煤棚表面风压的多尺度长短期记忆神经网络预测方法

风荷载是影响大跨度空间结构安全性和稳定性的关键因素之一,因此研究结构表面风压对煤棚结构设计具有重要意义。风洞试验是获取煤棚结构表面风压的主要方法,但其存在成本较高和耗时较长的问题。利用风洞试验积累的大量数据发展风压快速预测方法是目前的研究热点之一。该文以长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络为基础,建立了煤棚结构风压时序预测模型,该模型利用高斯平滑将实验数据分为光滑数据和脉动数据,进而分别训练大尺度网络和小尺度网络。结果表明:所提出的多尺度网络预测模型可以实现对煤棚表面风压的快速预测,且相比于传统LSTM神经网络,多尺度LSTM神经网络具有误差小、精度高等优势。因此,基于LSTM的多尺度神经网络可以为煤棚等大跨空间结构表面风压提供依据。

防风网对大跨度煤棚风荷载特性的影响

为了研究防风网对大跨煤棚风荷载的影响,通过风洞刚性模型测压试验,对3种透孔率的防风网下煤棚表面风荷载进行研究,分析了风向角、有无防风网和防风网透孔率对典型测点和分区的体型系数以及测点的脉动风荷载的功率谱特性的影响。结果表明:不同风向角下,结构体型系数极值出现的位置和范围差别较大;防风网对减小煤棚风荷载有较好效果,放置防风网后煤棚表面呈现为绝对值较小的负压;大部分风向角下,20%的透孔率防风网对减小风荷载效果更好;不同位置测点受来流脉动影响情况不同,煤棚迎风侧角部测点脉动风荷载无量纲功率谱数值较大,且功率谱成分复杂,放置防风网后其峰值明显减小。

新型干煤棚通风抑尘与减载优化设计研究

新型干煤棚采用疏透山墙能有效兼顾通风和抑尘需求,并起到一定的风荷载减载效应。以某电厂煤炭堆场新型干煤棚为例,通过风洞试验和数值模拟,研究了干煤棚山墙疏透率对自然通风换气次数、抑尘率和风荷载的影响,确定了山墙疏透率的设计准则及最优参数。结果表明:与封闭山墙相比,在山墙疏透率为30%时,自然通风换气次数从0.7次/h提高到3.0次/h。与开放式山墙相比,抑尘率可由56%提高到80%。屋顶中心区域和边缘的极小值风压系数降低了20%,山墙上的极小值风压系数降幅达70%。新型疏透山墙干煤棚可以在确保结构安全性和设计实用性的同时减少建造成本和降低能耗成本。

沿海地区30年龄期螺栓球网架加固技术研究

某电厂干煤棚为斜放四角锥形双层筒网壳,属于螺栓球网架结构。因年久失修,结构本身锈蚀严重,须进行加固改造。采用“杆件更换、支座加固、彩钢板屋面更换”等方案施工。结构处于邻海环境中,重点关注后续使用期间耐久性,故对结构进行除锈防腐处理。结果表明,加固后的钢结构煤棚承载能力显著提升,可连续不间断满负荷运行168 h,投入使用后,钢构件防腐涂层无明显皱皮、流坠、气泡等缺陷,满足规范要求。

气化煤棚改造分析——以山东晋控明水化工集团有限公司为例

近年来,随着工业化的不断推进,煤炭作为主要能源之一,在基础化工产业中发挥举足轻重的作用。随着氮肥退城进园原料结构调整技术改造项目的实施,山东晋控明水化工集团有限公司对整体生产工艺进行改造,各工段已达到自动化水平,但老气化煤棚已无法满足清洁生产和安全环保要求。本着智能高效、降低隐患的原则,企业对老气化煤棚进行改造,全面优化煤炭卸车、输送、储存和掺配等单元,以满足生产需要,提升安全环保效益。

大跨度单边开口拱形支撑煤棚工程钢结构施工技术

由于大跨度单边开口钢结构支撑面积有限及自身重量的影响,其施工易产生明显的位移或偏移,这将带来局部的应力集中问题,降低结构的整体稳定性。且这种变形还会影响煤棚工程的施工顺序和施工进度,造成人力和资源的浪费。因此在施工过程中出现明显的位移或偏移时,需要设置临时支撑,组织临时支撑的施工流程并进行纠偏分析。以上海某发电厂煤棚改造工程中的大跨度拱架临时支撑为研究对象,提出了顶升高度50 mm、20 mm、1 mm的3种拱架纠偏方案,并对拱架变形、整体网架变形、施工中3区4区控制点的竖向变形、顶升过程中杆件应力进行了分析与讨论,最终建议采取顶升高度1 mm方式对拱架进行纠偏。

大型煤棚安全性及抗震鉴定分析

文中以某大型煤棚工程为例,采用多种检测方法对该煤棚进行了全面检测,通过三维建模对其进行承载力计算,综合检测及承载力计算结果,对该煤棚进行了安全性鉴定和抗震鉴定,全面分析了该煤棚在荷载作用下的强度、刚度、稳定性,可为类似工程检测鉴定项目提供参考。

气承膜结构储煤棚火灾温度及内部气压模拟研究

近年国家对高质量、绿色发展不断提出新要求,建筑形式新颖的气承膜结构因其独特的优势在储煤场中得到大量应用,但与之对应的是特殊的消防安全问题。针对气膜结构储煤场的膜内温度分布、气压变化进行数值模拟研究,结果表明:膜面附近最高温度取决于火源与膜面之间的距离,火源距离膜面过近时,膜材将受热穿孔,穿孔面积最大可达29.75 m^(2),大部分热烟随穿孔排出,膜内整体温度将大大降低;当膜材不被烧穿时,不同火源位置的膜内压强变化趋势相似且内压最大值相差不大;当膜材被烧穿时,膜内压强迅速降低,将影响气膜结构稳定性并可能导致建筑倒塌。

山墙疏透率对大跨度煤棚风荷载的影响研究

为解决在大跨度煤棚中,复杂气流和结构相互作用使得风荷载传递过程较为复杂问题,研究山墙疏透率对大跨度煤棚风荷载的影响。计算获得极值风压系数、整体风力系数以及风荷载体型系数,获取能够反映风荷载变化的关键参数。根据模拟试验结果可知,提高山墙疏透率,能够促进大跨度煤棚内外空气流通,实现气体的交换,使得煤棚风吸力得到有效降低。山墙疏透率增加,煤棚中内压更加影响风压分布,产生正值内压,但是当煤棚山墙处于背风风向角时,煤棚中形成负值内压,造成主体风荷载出现极大力矩。

储煤棚螺栓球网架安装技术

储煤棚螺栓球网架结构是一种由钢管杆件和螺栓球组成的空间结构,具有构造简单、受力明确的特点,杆件受力小、用钢量小、整体刚度大、抗震性能好等优点,受力杆件通过节点按一定规律布置的杆件连接起来。螺栓球网架具有结构简单、施工快速、成本低廉等优点,在储煤棚、体育馆、展览馆等领域得到了广泛应用,以某工程为例,从施工工艺、挠度测量、进度控制、安全防护等方面对螺栓球网架技术进行研究。

大跨度双层柱面网壳干煤棚拆除施工技术

考虑到大跨度双层柱面网壳结构在拆除时容易产生结构稳定性问题,因此须重视拆除工艺的安全性和科学性。以某火力发电厂干煤棚拆除过程为例,在干煤棚网架拆除前,通过建立分析模型,采用有限元软件模拟网架拆除过程,获取网架各阶段应力和位移数据。当越来越多的网架单元被拆除,网架纵向刚度越来越弱,应力比和位移呈现增加趋势,最后一个网架单元在拆除前处于不安全状态,结构自身安全问题凸显出来。依据计算结果,对具有失稳风险的拆除单元提前采取了临时加固措施。监测结果表明,整个拆除过程安全可控,拆除工程顺利完成。同时结合杆件应力和网架最大位移点分布分析指出,网架拆除过程中采用吊机将后续拆除区块进行了吊挂,网架结构控制性应力比和位移与拆除区域非强相关。

合拢温度对某大温差场地干煤棚结构的影响及其优化

对大跨度干煤棚结构设计来说,在保证安全的条件下,如何更好地控制用钢量,达到最优经济效果是工程各方最关心的问题。本文以新疆某地区工程超大跨煤棚网壳的设计优化中网壳合拢温度区间的最终确定的过程为例,探讨温度应力对干煤棚结构的影响及其作用的减小措施。

露天煤矿筛分栈桥煤棚智能通风降尘系统设计

露天矿煤棚属于半封闭空间,生产作业时处于重度污染状态,严重影响工人身体健康。针对露天煤矿筛分栈桥煤棚的特殊环境,综合运用传感器技术、PLC控制技术,设计了一套智能通风降尘系统,实现对煤棚内粉尘浓度的实时监测和智能控制。系统根据采集到的粉尘数据按照Fluent数值模拟获得的控制策略自动调整通风设备的运行状态,优化通风设备的工作效率,从而精准降低粉尘浓度,改善作业环境。实验结果表明,开风机后PM2.5较未开风机前降低了61.11%,PM10降低了35.04%。该智能通风降尘系统能够有效降低煤棚内的粉尘浓度,改善工人的作业环境,同时降低能耗,具有良好的经济效益和社会效益。

大跨度预应力张弦拱桁架结构干煤棚钢结构深化设计

随着近几年国家环保力度的加大,亟需建造更大跨度的干煤棚来满足电厂原煤的存储和作业空间,为大跨度预应力钢结构干煤棚的发展带来机遇。预应力的引入,虽然增大了结构的跨越能力、整体刚度和承载能力,但同时也使得干煤棚的设计和建造相对复杂。本文以某预应力张弦拱桁架干煤棚项目为背景,分析了该项目钢结构深化设计重难点,对其深化设计流程和典型节点的深化设计做了重点介绍,并阐述了深化设计过程中的注意事项;通过对主次桁架连接节点进行优化设计,降低现场施工难度,保证现场施工进度和安装质量;采用ABAQUS软件对主桁架支座和索端锚固节点进行有限元分析,结果表明,节点设计满足结构受力要求。

干扰条件下煤棚结构风致干扰特性研究

邻近煤棚及内部煤堆的干扰导致干煤棚结构的风致响应特性非常复杂。基于刚性模型风洞试验的结果，采用平稳激励下随机振动的模态叠加法（CQc法）计算了干煤棚结构的风致响应，研究了有（无）干扰条件下干煤棚的风致响应特性。首先分析了无干扰状态下煤棚结构的风致响应，指出当风向与正方向偏向30°～45°时峰值响应出现最大绝对值。接着定义了位移峰值干扰因子，研究了不同风向时，在外界干扰及不同风场影响下干扰效应的特点，指出了干扰效应比较显著的情况。同时发现尽管存在干扰很大的情况，但对于起控制性的工况，外界于扰的存在仅仅使最大峰值响应相对无干扰时略为增大。

干扰效应下煤棚结构风致响应研究

基于刚性模型风洞试验的结果,研究了有(无)干扰条件下干煤棚的风致响应,采用平稳激励下随机振动的模态叠加法(CQC法)进行计算.对各个风向下干煤棚关键区域的平均响应、脉动响应及峰值响应进行了详细分析,发现各种干扰条件下相同区域的最大响应尽管数值上的大小有所不同,但随风向的变化规律却类似.从阵风响应因子、背景共振响应及响应谱特性等角度,分析了不同风场及外界干扰下煤棚结构的风致响应特点.研究发现,当施扰煤棚分别出现在受扰煤棚的上游和下游时,平均响应对总响应的贡献、背景响应对动力响应的贡献均有不同特点;尽管干扰条件差别较大,但仍是特定的模态对动力响应贡献较大.

干煤棚网壳结构极限承载能力分析及其合理设计

通过对发生局部破坏的干煤棚网壳结构进行极限承载能力分析 ,采用短期荷载组合对受损网壳的极限承载能力进行核算 ,继而得出结构的极限破坏形式。结果表明 ,网壳结构具有较高的安全储备 ,是一种合理的空间结构。同时提出了一些改进壳体结构设计的建议 。

大跨度干煤棚结构表面体型系数试验研究

以浙江华能玉环电厂干煤棚工程项目为背景,根据工程设计和实验研究的需要,对干煤棚这种建筑结构进行了风洞试验。考虑到干煤棚形状和多种流动性态的影响,分别将其表面划分为五块区域和三十五块区域,得到不同工况下干煤棚表面的分块体型系数。同时还比较了A、B两种风场对于干煤棚表面风荷载体型系数的影响。

索托网架结构在干煤棚工程中的应用

提出了一种适用于大跨度干煤棚工程的结构形式——索托网架.通过与斜拉网架结构的对比分析,研究了索的位形对索力、网架特征部位杆件内力、杆件与索内力的比值以及挠度的影响,得出了索的合理位形.结果表明:索托网架结构可以更加充分发挥索应力高的特性,具有结构合理、用钢量低、净空高等优点,符合大跨度干煤棚的要求.

港口干煤棚优化设计

针对港口大跨度干煤棚项目实施过程中工艺需求、环境保护、建筑消防和结构方案等专业间的矛盾,进行干煤棚优化设计与研究。通过对不同的工艺、建筑和结构方案进行优化比选,得出如下结论:柱面网壳落地排架柱半封闭方案工程总投资费用最低,排架柱高4 m全封闭方案储煤量最大、使用性好、自动化程度高、环保效果好。