环境卫生工程中的网架结构应用

[摘 要] 针对天津市潘楼设计的垃圾中转站网架压缩车间屋盖，对比传统的钢桁平面架和新的空间网架支撑系统，分析网架的杆件、结构，以及网架合理结构尺度，同时选择不同方法计算平面钢桁架结构、网架结构，计算结果发现网架结构设计具有受力合理、造型美观、节省钢材的优势。

[关 键 词] 车间；结构；设计

随着城市卫生环境管理的加强，干预环境卫生工程的工艺生产技术不断完善，生产车间也不断扩大，这对建筑结构也有了更高要求。在建筑艺术设计中，垃圾场建设不仅需要符合现代建筑风格，同时也需要进行室内空间和跨度的改善，这需要更加先进的生产工艺来满足。

本文是针对天津市建立的潘楼垃圾中转站车间进行分析，该压缩车间就是主厂房的中转站，根据实际工艺需求，在厂房的一层是转运垃圾区，二层属于卸料区。垃圾装卸料车是从室外引桥向二层楼面的，该车间可以容8辆载重车一同卸料，它需要室内回转场地大，室内净高要高，该工程结构是使用钢筋混凝土建设的二层框排架结构，二层空间平面外围尺寸是36m×28.8m。

一、 厂房屋盖结构体系选择

与传统的平面钢桁结构相比，网架结构比较经济，网架结构是一种空间结构，它是利用电算优化进行材料应力的设计，可以充分选择空间刚度，使整个屋盖空间能够得到充分利用，而且也能达到节省材料的效果，但是需要进行机械加工。钢桁架属于平面结构体系，是用上下弦垂直水平作为支撑，有时还需要托架构成纵横平面杆系，与网架用料相比要多，而且无法充分发挥材料的应力，优势就是加工比较方，同样是使用复合彩色压型钢板的轻屋盖，关于两者用钢量比较见下表。在相同屋面载荷中，网架结构体系可以节省5%。

二、确定网架结构形式和尺度

根据建筑物平面尺寸、支撑、屋面构造、荷载大小、安装方法、材料供应、制作方法、形状等综合因素进行网架结构选型。从用量的材料进行分析，如果平面与正方形接近，使用斜放四角椎网架比较经济，其次就是将两向正交网架、四角锥网架正放和斜放。如果是矩形平面，将四角锥网架、两向正交网架斜放比较经济。如果荷载、跨度都是比较大，使用三向网架刚度比较大且经济。本次研究选择的四角锥网架正放。

网架高度的选择需要注意上下弦杆大小内力，网架高度会给杆件内力大小造成影响，同时也会给腹杆经济性造成影响，选择网架高度时要充分利用腹杆受力作用。使用螺栓球节点在网架节点中，需要保证网架的合理高度，这样可以有效减小弦杆上下内力，缩小腹杆和弦杆之间的内力差距。如果网架平面是正方形时，可以缩小网架的搞垮比，如果是接近长方形，可以增加网架搞垮比，这样可以突出单向梁的作用。

三、网架结构计算和杆件设计

本文分析的网架是四角锥螺栓球节点正放，分析到可变荷载、永久荷载屋面的作用，加上工艺要求需要提高下先荷载；利用网架外荷载结构的静力等效原则，将该范围内的所有荷载集中到该节点上。分析内力不进行节点刚度的计算，将节点当作是铰接，只有杆件承受轴向力，没有支座竖向相对位移情况，使用建筑学中网架结构计算方法进行计算。

杆件界面使用经常使用的钢管，个别使用角钢。圆钢管具有截面封闭、各向同性、回转半径大、管壁薄等优勢，承受压力和扭曲度比较强。另外，将钢管端部是封闭的，内部具有抗锈蚀性能，表面不容易积水和积灰，具有很好的抗腐蚀性功能。这种钢管在空心球焊接节点、螺栓球节点中使用比较多。关于截面相同面积构件，可以使用薄壁截面，这样可以增加构件回转半径。在设计截面节点时，可以根据荷载组合确定内力值，按照短期效应进行位移计算，同时得出扰度。在杆件工程设计中使用圆钢管（直径×壁厚）Φ48mm×5mm，Φ89mm×4mm，高强螺栓M20mm，螺栓球Φ100mm。

在潘楼垃圾压缩车间设计中，使用网架结构远远优于传统平面桁架结构进行屋盖支撑，而且能够在很大程度上增加环境卫生工程车间和厂房跨度，具有很大优势。而且选择网架结构可以有效满足布置规模更大的工艺流程和大型设备，可以充分利用车间的室内空间和面积，为环境卫生工程项目建设提供空间条件。但是网架结构对于机械加工要求比较高，从而会增加一定的制造费，所以，在设计网架中要合理设计厂房网架结构。

参考文献：

[1]王起， 袭铁夫， 刘保成. MBR+NF工艺在成都固体废弃物卫生处置场渗沥液处理扩容工程中的应用[J]. 环境卫生工程， 2016，24（2）：15-16.

[2]申晓晓， 孙倩. 基于GeoServer和OpenLayers技术的地理信息系统在市容环卫行业中的应用[J]. 环境卫生工程， 2016，24（3）：75-77.

[作者简介]

申国芳（1973—），山东省烟台市人，助理工程师，烟台市莱山区市容环境管理处收费科科员，研究方向为环卫管理。

[作者单位]山东省烟台市莱山区市容环境管理处

（编辑：刘莉琴）