煤棚結(jié)構(gòu)發(fā)展至今已有二十年的歷史,使用過的結(jié)構(gòu)形式主要有平面剛架、平面桁架、平面拱以及柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。根據(jù)已經(jīng)建成的干煤棚結(jié)構(gòu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較,柱面網(wǎng)殼具有明顯的優(yōu)勢(shì),目前已成為干煤棚結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式。
采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu),使屋面承重力降低,一般說來每平方米投影面積用鋼材40-70公斤。
隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展,干煤棚得到了廣泛的建設(shè)與研究。由于環(huán)保要求和建設(shè)用地的嚴(yán)格控制,煤炭的散堆方式必須被封閉儲(chǔ)裝方式所取代,所以干煤棚的建設(shè)近年來在我國蓬勃發(fā)展起來。
早在八十年代以前,這種結(jié)構(gòu)大多采用平面兩鉸拱或三鉸拱,其耗鋼量一般在每平方米100kg左右。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在結(jié)構(gòu)計(jì)算與設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的發(fā)展,干煤棚開始越來越多地采用空間結(jié)構(gòu)形式。
平面兩鉸拱或三鉸拱雖能做到很大跨度,且拱可直接落地而無需縱向排架柱,但仍需很強(qiáng)的平面外支撐來保證拱的平面外穩(wěn)定;單根桿件的內(nèi)力較大,拱桿件本身所需截面很大,因而整個(gè)結(jié)構(gòu)的耗鋼量較大。與此相對(duì),空間結(jié)構(gòu)不僅能做到很大跨度,受力呈空間狀態(tài),整體剛度大:?jiǎn)胃鶙U件受力較少,用鋼量較少,經(jīng)濟(jì)效益好。
河南省鴨河口電廠干煤棚設(shè)計(jì)跨度108米,長(zhǎng)度90米,矢高38.766米,采用正放四角錐三心圓柱面雙層網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)形式,是目前亞洲跨度的三心圓柱面煤棚結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)跨度大,矢高高,施工難度較大。網(wǎng)殼施工中采用柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)“折疊展開式”整體提升施工技術(shù)是一種全新的施工方法。“折疊展開式”整體提升施工技術(shù)的核心思想是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的概念。將結(jié)構(gòu)變化成機(jī)構(gòu),再將機(jī)構(gòu)變成可以承力的結(jié)構(gòu),這中間的過程只需要通過拆裝少量的構(gòu)件就可以實(shí)現(xiàn)。只要克服機(jī)構(gòu)的重力,就可以使其大范圍的靈活運(yùn)動(dòng),對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的受力狀態(tài)并不會(huì)產(chǎn)生大的影響。提升過程是一個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的過程,這是此方法與一般網(wǎng)架、網(wǎng)殼提升(頂升)法的本質(zhì)區(qū)別,也是對(duì)整體提升概念的升華。