[实用新型]一种圆形平面封闭煤棚的轮辐式张拉结构

说明书

本实用新型公开了一种圆形平面封闭煤棚的轮辐式张拉结构，属于结构工程技术领域。其采用“单外环，双内环”式构造，该轮辐式张拉结构主要包括：外压环、竖向支撑构件、飞柱和辐射索桁架；所述辐射索桁架包括上弦索、下弦索和连系构件，弦索呈辐射式双层布置，并施加预应力，其一端与外压环连接，另一端与飞柱连接，上、下弦索之间布置连系构件；所述飞柱两端分别连接上弦索和下弦索，其下端标高需要满足煤场设备运营所需要的最小净空要求；所述竖向支撑构件采用悬臂柱，设置在圆形平面的周线上，柱上端与外压环铰接，下端与基础刚接。该结构具有空间利用率高、跨度大、结构自重轻、建造周期短、施工成型快等优点，是一种经济、高效的新型煤棚封闭结构。

技术领域

本实用新型涉及一种圆形平面封闭煤棚的轮辐式张拉结构，属于结构工程技术领域。

背景技术

近年来为了加强绿色开发和能源清洁利用，全面贯彻生态文明建设，原有的露天式堆放煤场难以满足要求，因此对发电厂干煤棚提出了全封闭建设的要求。通过封闭煤棚的建设，能够有效削减煤尘的排放量，改善大气环境质量，控制扬尘和雾霾问题。

我国的封闭煤棚建设从二十世纪八十年代开始，早期的结构形式以平面拱、平面桁架结构为主，九十年代末期以网架和网壳为主的空间网格结构在干煤棚项目中得到广泛应用，目前封闭煤棚建设中采用的结构形式多达十余种，其中拱形钢结构和网格结构多适用于矩形平面。圆形平面煤棚同样也是一种常见的煤棚形式，现有的工程主要采用球面网壳空间结构，该结构形式用钢量较高、施工工期较长，因此寻求适合圆形平面、且能跨越较大空间、并具有较高承载效率的空间结构形式是很有必要的。柔性构件如拉索、膜材等和刚性结构互补形成的“杂交”结构能够兼具二者的优点，使其成为封闭煤棚结构形式发展的方向之一。

实用新型内容

本实用新型提出一种圆形平面封闭煤棚的轮辐式张拉结构，采用“单外环，双内环”式构造，包含：外压环1、竖向支撑构件2、飞柱3和辐射索桁架4；所述辐射索桁架4包括上弦索5、下弦索6和连系构件7，弦索呈辐射式双层布置，其一端与外压环1连接，另一端与飞柱3连接，上弦索5、下弦索6之间布置连系构件7；所述飞柱3两端分别连接上弦索5和下弦索6，其下端标高需要满足煤场设备运营所需要的最小净空要求；所述竖向支撑构件2 采用悬臂柱，设置在圆形平面的周线上，柱上端与外压环1铰接，下端与基础刚接。

在上述轮幅式张拉结构中，所述外压环1可采用环向实腹式梁(矩形钢管、圆钢管等)、环向格构式梁或环向钢管混凝土梁等。

在上述轮幅式张拉结构中，当辐射索桁架4为“外凸式”时，选用压杆作为连系构件7；当辐射索桁架4为“内凹式”时，选用拉索作为连系构件7。

在上述轮幅式张拉结构中，所述竖向支撑构件2采用悬臂柱构造，可采用混凝土柱、钢柱或钢管混凝土柱等。

在上述轮幅式张拉结构中，所述飞柱3为梭形。

本实用新型提出的圆形平面封闭煤棚的轮辐式张拉结构，主要具备以下优点：

(1)该轮幅式张拉结构属于整体张拉结构，结构自重轻，能够通过找形分析对柔性和刚性构件的材料特性进行充分利用，通过斜向辐射双层预应力拉索，连接内外刚性构件，形成结构整体协同受力机制，达到节省材料、提高经济效益的作用。

(2)相较于球面网壳等纯刚性结构，该轮幅式张拉结构兼具柔性结构和刚性结构的优势，其结构刚度和稳定性能都有显著提升。在承受上部荷载时，荷载首先由覆盖的膜材传递到上弦索，上弦索再通过连系构件传递到下弦索，然后传递给外部环形桁架使其受压。索系结构和内外环的刚性构件受力实现了自平衡，仅把结构的自重传递到支撑柱上。

(3)该轮幅式张拉结构上、下弦索之间布置的连系构件，既能为上下径向索提供弹性支撑，降低索结构的变形和位移，改善其静力性能；又能提供传力渠道，使得上部荷载能够通过构件从上弦索传递到下弦索，进而实现整体受力。