浅议熟料冬储堆棚的优化设计

（合肥水泥研究设计院有限公司， 安徽 合肥 230051）

0 引言

水泥熟料的露天堆存，即使采取简单覆盖措施，在装卸熟料和遇到大风天气扬尘依然十分明显，既不符合国家环保要求，也不利于水泥质量稳定。为达到国家环保要求，践行企业社会责任，应该对熟料采取封闭堆存措施，控制扬尘，建设封闭熟料堆棚。

熟料冬储堆棚与生产线中设置的熟料堆棚作用不同，主要用于堆存错峰或煤电等能源的价格较低时生产的熟料，为冬季水泥需求量不均匀或相对较低时，提供熟料。上述特点决定了熟料冬储堆棚必须储存量大，分批次将熟料装满堆棚，然后可停窑，根据水泥需求量，逐步取用冬储堆棚中熟料。

以东北某水泥公司熟料堆棚为研究对象，本工程抗震烈度 6度建筑场地类别为II类，设计特征周期值为0.35S，属对建筑抗震一般地段。基本风压0.45kN/m2,本工程所处地面粗糙度B类。基本雪压0.40kN/m2, 标准冻土深度0.8m。屋面活荷载标准值0.50kN/m2,屋面积灰荷载标准值0.5kN/m2。下面对两种熟料堆棚方案进行简介和比选。

1 方案一简介

方案一堆棚平面布置：上部采用空间钢结构（钢网架或钢桁架），下部设独立支承柱.横向共3跨,每跨跨度30m；纵向柱距30m×6，周边挡墙高度3.0m。挡墙以上墙面和屋面采用彩钢板封闭。熟料进出堆棚均可采用汽车运输。

图1 方案一剖面示意图

2 空间钢结构，2-支承柱，3-钢筋混凝土挡墙

该方案有以下优缺点：

（1）空间钢结构，刚度大，变形小，有利于支承柱和基础设计：考虑到堆料高度和卸料所需净高要求，支承柱高度一般在12m以上；上部采用钢结构（钢网架或钢桁架），属于空间钢结构，刚度大，在外部荷载作用下变形小，对支承柱产生弯矩小，为支承柱和基础优化设计创造良好条件。

（2）空间钢结构单位面积用钢量小，经济性好：由于支承柱可按 30mX30m柱网布置，网架支点设置合理，钢结构单位面积用钢量小，可降低工程造价，经济性好；同时，由于自重小，相应地震作用效应小，有利于支承柱和基础设计。

（3）汽车倒运效率低，倒运过程中熟料扬尘对工人劳动保护有一定影响。

3.方案二简介

标高21.00m以下为直径60m钢筋混凝土仓壁，21.00m以上为空间钢结构，21.00m以上墙面和屋面采用彩钢板封闭，库顶设卸料拉链机，储量11万吨。

图2 方案二剖面示意图

1-熟料库库壁，3-空间钢结构，4-库顶平台，5-库顶房，6-熟料输送桁架

该方案有以下优缺点：

（1）效率高，可适应大规模化生产：该方案进出料均采用设备，效率高，可适应大规模化生产需要，单位占地面积储量大。

（2）钢筋混凝土量和钢结构用钢量大：由于仓壁较高且筒仓直径较大，仓壁受力较大，仓壁钢筋混凝土量较大；上部空间钢结构跨度大荷载大，单位面积用钢量大。

（3）除正常巡查检修外，工人不接触粉尘，有利于劳动保护。

3 方案一与方案二比选

表1 工程造价估算表

通过比较，在采取可靠合理的劳动保护措施情况下，方案一吨熟料冬储造价较方案二具有明显优势，方案一为优选方案。

4 总结

根据冬储熟料堆棚的工艺特点，在采取可靠合理的劳动保护措施情况下，上部采用空间钢结构（钢网架或钢桁架），下部设独立支承柱，周边设挡墙的冬储堆棚方案工程造价（吨熟料冬储造价）具有明显优势。除此外，空间钢结构加工制造，现场拼装，工期较短，更适合在东北“黄金施工月份”较少地区采用。

[1]GB50009-2012.建筑结构荷载规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2012

[2]GB50010-2010.混凝土结构设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010

[3]GB50017-2003.钢结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2003

[4]JGJ7-2010. 空间网格结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2010

[5]GB50295-2016. 水泥工厂设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2016