環境衛生工程中的網架結構應用

[摘 要] 針對天津市潘樓設計的垃圾中轉站網架壓縮車間屋蓋，對比傳統的鋼桁平面架和新的空間網架支撐系統，分析網架的桿件、結構，以及網架合理結構尺度，同時選擇不同方法計算平面鋼桁架結構、網架結構，計算結果發現網架結構設計具有受力合理、造型美觀、節省鋼材的優勢。

[關 鍵 詞] 車間；結構；設計

隨著城市衛生環境管理的加強，干預環境衛生工程的工藝生產技術不斷完善，生產車間也不斷擴大，這對建筑結構也有了更高要求。在建筑藝術設計中，垃圾場建設不僅需要符合現代建筑風格，同時也需要進行室內空間和跨度的改善，這需要更加先進的生產工藝來滿足。

本文是針對天津市建立的潘樓垃圾中轉站車間進行分析，該壓縮車間就是主廠房的中轉站，根據實際工藝需求，在廠房的一層是轉運垃圾區，二層屬于卸料區。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，它需要室內回轉場地大，室內凈高要高，該工程結構是使用鋼筋混凝土建設的二層框排架結構，二層空間平面外圍尺寸是36m×28.8m。

一、 廠房屋蓋結構體系選擇

與傳統的平面鋼桁結構相比，網架結構比較經濟，網架結構是一種空間結構，它是利用電算優化進行材料應力的設計，可以充分選擇空間剛度，使整個屋蓋空間能夠得到充分利用，而且也能達到節省材料的效果，但是需要進行機械加工。鋼桁架屬于平面結構體系，是用上下弦垂直水平作為支撐，有時還需要托架構成縱橫平面桿系，與網架用料相比要多，而且無法充分發揮材料的應力，優勢就是加工比較方，同樣是使用復合彩色壓型鋼板的輕屋蓋，關于兩者用鋼量比較見下表。在相同屋面載荷中，網架結構體系可以節省5%。

二、確定網架結構形式和尺度

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

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

三、網架結構計算和桿件設計

本文分析的網架是四角錐螺栓球節點正放，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；利用網架外荷載結構的靜力等效原則，將該范圍內的所有荷載集中到該節點上。分析內力不進行節點剛度的計算，將節點當作是鉸接，只有桿件承受軸向力，沒有支座豎向相對位移情況，使用建筑學中網架結構計算方法進行計算。

桿件界面使用經常使用的鋼管，個別使用角鋼。圓鋼管具有截面封閉、各向同性、回轉半徑大、管壁薄等優勢，承受壓力和扭曲度比較強。另外，將鋼管端部是封閉的，內部具有抗銹蝕性能，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點、螺栓球節點中使用比較多。關于截面相同面積構件，可以使用薄壁截面，這樣可以增加構件回轉半徑。在設計截面節點時，可以根據荷載組合確定內力值，按照短期效應進行位移計算，同時得出擾度。在桿件工程設計中使用圓鋼管（直徑×壁厚）Φ48mm×5mm，Φ89mm×4mm，高強螺栓M20mm，螺栓球Φ100mm。

在潘樓垃圾壓縮車間設計中，使用網架結構遠遠優于傳統平面桁架結構進行屋蓋支撐，而且能夠在很大程度上增加環境衛生工程車間和廠房跨度，具有很大優勢。而且選擇網架結構可以有效滿足布置規模更大的工藝流程和大型設備，可以充分利用車間的室內空間和面積，為環境衛生工程項目建設提供空間條件。但是網架結構對于機械加工要求比較高，從而會增加一定的制造費，所以，在設計網架中要合理設計廠房網架結構。

參考文獻：

[1]王起， 襲鐵夫， 劉保成. MBR+NF工藝在成都固體廢棄物衛生處置場滲瀝液處理擴容工程中的應用[J]. 環境衛生工程， 2016，24（2）：15-16.

[2]申曉曉， 孫倩. 基于GeoServer和OpenLayers技術的地理信息系統在市容環衛行業中的應用[J]. 環境衛生工程， 2016，24（3）：75-77.

[作者簡介]

申國芳（1973—），山東省煙臺市人，助理工程師，煙臺市萊山區市容環境管理處收費科科員，研究方向為環衛管理。

[作者單位]山東省煙臺市萊山區市容環境管理處

（編輯：劉莉琴）