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雪荷载下的加油站罩棚结构加固实践

来源: 加油站管理网  作者: 加油站管理网  更新时间:2013-04-16 浏览:

一、概述

加油站罩棚是加油站主要建(构)筑物之一,起到遮阳避雨、方便顾客加油的作用。罩棚投影面积大小视加油站规模而异,一般在2001000平方米范围,但一些规模较大的加油站,罩棚投影面积常做到上千平方米以上。目前,罩棚的结构形式主要有混凝土、轻钢结构以及网架结构三种形式,这三种形式在功能和经济性上各有优缺点。加油站罩棚下的加油泵岛布置在使用上往往希望尽可能拉大间距,因此,对于投影面积较大的罩棚,鉴于网架结构在大跨上的优势,有不少采用网架结构制作罩棚。由于加油站罩棚的网架制作安装工程量相对工业厂房、仓库等大体量建筑明显偏小,建设地址分散偏僻,社会上一些加油站项目在罩棚网架结构的设计、加工和安装上质量存在参差不齐,需要特别引起重视。

网架是空间立体结构,多点支撑。在影响网架结构受力的因素中,雪荷载是现今气象条件复杂多变情况下南方地区需加大重视的活荷载。平时看不出影响,一旦气候条件恶劣,则对结构安全与承载能力的影响凸显。我国荷载规范,根据全国672个地点的气象台(站)最大雪压或雪深资料,统计出50年一遇的最大雪压,即重现期为50年的最大雪压,作为基本雪压 。以浙北一带为例, 0.5kN/m2,换算为积雪深度,大约为25厘米。但在强降雪天气下,例如2008年初雪灾中,一些地区的积雪深度根据气象部门统计资料达到48厘米,超过 0.5kN/m2标准90%,若积雪不能及时清理,对加油站罩棚网架结构承载将形成较大考验。

二、工程实例

为研究加油站网架结构罩棚安全性以及在雪荷载下的受荷表现,选取若干加油站罩棚进行了测试,现以某收购的加油站的罩棚为例进行分析。该罩棚正放四角锥网架结构,平面投影尺寸38.8米×28.13米,覆盖面积1091平方米,节点采用螺栓球节点,支承形式为下弦多点柱支承(6柱支承)。为研究其受力性能,重新进行计算机建模,验算正常使用阶段和雪载作用阶段两种情况下的结构负荷情况,判断结构是否满足现行规范。运用空间网格结构计算机辅助系统(MST2008),该罩棚网架结构在正常使用状态、雪荷载取0.7kN/m2、雪荷载取1.0kN/m2三种情况下的表现如下表一所示。

从表一中可见,原设计在正常使用状态下结构挠度较小,符合规范,结构刚度满足要求。但结构复核中发现有少量超应力杆件出现,超应力杆件主要集中在上弦层支座处附近沿长度方向杆件。测点挠度实测值与理论计算值比均偏大,其中跨中测点(34789测点)实测值与理论值偏差较大。说明原设计存在一定缺陷。

在雪荷载为1.0kN/m2时的超应力杆件示意图如图一所示。

图一  超应力杆件示意图(粗实线为超应力杆件)

雪荷载下的加油站罩棚结构加固实践 - 梁京存 - 加油站

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三、结构加固

基于前述研究,拟对雪荷载达到1.0kN/m2时的14根超应力杆进行加固。杆件位置已在图一中以粗实线标出。图中标号为1的杆件截面为48.0×3.5,标号为2的杆件截面为60.0×3.5。对此采取的加固方法为:将截面为60×3.512根杆件以及截面为75.5×3.752根杆件沿长度方向均匀剖开成两部分,将剖好后的钢管包裹在需加固的杆件外部,将两者焊接,成为整体,增加杆件强度与刚度。连接焊缝以及锥头的任何截面应与连接的钢管等强,厚度应保证强度与变形的要求。

加固完毕后,经一年的使用与监测,使用表现情况良好。

2  杆件1的加固示意

雪荷载下的加油站罩棚结构加固实践 - 梁京存 - 加油站

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 四、几点建议

1.网架结构是经过多年实践考验并得到广泛普及的结构形式,只要规范设计,严格按图施工,可以确保合格的质量。在加油站项目中,更要注意严格执行国家与行业规定,加强监管与质量控制,确保本质安全。

2.规范中对设计雪荷载取值有明确规定,但在当今气候变化较大的环境下,考虑局部环境的特殊性,在具体设计时可以多采集一些当地气象部门近年气象资料,适当提高雪荷载标准值。

3.气象上除强降雪外,还有强降水等。一些加油站出于美观考虑,还会对雨棚加装吊顶。这些影响罩棚受荷条件的变动因素在实践中都同样需要引起注意。

4.由于网架结构本身的复杂性,局部构件缺损,构件锈蚀,支座连接锈蚀等,都会对结构产生影响。对结构安全性的评价,通常只意味着一定条件下的安全。因此,在结构使用期内,日常的检测维护和保养应作为必不可少的工作加以执行。  【作者:郑  辉 (中国石化浙江石油分公司)】 

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