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【摘 要】通过对燃煤电厂储煤棚空间、结构布置、构件选型、受力体系构成等进行综合的分析，总结了在燃煤电厂储煤棚建筑及结构设计中需要注意以及需要改进的地方，让储煤棚在符合輸煤工艺流程需要的前提下，满足平面及空间布置合理，结构体系及结构构件安全可靠、适用耐久的要求。
【关键词】燃煤电厂储煤棚；结构体系；结构构造
前言：在国内的燃煤发电厂中，尤其是小机组的燃煤发电厂，储煤棚是燃料系统中最常见的辅助生产构筑物之一，其结构形式多样，有钢筋混凝土现浇排架结构的，也有钢筋混凝土预制排架结构的，但采用比较多的还是钢筋混凝土现浇排架结构。钢筋混凝土现浇排架结构的储煤棚以其可以采用较大的跨度、采用的轻型屋面自重轻、用钢量少、施工工艺简单可靠、可以采用工厂标准化施工、施工经验成熟等优点成为现在储煤棚常常采用的结构形式。
由于储煤量的原因，储煤棚在平面布置上往往占用很大的区间，整个储煤棚长达数百米的情况也很常见，并且储煤棚内部经常布置有桥式抓斗吊车，工作运行频繁，工作制很高，这就要求我们在设计工作中全面考虑布置、结构形式，合理设计，使储煤棚满足平面及空间布置合理，结构体系及结构构件安全可靠、适用耐久的要求。
设计中常常按照如下所述步骤进行，并考虑相关的要点、要求。
1.储煤棚的整体布置及结构选型
1.1平面布置：整个运煤系统平面布置区间很大，而担负储煤功能的储煤棚是整个系统的起点，在整个燃料供应系统中起着举足轻重的作用，往往整个储煤棚长达上百米甚至数百米，因此结构布置时应该充分考虑由于温度变化而产生的应力的影响，在条件允许的情况下，设置温度伸缩缝是最好的选择，一般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加工制作，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，一般有24m、30m、36m等跨度，并且与标准的轻型屋面钢屋架配合使用，跨度最大可布置到36m。
1.2结构选型：结构体系的选择很重要，关系到储煤棚的安全和经济，目前常用的结构形式为现浇排架结构，纵向采用柱间支撑或纵向框架梁，配合轻型三角形或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.储煤棚的排架柱设计
2.1排架柱是储煤棚的主要受力构件，主要承受来自屋面的恒、活、风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，还应考虑墙面风荷载的影响。参考《混凝土结构构造手册》（第四版）相关规定，现浇钢筋混凝土排架柱截面的尺寸往往根据桥式吊车的额定荷载、运行机制和吊车梁顶及吊车梁底高度的不同进行确定。比如当吊车的额定荷载为10T，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时，则现浇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现浇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或三角形屋架。轻型屋面材料常选用压型钢板、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。当储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，设计人员常常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由于储煤棚内的大面积、大体积储煤，存在大面积堆载情况（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轨问题，及变形造成吊车轮与其运行时的轨道之间出现变形，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储煤棚内部存在大量堆煤，为满足储煤的要求和厂区环境的美化，常常要在储煤棚的周边设置挡煤墙，确定排架柱基础埋深时，应充分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。若挡煤墙基础与排架柱基础整体布置，则应考虑两者的协同受力问题。
4.3根据运煤系统的工艺流程，排架柱基础间常常会有地下输煤廊道穿过，且深度一般会超过储煤棚基础的埋置深度，基础设计应充分考虑地下输煤廊道的实际情况，保证互不影响。实际工程中经常出现储煤棚基础设计时对地下输煤廊道情况考虑不足，导致储煤棚基础施工完毕后，地下输煤廊道无法施工的情况。
5.储煤棚的构造措施
5.1建筑方面
5.1.1储煤棚屋面受力构件一般采用钢结构，钢结构有自重轻、便于工厂加工、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。因此储煤棚内部的外露承重钢屋架构件应采用可靠的防火措施，比如在钢结构表面涂刷防火涂料等，其耐火时限不应小于1.5小时。
5.1.2若墙体采用封闭式时，常采用单层压型钢板或复合彩钢板，这样既美观加工制作又简单便捷。彩板墙面宜设置通长的窗户，窗高可采用1m或1.2m，若储煤棚较高时可设置两道通长窗。若墙体采用开敞式时，应在排架柱外侧等高度设置几道挡雨棚，防止雨水进入储煤棚内。
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
4.2.1储煤棚的挡煤墙一般跟排架柱脱开，挡墙与柱边留设50mm的缝隙。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，对排架柱的受力及变形都不利，一般不建议采用此种形式。
4.2.2若储煤棚跨度较大时，屋架变形会对排架柱顶产生附加的荷载，因此应在构造上适当增加排架柱的刚度。
4.2.3轻型屋面及压型钢板墙面设计时，若储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
通过以上对储煤棚的选型、受力、构造等的分析可知，储煤棚采用现浇钢筋混凝土排架结构配合标准的轻型屋面梯形或者三角形钢屋架屋面结构，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]
【关键词】燃煤电厂储煤棚；结构体系；结构构造
前言：在国内的燃煤发电厂中，尤其是小机组的燃煤发电厂，储煤棚是燃料系统中最常见的辅助生产构筑物之一，其结构形式多样，有钢筋混凝土现浇排架结构的，也有钢筋混凝土预制排架结构的，但采用比较多的还是钢筋混凝土现浇排架结构。钢筋混凝土现浇排架结构的储煤棚以其可以采用较大的跨度、采用的轻型屋面自重轻、用钢量少、施工工艺简单可靠、可以采用工厂标准化施工、施工经验成熟等优点成为现在储煤棚常常采用的结构形式。
由于储煤量的原因，储煤棚在平面布置上往往占用很大的区间，整个储煤棚长达数百米的情况也很常见，并且储煤棚内部经常布置有桥式抓斗吊车，工作运行频繁，工作制很高，这就要求我们在设计工作中全面考虑布置、结构形式，合理设计，使储煤棚满足平面及空间布置合理，结构体系及结构构件安全可靠、适用耐久的要求。
设计中常常按照如下所述步骤进行，并考虑相关的要点、要求。
1.储煤棚的整体布置及结构选型
1.1平面布置：整个运煤系统平面布置区间很大，而担负储煤功能的储煤棚是整个系统的起点，在整个燃料供应系统中起着举足轻重的作用，往往整个储煤棚长达上百米甚至数百米，因此结构布置时应该充分考虑由于温度变化而产生的应力的影响，在条件允许的情况下，设置温度伸缩缝是最好的选择，一般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加工制作，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，一般有24m、30m、36m等跨度，并且与标准的轻型屋面钢屋架配合使用，跨度最大可布置到36m。
1.2结构选型：结构体系的选择很重要，关系到储煤棚的安全和经济，目前常用的结构形式为现浇排架结构，纵向采用柱间支撑或纵向框架梁，配合轻型三角形或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.储煤棚的排架柱设计
2.1排架柱是储煤棚的主要受力构件，主要承受来自屋面的恒、活、风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，还应考虑墙面风荷载的影响。参考《混凝土结构构造手册》（第四版）相关规定，现浇钢筋混凝土排架柱截面的尺寸往往根据桥式吊车的额定荷载、运行机制和吊车梁顶及吊车梁底高度的不同进行确定。比如当吊车的额定荷载为10T，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时，则现浇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现浇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或三角形屋架。轻型屋面材料常选用压型钢板、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。当储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，设计人员常常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由于储煤棚内的大面积、大体积储煤，存在大面积堆载情况（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轨问题，及变形造成吊车轮与其运行时的轨道之间出现变形，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储煤棚内部存在大量堆煤，为满足储煤的要求和厂区环境的美化，常常要在储煤棚的周边设置挡煤墙，确定排架柱基础埋深时，应充分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。若挡煤墙基础与排架柱基础整体布置，则应考虑两者的协同受力问题。
4.3根据运煤系统的工艺流程，排架柱基础间常常会有地下输煤廊道穿过，且深度一般会超过储煤棚基础的埋置深度，基础设计应充分考虑地下输煤廊道的实际情况，保证互不影响。实际工程中经常出现储煤棚基础设计时对地下输煤廊道情况考虑不足，导致储煤棚基础施工完毕后，地下输煤廊道无法施工的情况。
5.储煤棚的构造措施
5.1建筑方面
5.1.1储煤棚屋面受力构件一般采用钢结构，钢结构有自重轻、便于工厂加工、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。因此储煤棚内部的外露承重钢屋架构件应采用可靠的防火措施，比如在钢结构表面涂刷防火涂料等，其耐火时限不应小于1.5小时。
5.1.2若墙体采用封闭式时，常采用单层压型钢板或复合彩钢板，这样既美观加工制作又简单便捷。彩板墙面宜设置通长的窗户，窗高可采用1m或1.2m，若储煤棚较高时可设置两道通长窗。若墙体采用开敞式时，应在排架柱外侧等高度设置几道挡雨棚，防止雨水进入储煤棚内。
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
4.2.1储煤棚的挡煤墙一般跟排架柱脱开，挡墙与柱边留设50mm的缝隙。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，对排架柱的受力及变形都不利，一般不建议采用此种形式。
4.2.2若储煤棚跨度较大时，屋架变形会对排架柱顶产生附加的荷载，因此应在构造上适当增加排架柱的刚度。
4.2.3轻型屋面及压型钢板墙面设计时，若储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
通过以上对储煤棚的选型、受力、构造等的分析可知，储煤棚采用现浇钢筋混凝土排架结构配合标准的轻型屋面梯形或者三角形钢屋架屋面结构，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]