[摘 要] 針對(duì)天津市潘樓設(shè)計(jì)的垃圾中轉(zhuǎn)站網(wǎng)架壓縮車間屋蓋，對(duì)比傳統(tǒng)的鋼桁平面架和新的空間網(wǎng)架支撐系統(tǒng)，分析網(wǎng)架的桿件、結(jié)構(gòu)，以及網(wǎng)架合理結(jié)構(gòu)尺度，同時(shí)選擇不同方法計(jì)算平面鋼桁架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有受力合理、造型美觀、節(jié)省鋼材的優(yōu)勢(shì)。

[關(guān) 鍵 詞] 車間；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

隨著城市衛(wèi)生環(huán)境管理的加強(qiáng)，干預(yù)環(huán)境衛(wèi)生工程的工藝生產(chǎn)技術(shù)不斷完善，生產(chǎn)車間也不斷擴(kuò)大，這對(duì)建筑結(jié)構(gòu)也有了更高要求。在建筑藝術(shù)設(shè)計(jì)中，垃圾場(chǎng)建設(shè)不僅需要符合現(xiàn)代建筑風(fēng)格，同時(shí)也需要進(jìn)行室內(nèi)空間和跨度的改善，這需要更加先進(jìn)的生產(chǎn)工藝來滿足。

本文是針對(duì)天津市建立的潘樓垃圾中轉(zhuǎn)站車間進(jìn)行分析，該壓縮車間就是主廠房的中轉(zhuǎn)站，根據(jù)實(shí)際工藝需求，在廠房的一層是轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾區(qū)，二層屬于卸料區(qū)。垃圾裝卸料車是從室外引橋向二層樓面的，該車間可以容8輛載重車一同卸料，它需要室內(nèi)回轉(zhuǎn)場(chǎng)地大，室內(nèi)凈高要高，該工程結(jié)構(gòu)是使用鋼筋混凝土建設(shè)的二層框排架結(jié)構(gòu)，二層空間平面外圍尺寸是36m×28.8m。

一、 廠房屋蓋結(jié)構(gòu)體系選擇

與傳統(tǒng)的平面鋼桁結(jié)構(gòu)相比，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)比較經(jīng)濟(jì)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種空間結(jié)構(gòu)，它是利用電算優(yōu)化進(jìn)行材料應(yīng)力的設(shè)計(jì)，可以充分選擇空間剛度，使整個(gè)屋蓋空間能夠得到充分利用，而且也能達(dá)到節(jié)省材料的效果，但是需要進(jìn)行機(jī)械加工。鋼桁架屬于平面結(jié)構(gòu)體系，是用上下弦垂直水平作為支撐，有時(shí)還需要托架構(gòu)成縱橫平面桿系，與網(wǎng)架用料相比要多，而且無法充分發(fā)揮材料的應(yīng)力，優(yōu)勢(shì)就是加工比較方，同樣是使用復(fù)合彩色壓型鋼板的輕屋蓋，關(guān)于兩者用鋼量比較見下表。在相同屋面載荷中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系可以節(jié)省5%。

二、確定網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式和尺度

根據(jù)建筑物平面尺寸、支撐、屋面構(gòu)造、荷載大小、安裝方法、材料供應(yīng)、制作方法、形狀等綜合因素進(jìn)行網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選型。從用量的材料進(jìn)行分析，如果平面與正方形接近，使用斜放四角椎網(wǎng)架比較經(jīng)濟(jì)，其次就是將兩向正交網(wǎng)架、四角錐網(wǎng)架正放和斜放。如果是矩形平面，將四角錐網(wǎng)架、兩向正交網(wǎng)架斜放比較經(jīng)濟(jì)。如果荷載、跨度都是比較大，使用三向網(wǎng)架剛度比較大且經(jīng)濟(jì)。本次研究選擇的四角錐網(wǎng)架正放。

網(wǎng)架高度的選擇需要注意上下弦桿大小內(nèi)力，網(wǎng)架高度會(huì)給桿件內(nèi)力大小造成影響，同時(shí)也會(huì)給腹桿經(jīng)濟(jì)性造成影響，選擇網(wǎng)架高度時(shí)要充分利用腹桿受力作用。使用螺栓球節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)中，需要保證網(wǎng)架的合理高度，這樣可以有效減小弦桿上下內(nèi)力，縮小腹桿和弦桿之間的內(nèi)力差距。如果網(wǎng)架平面是正方形時(shí)，可以縮小網(wǎng)架的搞垮比，如果是接近長方形，可以增加網(wǎng)架搞垮比，這樣可以突出單向梁的作用。

三、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)計(jì)算和桿件設(shè)計(jì)

本文分析的網(wǎng)架是四角錐螺栓球節(jié)點(diǎn)正放，分析到可變荷載、永久荷載屋面的作用，加上工藝要求需要提高下先荷載；利用網(wǎng)架外荷載結(jié)構(gòu)的靜力等效原則，將該范圍內(nèi)的所有荷載集中到該節(jié)點(diǎn)上。分析內(nèi)力不進(jìn)行節(jié)點(diǎn)剛度的計(jì)算，將節(jié)點(diǎn)當(dāng)作是鉸接，只有桿件承受軸向力，沒有支座豎向相對(duì)位移情況，使用建筑學(xué)中網(wǎng)架結(jié)構(gòu)計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。

桿件界面使用經(jīng)常使用的鋼管，個(gè)別使用角鋼。圓鋼管具有截面封閉、各向同性、回轉(zhuǎn)半徑大、管壁薄等優(yōu)勢(shì)，承受壓力和扭曲度比較強(qiáng)。另外，將鋼管端部是封閉的，內(nèi)部具有抗銹蝕性能，表面不容易積水和積灰，具有很好的抗腐蝕性功能。這種鋼管在空心球焊接節(jié)點(diǎn)、螺栓球節(jié)點(diǎn)中使用比較多。關(guān)于截面相同面積構(gòu)件，可以使用薄壁截面，這樣可以增加構(gòu)件回轉(zhuǎn)半徑。在設(shè)計(jì)截面節(jié)點(diǎn)時(shí)，可以根據(jù)荷載組合確定內(nèi)力值，按照短期效應(yīng)進(jìn)行位移計(jì)算，同時(shí)得出擾度。在桿件工程設(shè)計(jì)中使用圓鋼管（直徑×壁厚）Φ48mm×5mm，Φ89mm×4mm，高強(qiáng)螺栓M20mm，螺栓球Φ100mm。

在潘樓垃圾壓縮車間設(shè)計(jì)中，使用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)平面桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行屋蓋支撐，而且能夠在很大程度上增加環(huán)境衛(wèi)生工程車間和廠房跨度，具有很大優(yōu)勢(shì)。而且選擇網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可以有效滿足布置規(guī)模更大的工藝流程和大型設(shè)備，可以充分利用車間的室內(nèi)空間和面積，為環(huán)境衛(wèi)生工程項(xiàng)目建設(shè)提供空間條件。但是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對(duì)于機(jī)械加工要求比較高，從而會(huì)增加一定的制造費(fèi)，所以，在設(shè)計(jì)網(wǎng)架中要合理設(shè)計(jì)廠房網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

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[作者簡介]

申國芳（1973—），山東省煙臺(tái)市人，助理工程師，煙臺(tái)市萊山區(qū)市容環(huán)境管理處收費(fèi)科科員，研究方向?yàn)榄h(huán)衛(wèi)管理。

[作者單位]山東省煙臺(tái)市萊山區(qū)市容環(huán)境管理處

（編輯：劉莉琴）