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【摘 要】 通过对火力发电厂干煤棚布置、选型、受力等进行分析，总结了在设计中需要注意及改进的地方，使干煤棚满足布置合理，结构安全、可靠、适用的要求。
【关键词】 干煤棚;结构;构造
前言：
在火力发电厂中，干煤棚是最常见的辅助生产构筑物，其结构形式有钢筋混凝土现浇框排架结构的，也有钢筋混凝土预制排架结构的，但现在最常见的还是钢筋混凝土现浇框排架结构。钢筋混凝土现浇框排架结构的干煤棚以其跨度较大、采用轻型屋面自重轻、施工工艺简单可靠、施工经验成熟等优点成为现在干煤棚常用的结构形式。
干煤棚平面布置区间大，往往整个干煤棚长达几百米，并且内部布置有桥式抓斗吊车，工作运行频繁，工作制很高，这就要求我们在工作中全面考虑，合理设计，使干煤棚满足布置合理，结构安全、可靠、适用的要求。
1.整体布置及结构选型
1.1平面布置：输煤系统平面布置区间大，往往整个干煤棚长达上百米甚至数百米，因此结构布置时应该考虑温度应力的影响，设置伸缩缝，伸缩缝的最大间距不宜大于55m。另外柱距确定时尽量选取标准柱距，比如6m、7.5m、9m等，以利于建设项目的成品采购及结构构件的工厂化制作，节约成本和工期。在跨度方向，可根据工艺要求，设置单跨或多跨布置，并且与标准的轻型屋面钢屋架配合，跨度最大可布置到36m。
1.2结构选型：目前常用的结构形式为现浇框排架结构配合轻型梯形钢屋架屋面或现浇排架结构配合轻型梯形钢屋架屋面，优点是结构自重轻、施工速度快、施工技术成熟、施工质量有保证。
2.排架柱设计
2.1排架柱主要承受来自屋面的恒、活荷载及桥式抓斗吊车传来的吊车荷载，若干煤棚墙体为封闭的，还应考虑风荷载的影响。参考《混凝土结构构造手册》（第四版）相关规定，排架柱截面的尺寸往往根据吊车的额定荷载和吊车梁顶及吊车梁底高度的不同进行确定。比如吊车的额定荷载为10T时，基础顶至吊车梁顶高度Ht为14m，基础顶至吊车梁底高度Hl为13.2m则排架柱截面高度不宜小于Ht/14，即不宜小于1m，排架柱截面宽度不宜小于Hl/25，即不宜小于0.55m。
2.2排架柱在吊车梁顶标高处的水平位移可按如下指标控制：排架柱的横向位移一般不超过Ht/1250，排架柱的纵向位移一般不超过Ht/4000。
3.钢屋架选型
钢屋架常选用标准的轻型屋面梯形钢屋架。轻型屋面材料常選用压型钢板、夹芯板、发泡水泥复合大型屋面板等，分为有檩体系和无檩体系两种。
3.1根据屋面的永久荷载和可变荷载的大小进行屋架的选型。由于轻型屋面永久荷载一般较小，屋面选型时常常由可变荷载控制。
3.2根据屋面风吸力的影响进行选型核算。当干煤棚墙面敞开或墙面局部封闭时，风荷载都会较大，应核算在屋面永久荷载和风吸力共同作用下，各杆件尤其是下弦杆是否受压，是否满足长细比及强度的相关要求。
3.3下弦系杆对屋架选型的影响。由于轻型屋面永久荷载大都很小，屋架的截面大小常常被风吸力所控制，因此在风吸力作用下，下弦系杆布置的多少也会影响屋架的选型。如果屋架下弦系杆布置较多，就有利于在风吸力作用下屋架下弦的稳定性，可以减小屋架下弦的截面，起到减少用钢量，节约成本的目的。
4.排架柱基础设计
排架柱基础设计时，大家比较关注承载力是否满足要求，而容易忽视基础沉降的核算，尤其是基础内、外边沉降差的核算。
4.1由于干煤棚内存在大面积堆载（堆煤高度常常达到6-8m），会在干煤棚基础内、外边形成沉降差，如果沉降差控制不好，就会导致基础内、外边沉降差异过大，引起桥式抓斗吊车的卡规问题，给正常运行和维修带来很大的不便。《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）规定，桥式吊车轨道面的倾斜，纵向不大于0.004，横向不大于0.003。
4.2干煤棚内部存在大量堆煤，常常要在干煤棚的周边设置挡墙，确定排架柱基础埋深时，应考虑排架基础与挡墙基础的设置关系。若挡墙基础埋设在排架柱基础之上时，应考虑挡墙基础底荷载对排架柱基础承载力及沉降的影响。
4.3由于工艺流程的原因，排架柱基础间常常会有地下输煤栈桥穿过，基础设计应充分考虑地下输煤栈桥的实际情况，保证互不影响。实际工程中经常出现干煤棚基础设计时对地下输煤栈桥情况考虑不足，导致干煤棚基础施工完毕后，地下输煤栈桥无法施工的情况。
5.构造措施
5.1建筑方面
5.1.1干煤棚屋面受力构件为钢结构，钢结构有自重轻、施工速度快的优点，但是它对火灾比较敏感，耐高温能力差，一旦遇到火灾，会在短时间内失去强度从而导致整个屋面结构的破坏，危害很大。因此干煤棚内部的外露承重钢屋架构件应采用可靠的防火措施，其耐火时限不应小于1.5小时。
5.1.2墙体采用封闭式时，常采用单层压型钢板或复合彩钢板，墙面宜设置通长的窗户，窗高可采用1m或1.2m，若干煤棚较高时可设置两道。
5.1.3两端山墙敞开时，最好设置与跨度等长的坡道，利于推煤机的进出;两端山墙封闭时，门洞的留设应充分考虑推煤机的进出方便。
5.1.4考虑堆煤及推煤机的通行，干煤棚地面应设置配有钢筋的混凝土地面，一般取200mm左右的厚度。
5.2结构方面
5.2.1挡墙一般跟排架柱脱开，挡墙与柱边留设缝隙。这样排架柱和挡墙各自承担荷载，受力明确。若挡墙与排架柱整体浇筑，则排架柱便成为挡墙的支点，须承担堆煤传来的侧向荷载。
5.2.2若干煤棚跨度较大时，屋架变形会对排架柱顶产生附加的荷载，因此应适当增加排架柱的刚度。
5.2.3轻型屋面及压型钢板墙面设计时，若干煤棚位于风荷载标准值较大地区，屋面檩条或墙梁截面的大小往往受整体稳定应力的控制，采用单根拉条只能限制檩条或墙梁某一侧翼缘的变形，会导致檩条或墙梁的截面较大，不经济。若能设置双拉条，同时限制檩条或墙梁的上、下翼缘的变形，会大大降低檩条或墙梁的截面，经济可行。
6.结论
通过以上分析可知，干煤棚采用现浇框排架结构配合标准的轻型梯形钢屋架屋面结构，只要在排架设计、钢屋架选型及构造措施上设计得当，便可采用工厂化加工结构构件，不但可以解决施工进度慢及造价高的问题，还可以使结构安全、可靠、适用。
参考文献：
[1] DL5022-2012.《火力发电厂土建结构设计技术规定》[S].[2012]
[2] DL5000-2000.《火力发电厂设计技术规程》[S].[2000]
[3]王文栋.《混凝土结构构造手册》（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社[2012]
作者简介：武海杰，男，1977.12，工程师，中机国能电力工程有限公司邯郸分公司。
【关键词】 干煤棚;结构;构造
前言：
在火力发电厂中，干煤棚是最常见的辅助生产构筑物，其结构形式有钢筋混凝土现浇框排架结构的，也有钢筋混凝土预制排架结构的，但现在最常见的还是钢筋混凝土现浇框排架结构。钢筋混凝土现浇框排架结构的干煤棚以其跨度较大、采用轻型屋面自重轻、施工工艺简单可靠、施工经验成熟等优点成为现在干煤棚常用的结构形式。
干煤棚平面布置区间大，往往整个干煤棚长达几百米，并且内部布置有桥式抓斗吊车，工作运行频繁，工作制很高，这就要求我们在工作中全面考虑，合理设计，使干煤棚满足布置合理，结构安全、可靠、适用的要求。
1.整体布置及结构选型
1.1平面布置：输煤系统平面布置区间大，往往整个干煤棚长达上百米甚至数百米，因此结构布置时应该考虑温度应力的影响，设置伸缩缝，伸缩缝的最大间距不宜大于55m。另外柱距确定时尽量选取标准柱距，比如6m、7.5m、9m等，以利于建设项目的成品采购及结构构件的工厂化制作，节约成本和工期。在跨度方向，可根据工艺要求，设置单跨或多跨布置，并且与标准的轻型屋面钢屋架配合，跨度最大可布置到36m。
1.2结构选型：目前常用的结构形式为现浇框排架结构配合轻型梯形钢屋架屋面或现浇排架结构配合轻型梯形钢屋架屋面，优点是结构自重轻、施工速度快、施工技术成熟、施工质量有保证。
2.排架柱设计
2.1排架柱主要承受来自屋面的恒、活荷载及桥式抓斗吊车传来的吊车荷载，若干煤棚墙体为封闭的，还应考虑风荷载的影响。参考《混凝土结构构造手册》（第四版）相关规定，排架柱截面的尺寸往往根据吊车的额定荷载和吊车梁顶及吊车梁底高度的不同进行确定。比如吊车的额定荷载为10T时，基础顶至吊车梁顶高度Ht为14m，基础顶至吊车梁底高度Hl为13.2m则排架柱截面高度不宜小于Ht/14，即不宜小于1m，排架柱截面宽度不宜小于Hl/25，即不宜小于0.55m。
2.2排架柱在吊车梁顶标高处的水平位移可按如下指标控制：排架柱的横向位移一般不超过Ht/1250，排架柱的纵向位移一般不超过Ht/4000。
3.钢屋架选型
钢屋架常选用标准的轻型屋面梯形钢屋架。轻型屋面材料常選用压型钢板、夹芯板、发泡水泥复合大型屋面板等，分为有檩体系和无檩体系两种。
3.1根据屋面的永久荷载和可变荷载的大小进行屋架的选型。由于轻型屋面永久荷载一般较小，屋面选型时常常由可变荷载控制。
3.2根据屋面风吸力的影响进行选型核算。当干煤棚墙面敞开或墙面局部封闭时，风荷载都会较大，应核算在屋面永久荷载和风吸力共同作用下，各杆件尤其是下弦杆是否受压，是否满足长细比及强度的相关要求。
3.3下弦系杆对屋架选型的影响。由于轻型屋面永久荷载大都很小，屋架的截面大小常常被风吸力所控制，因此在风吸力作用下，下弦系杆布置的多少也会影响屋架的选型。如果屋架下弦系杆布置较多，就有利于在风吸力作用下屋架下弦的稳定性，可以减小屋架下弦的截面，起到减少用钢量，节约成本的目的。
4.排架柱基础设计
排架柱基础设计时，大家比较关注承载力是否满足要求，而容易忽视基础沉降的核算，尤其是基础内、外边沉降差的核算。
4.1由于干煤棚内存在大面积堆载（堆煤高度常常达到6-8m），会在干煤棚基础内、外边形成沉降差，如果沉降差控制不好，就会导致基础内、外边沉降差异过大，引起桥式抓斗吊车的卡规问题，给正常运行和维修带来很大的不便。《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）规定，桥式吊车轨道面的倾斜，纵向不大于0.004，横向不大于0.003。
4.2干煤棚内部存在大量堆煤，常常要在干煤棚的周边设置挡墙，确定排架柱基础埋深时，应考虑排架基础与挡墙基础的设置关系。若挡墙基础埋设在排架柱基础之上时，应考虑挡墙基础底荷载对排架柱基础承载力及沉降的影响。
4.3由于工艺流程的原因，排架柱基础间常常会有地下输煤栈桥穿过，基础设计应充分考虑地下输煤栈桥的实际情况，保证互不影响。实际工程中经常出现干煤棚基础设计时对地下输煤栈桥情况考虑不足，导致干煤棚基础施工完毕后，地下输煤栈桥无法施工的情况。
5.构造措施
5.1建筑方面
5.1.1干煤棚屋面受力构件为钢结构，钢结构有自重轻、施工速度快的优点，但是它对火灾比较敏感，耐高温能力差，一旦遇到火灾，会在短时间内失去强度从而导致整个屋面结构的破坏，危害很大。因此干煤棚内部的外露承重钢屋架构件应采用可靠的防火措施，其耐火时限不应小于1.5小时。
5.1.2墙体采用封闭式时，常采用单层压型钢板或复合彩钢板，墙面宜设置通长的窗户，窗高可采用1m或1.2m，若干煤棚较高时可设置两道。
5.1.3两端山墙敞开时，最好设置与跨度等长的坡道，利于推煤机的进出;两端山墙封闭时，门洞的留设应充分考虑推煤机的进出方便。
5.1.4考虑堆煤及推煤机的通行，干煤棚地面应设置配有钢筋的混凝土地面，一般取200mm左右的厚度。
5.2结构方面
5.2.1挡墙一般跟排架柱脱开，挡墙与柱边留设缝隙。这样排架柱和挡墙各自承担荷载，受力明确。若挡墙与排架柱整体浇筑，则排架柱便成为挡墙的支点，须承担堆煤传来的侧向荷载。
5.2.2若干煤棚跨度较大时，屋架变形会对排架柱顶产生附加的荷载，因此应适当增加排架柱的刚度。
5.2.3轻型屋面及压型钢板墙面设计时，若干煤棚位于风荷载标准值较大地区，屋面檩条或墙梁截面的大小往往受整体稳定应力的控制，采用单根拉条只能限制檩条或墙梁某一侧翼缘的变形，会导致檩条或墙梁的截面较大，不经济。若能设置双拉条，同时限制檩条或墙梁的上、下翼缘的变形，会大大降低檩条或墙梁的截面，经济可行。
6.结论
通过以上分析可知，干煤棚采用现浇框排架结构配合标准的轻型梯形钢屋架屋面结构，只要在排架设计、钢屋架选型及构造措施上设计得当，便可采用工厂化加工结构构件，不但可以解决施工进度慢及造价高的问题，还可以使结构安全、可靠、适用。
参考文献：
[1] DL5022-2012.《火力发电厂土建结构设计技术规定》[S].[2012]
[2] DL5000-2000.《火力发电厂设计技术规程》[S].[2000]
[3]王文栋.《混凝土结构构造手册》（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社[2012]
作者简介：武海杰，男，1977.12，工程师，中机国能电力工程有限公司邯郸分公司。