Этот проект, расположенный в городе Далянь, Китай, представляет собой крупногабаритный стальной каркасный гомогенизационный силос, построенный в рамках линии по производству цемента. Здание в основном используется для хранения сыпучих материалов, гомогенизации материалов, эксплуатации оборудования и стабильной транспортировки материалов.
В отличие от обычного промышленного склада, для этого проекта требовалось конструктивное решение, обеспечивающее широкое складское пространство без колонн, согласованное с внутренним технологическим оборудованием, устойчивое к воздействию промышленной среды и поддерживающее долгосрочное непрерывное производство. Для удовлетворения этих требований мы использовали куполообразную стальную решетчатую оболочку с большой пространственной структурой, оптимизированной компоновкой опор и согласованной конструкцией интерфейса оборудования.
Стальная пространственная каркасная конструкция крыши помогла увеличить вместимость складских помещений, уменьшить внутренние препятствия, обеспечить более плавную погрузку и разгрузку сыпучих материалов, а также создать более прочную конструктивную систему для работы цементного завода.
| Элемент | Технические данные |
|---|---|
| Название проекта | Проект стального каркаса для силоса гомогенизации цемента в Даляне |
| Страна | Китай |
| Расположение | Далянь, провинция Ляонин |
| Тип проекта | Металлоконструкция цементного завода / Силос для гомогенизации / Склад сыпучих материалов |
| Основное приложение | Хранение сыпучих материалов, гомогенизация, транспортировка, эксплуатация оборудования и поддержка производства. |
| Структурная система | Куполообразный двухслойный стальной пространственный каркас / стальная решетчатая оболочка |
| Главный несущий пролет | Примерно 108 м |
| Максимально допустимый пролет без опоры | Примерно 112 м |
| Длина/диаметр здания | Примерно 118 м |
| Крытая площадь | Приблизительно 10 500–11 500 м² |
| Высота купола | Примерно 28 м |
| Максимальная высота конструкции | Примерно 36 м |
| Глубина пространственного каркаса | Примерно 3,2–4,5 м |
| Модуль сетки | Примерно 3,0 м / 3,6 м модульная сетка |
| Потребление стали | Приблизительно 72–88 кг/м² |
| Основной сорт стали | конструкционная сталь Q355 |
| Вторичный сорт стали | конструкционная сталь Q235 |
| Тип участника | Круглые стальные трубы / сварные полые профили / узловые компоненты |
| Способ подключения | Изготовление сварных узлов + сборка на месте с помощью болтов |
| Класс болтов | Высокопрочные болты 10.9S / Обычные болты 8.8 |
| Обработка поверхности | Дробеструйная обработка Sa 2.5 + система промышленного антикоррозионного покрытия |
| Целевая среда | Цементная промышленность / C4 средней и высокой прочности |
| Период изготовления | Примерно 50 дней |
| Доставка материалов на объект | Примерно через 7–10 дней после отправки партии. |
| Период монтажа на месте | Примерно 75 дней |
| Завершение проекта | 2022 |
Главной задачей проектирования было создание большого крытого пространства для хранения и гомогенизации материалов, используемых в производстве цемента.
В проекте была применена куполообразная стальная пространственная каркасная система. По сравнению с традиционными ферменными или железобетонными кровельными системами, стальная сетчатая оболочка обеспечила лучшее пространственное распределение нагрузки, меньший собственный вес, большую адаптивность к круглым или неправильным конфигурациям складских помещений и повысила эффективность строительства.
Крыша с большим пролетом уменьшила потребность во внутренних колоннах, что позволило разместить внутри цеха погрузочно-разгрузочное оборудование, конвейерную систему и систему гомогенизации с меньшими пространственными ограничениями. Это было особенно важно для цементного завода, где непрерывность производства, свободный доступ к оборудованию, поток материалов и доступ для долгосрочного технического обслуживания имеют решающее значение.
Проект был разработан и реализован в соответствии с китайскими национальными стандартами для стальных конструкций, промышленных зданий и пространственных каркасных сооружений. Основные применимые стандарты включали:
Стандарт GB 50017-2017 применяется к проектированию стальных конструкций для промышленных и гражданских зданий и общестроительных сооружений, а стандарт GB 50205-2020 — к приемке качества строительства стальных конструкций. Стандарт GB 50661-2011 охватывает сварку стальных конструкций с толщиной стали не менее 3 мм в промышленном и гражданском строительстве, а стандарт GB/T 1591-2018 применяется к высокопрочным низколегированным конструкционным сталям общего назначения.
В рамках данного проекта при расчете несущих конструкций учитывались собственный вес конструкции, временная нагрузка на кровлю, ветровая нагрузка, снеговая нагрузка, температурный эффект, нагрузка на этапе строительства, нагрузка на стыке оборудования и локальная передача усилий в зонах опор.
Основные элементы стального пространственного каркаса, используемые в конструкционная сталь Q355 включая основные элементы, работающие на сжатие, элементы, работающие на растяжение, опорные кольца, основные элементы пояса и ключевые компоненты передачи нагрузки. Второстепенные элементы и вспомогательные опоры используются конструкционная сталь Q235 в зависимости от уровня нагрузки, положения соединения и функции установки.
В объем работ по изготовлению входили:
Поскольку в проекте использовалась система каркасных конструкций с большими пролетами, точность изготовления имела решающее значение. Положение узлов, длина элементов, выравнивание отверстий для болтов, высота опор и суммарный допуск по геометрии напрямую влияли на окончательную форму купола и эффективность монтажа.
Процесс сварки контролировался в соответствии с GB 50661-2011 — Кодекс сварки стальных конструкций Методы сварки выбирались в зависимости от диаметра трубы, толщины стенки, типа узла и требований к передаче нагрузки.
К основным методам сварки относились:
Контроль качества с акцентом на:
Для стального пространственного купольного каркаса геометрический контроль более чувствителен, чем для стандартного портального каркасного здания. Небольшие отклонения в одном узле могут повлиять на несколько соединенных элементов, поэтому контроль качества изготовления и планирование последовательности монтажа рассматривались как основные контрольные точки.
Проект расположен в цементном производственном комплексе, где пыль, влажность, перепады температуры и воздействие производственных факторов могут увеличивать нагрузку на техническое обслуживание. Поэтому стальные элементы были защищены промышленным антикоррозионным покрытием.
Система обработки поверхности и нанесения покрытия включала в себя:
| Процесс | Технические требования |
|---|---|
| Подготовка поверхности | Взрывное воздействие на Sa 2.5 |
| Ссылка на поверхность | GB/T 8923.1 / ISO 8501-1 эквивалентный класс подготовки |
| Грунтовка | Эпоксидная грунтовка с высоким содержанием цинка, приблизительно 60–75 мкм. |
| Промежуточный слой шерсти | Эпоксидное слюдяное покрытие из оксида железа, приблизительно 80–100 мкм. |
| Верхнее покрытие | Полиуретановое финишное покрытие, приблизительно 50–60 мкм. |
| Общая толщина сухой пленки | Приблизительно 200–235 мкм |
| Целевая среда | Цементная промышленная среда |
| Зона особого контроля | Кольцевая сеть поддержки, интерфейс оборудования, открытые узлы, зоны доступа для технического обслуживания. |
Для стальных элементов, расположенных вблизи конвейерного оборудования, инспекционных площадок, кромок крыш и зон воздействия промышленной пыли, качество покрытия и толщина сухой пленки контролировались более строго, чтобы снизить нагрузку на техническое обслуживание в долгосрочной перспективе.
Данный проект требовал тесной координации между стальной пространственной каркасной конструкцией и процессом производства цемента.
К основным координационным точкам относились:
Стальная конструкция не проектировалась как изолированная кровельная система. Она должна была обеспечивать выполнение всех производственных задач цементного завода, включая хранение материалов, гомогенизацию, транспортировку, эксплуатацию оборудования, контроль качества и долгосрочное техническое обслуживание.
В процессе детализации основное внимание уделялось контролю пространственной геометрии, точности узлов, сегментации установки и координации взаимодействия оборудования.
Ключевые контрольные точки детализации включали:
Для стальных пространственных каркасных конструкций больших пролетов ранняя проработка деталей напрямую определяет эффективность на строительной площадке. Точное 3D-моделирование и координация узлов помогли уменьшить несоосность, избежать повторных изменений на площадке и обеспечить контролируемый монтаж в условиях промышленной зоны.
На начальном этапе взаимодействия клиент сосредоточился на нескольких ключевых требованиях:
Исходя из этих требований, наша команда оптимизировала пролет купола, геометрию сетчатой оболочки, схему опор, конструкцию узлов, сегментацию элементов, систему покрытия и последовательность монтажа.
Перед изготовлением заказчик ознакомился с чертежами общего расположения, компоновкой узлов пространственной рамы, детальными чертежами опор, перечнем элементов, последовательностью монтажа, зонами сопряжения оборудования и спецификацией покрытия. Компоненты были промаркированы по зонам сетки и партиям поставки для улучшения идентификации на площадке и обеспечения непрерывности монтажа.
Для гомогенизационного силоса требовалась широкая крытая площадь с минимальным внутренним препятствием. Куполообразный стальной пространственный каркас обеспечил решение с большой крышей, сохранив при этом эффективность хранения материалов и работы оборудования.
Проект включал в себя множество пересекающихся трубчатых элементов и повторяющихся узлов сетки. Точность узлов, контроль длины элементов и последовательность монтажа имели решающее значение для сохранения геометрии купола.
Стальная конструкция должна была согласовываться с конвейерным оборудованием, установками гомогенизации, пешеходными дорожками для технического обслуживания и опорными зонами. Предварительный анализ взаимодействия помог уменьшить конфликты на строительной площадке.
Условия эксплуатации требовали практичной антикоррозионной системы и более надежной защиты в местах контакта с открытыми узлами, зонами опор и областями соприкосновения оборудования.
Для монтажа крыши большого пролета потребовались поэтапные работы, координация работы кранов, планирование временных опор и постоянный контроль геометрии во время возведения.
