下，在沒(méi)有工程先例和成熟的計算理論及設計依據、施工經(jīng)驗的情況下，本工程項目組采用了計算機模擬風(fēng)洞試驗，結合自身的技術(shù)及經(jīng)驗，采用了三維空間結構體系，改變了平面受力。2005年首先施工的10萬(wàn)噸儲煤倉為落地式穹頂，2007年施工的20萬(wàn)噸儲煤倉采用底部18m砼結構，上部47m為螺栓球節點(diǎn)雙層網(wǎng)殼，結構形式為正放四角錐，這種結構形式增大了儲倉的使用空間，滿(mǎn)足底部?jì)α蟼葔毫^大的特點(diǎn)，做到了節約、安全、增效。鋼結構重量為700t，網(wǎng)架外部采用“C”型鋼柃條、單彩板圍護。施工中采用小拼單元分層封閉、小扒桿高空散裝吊裝法，嚴格控制了其精度。
    　　該項目?jì)H用二個(gè)月即安裝完成。合格率100%，其撓度均在設計值以下，一次驗收成功，被礦區評為優(yōu)質(zhì)工程并成功申報了國家級鋼結構金獎。
    　　中央電視臺新聞聯(lián)播在2007年11月10日的新聞中報道了該項目，稱(chēng)為亞洲第一大儲煤倉。

    　　3、保密要點(diǎn)
    　　1、該項目的技術(shù)參數
    　　A、10萬(wàn)噸穹頂
    　?。?）直徑133米、高度67.5米、水平投影面積13273?、表面積29050?。
    　?。?）儲量10萬(wàn)噸。
    　?。?）經(jīng)濟指標：鋼構29.6?/?（展開(kāi)面積）計859.8t?？傇靸r(jià)1061萬(wàn)元，工期120天。
    　?。?）結構特點(diǎn)：落地式網(wǎng)架結構。
    　　B、20萬(wàn)噸穹頂
    　?。?）直徑130米、高度70米、水平投影面積13892?、表面積28200?（網(wǎng)架）。
    　?。?）儲量20萬(wàn)噸。
    　?。?）經(jīng)濟指標 鋼構24?/?（展開(kāi)面積）計700t?？傇靸r(jià)729萬(wàn)元，工期90天。
    　?。?）結構特點(diǎn)：18m以下為砼結構，18m以上為網(wǎng)架結構。
    2、設計
    　?。?）結構體系：采用球面雙層空間網(wǎng)格鋼結構體系。網(wǎng)格為正放四角錐。
    　?。?）荷載：恒載：0.45KN/? 活載：0.5 KN/?
    風(fēng)載：0.60 KN/? 雪壓：0.3 KN/?
    周邊支座（彈性橡膠支座）
    　?。?）設計要點(diǎn)：
    　　a、采用先進(jìn)的計算機模擬風(fēng)洞技術(shù)求解風(fēng)荷載形成系數，確定了不利荷載組合數據，建立了計算模型。
    　　b、采用有限元計算程序和多種網(wǎng)架專(zhuān)用設計軟件相結合，相互對比、相互檢查，在確保計算結構安全、可靠的條件下做到了降低含鋼量、經(jīng)濟可行和圖紙設計的準確。
    　　c、增加了施工過(guò)程，在3/4高度未封閉狀態(tài)下的最不利結構形態(tài)下受最大不利風(fēng)荷載的模擬驗算，為結構使用安全和施工方案的可行性獲得了依據，校核了計算數據。

    3、安裝
    　?。?）工程特點(diǎn)：本工程跨度大、高度高、工期緊，施工環(huán)境風(fēng)大，20m以上施工難度加大，無(wú)法采用滿(mǎn)堂紅腳手架或整體提升等方法。
    　?。?）施工方法：
    　　A、網(wǎng)架：
    　　a、采用小拼單元沿直徑方向，由下向上逐圈安裝、逐層封閉、地面拼裝、高空散裝的
    安裝方案。
    　　b、采用小拼單元整體安裝。在地面拼成三角形或2-3個(gè)三角形，形成小拼單元，30m以下，由吊車(chē)垂直運輸送到工作面，30m以上由自制的小扒桿配合11.4KW小卷?yè)P機垂直運至工作面，高空散裝。
    　　c、每一層封閉后檢查中心點(diǎn)、位移和標高的誤差，每二層檢查垂直度和撓度。
    　　B、柃條：由下向上分層分圈安裝，球節點(diǎn)支托連接采用螺栓和焊接相結合的方法。
    　　C、彩板：每12米（即網(wǎng)架四個(gè)格）為安裝層，彩板長(cháng)度為12米、8米，在地面壓制成型，人工拉上工作面，螺釘連接。

    4、與國內外同比情況：
    　　當前國內外同類(lèi)研究、同類(lèi)技術(shù)的綜合比較（列表對比）

    5、經(jīng)濟效益
    　?。?）主要經(jīng)濟指標(列表說(shuō)明)我公司2005-2007年實(shí)驗新品推向市場(chǎng)后新增效益情況

    各欄目的計算依據：
    　　新增利潤： 2007年 ：115萬(wàn)； 2006年：90萬(wàn)； 2005年：55萬(wàn)
    　　以上數據都是以利潤平均增長(cháng)率和財務(wù)帳面核算數據為基礎。
    　　新增稅收： 2007年：120萬(wàn)；2006年：94萬(wàn)；2005年：67萬(wàn)
    　　節約支出： 2007年：52萬(wàn)； 2006年：45萬(wàn)；2005年：33萬(wàn)
    　　創(chuàng )收外匯： 45萬(wàn)美元是成果完成單位出口創(chuàng )匯的凈利潤。
    　　節支總額為130萬(wàn)元是單位由于成果應用而取得的可比節約數值。
    通過(guò)比較可以看出，因跨度技術(shù)指標的突破在施工中帶來(lái)的經(jīng)濟效益是很可觀(guān)的，經(jīng)過(guò)技術(shù)測算跨度130米的儲倉穹頂研發(fā)成功后，比其他同類(lèi)工程節約造價(jià)20%，以每年10000萬(wàn)元產(chǎn)品造價(jià)計算，每年可節約產(chǎn)品成本2000萬(wàn)元。
    　　(2）社會(huì )效益
    　　該項目投資，可以充分利用空間；減少地面占用量、節約土地資源、節約投入資金、保護生態(tài)，沒(méi)有環(huán)境污染，增加就業(yè)，提高勞動(dòng)者收入，促進(jìn)和諧社會(huì )的構建。

    6、應用推廣情況
    　　本項技術(shù)的研發(fā)成功，使我們在市場(chǎng)上占據優(yōu)勢地位。我們先后承接20多個(gè)類(lèi)似項目，并打開(kāi)了國外市場(chǎng)，先后承接哥倫比亞、印度、菲律賓等國的十余座拱形、圓形穹頂，獲得了可觀(guān)的經(jīng)濟效益。僅07年一年，國外就承接了一千多美元，約1億人民幣的此類(lèi)項目，利潤即達二千萬(wàn)元。
    以下為近年來(lái)該項技術(shù)應用的統計


    　　由上表可以看出，此項技術(shù)的研發(fā)成功，打破了同類(lèi)建筑市場(chǎng)格局，刷新了國內外同類(lèi)產(chǎn)品技術(shù)指標新紀錄，廣受市場(chǎng)客戶(hù)歡迎，迅速以技術(shù)優(yōu)勢占據了市場(chǎng)，經(jīng)濟效益顯著(zhù)，節能、環(huán)保、可回收。對促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。值得大力宣傳和推廣。
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