本實(shí)用新型涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及倉儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，具體涉及一種模塊化倉儲(chǔ)棚建造材料。
背景技術(shù)：
隨著我國工業(yè)發(fā)展和對(duì)環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，對(duì)大跨度倉儲(chǔ)棚的需求量越來越大，對(duì)倉儲(chǔ)棚的建造質(zhì)量和施工便利性提出了更高的要求。
由于我國工業(yè)發(fā)展和對(duì)環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，對(duì)露天倉儲(chǔ)和存儲(chǔ)的需求量呈幾何式增長，迫切需要一種成本低廉、施工便利且堅(jiān)固耐用的高質(zhì)量倉儲(chǔ)棚。
為了提高大跨度倉儲(chǔ)棚的建造質(zhì)量，并保證在使用過程中經(jīng)久耐用，不坍塌，現(xiàn)有技術(shù)中已有一些解決方案。比如現(xiàn)有大跨度倉儲(chǔ)棚采用整體式網(wǎng)架式設(shè)計(jì)或穹頂采用網(wǎng)架式結(jié)構(gòu)，而支撐部分采用鋼筋混凝土，所有這種形式倉儲(chǔ)棚的建造不僅建造周期長，鋼材用量驚人，工程造價(jià)昂貴。因而跨度不可能建造得很大。
中國發(fā)明專利(申請?zhí)枺?01410354181.8)，公開了一種自撐性罩式倉儲(chǔ)棚及其建造辦法。其中自撐性罩式倉儲(chǔ)棚包括底座、外罩、龍骨骨架、鋼絲網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等部分。底座是鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)；外罩為可充氣且可注入液體可固化填充材料的薄膜模板，它包括外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面，并且外罩固定在底座上；龍骨骨架與外罩內(nèi)側(cè)面固定連接；鋼絲網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)沿外罩外側(cè)面盤繞并與底座連接。該發(fā)明的自撐性罩式倉儲(chǔ)棚的建造辦法包括通過充氣薄膜模板的進(jìn)氣口向充氣薄膜模板內(nèi)注入高壓空氣，通過龍骨骨架的中空管的液體注入口注入液體可固化填充材料以及通過薄膜模板的液體注入口注入液體可固化填充材料等步驟。這種倉儲(chǔ)棚及其建造辦法，理論上可行，實(shí)際建造成本非常高，尤其是充氣薄膜模板和龍骨骨架當(dāng)前國內(nèi)無法生產(chǎn)，國際上也僅有一家可生產(chǎn)，產(chǎn)能受限，不可能大規(guī)模推廣應(yīng)用。
考慮到上述情況，目前業(yè)內(nèi)需要開發(fā)一種適宜倉儲(chǔ)棚結(jié)構(gòu)以模塊化方式建造的材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種模塊化倉儲(chǔ)棚建造材料，能夠根據(jù)建造倉儲(chǔ)棚的實(shí)際需求，作為倉儲(chǔ)棚的建造模塊，再通過組合的方式快速建造出符合強(qiáng)度要求的大跨度倉儲(chǔ)棚，并且大幅度降低施工成本和材料成本。
為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采取的具體技術(shù)方案是：
一種模塊化倉儲(chǔ)棚建造材料，包括：
一可固化填充材料層及包覆所述可固化填充材料層的至少上下表面的一罩體；
所述可固化填充材料內(nèi)埋設(shè)鋼絲網(wǎng)架支撐。
所述可固化填充材料層的厚度范圍為180至480mm。
所述鋼絲網(wǎng)架支撐采用均勻編織的鋼絲網(wǎng)，鋼絲直徑范圍為2.5至5.5mm，網(wǎng)眼面積范圍為900至2500mm2。
所述鋼絲網(wǎng)架支撐包括一波形支撐網(wǎng)；
所述波形支撐網(wǎng)具有多個(gè)連續(xù)均布的波峰及波谷，所述波峰均固定于外罩，所述波谷均固定于內(nèi)罩；
相鄰的兩個(gè)波峰或波谷通過一加強(qiáng)拉網(wǎng)連接。
相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離范圍為0.65至2m。
所述可固化填充材料層的彈性模量不小于40GPA。
所述可固化填充材料層的材質(zhì)選自聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚乙烯。
所述罩體的厚度為0.8至2.5mm。
所述罩體為高強(qiáng)度薄膜，該高強(qiáng)度薄膜材質(zhì)為PVDF或PVF。
上述模塊化倉儲(chǔ)棚建造材料的制作方法，包括如下步驟：
1)搭建模具，模具包括內(nèi)部模具、外部模具及單側(cè)封頭，內(nèi)部模具與外部模具之間的形成與建造材料形狀對(duì)應(yīng)的模腔，即內(nèi)部模具與外部模具之間的間距等于要制作的倉儲(chǔ)棚模塊的厚度，內(nèi)部模具與外部模具與要制作的倉儲(chǔ)棚模塊寬度相同；單側(cè)封頭封閉于模腔的一側(cè)；
2)將罩體放入模腔，將鋼絲網(wǎng)架支撐放入罩體中，通過模具及鋼絲網(wǎng)架的雙向支撐，使罩體完全貼合模腔內(nèi)壁；
3)向罩體內(nèi)灌注液態(tài)可固化填充材料；
4)待可固化填充材料固化后，脫模。
通過采用上述技術(shù)方案，該倉儲(chǔ)棚建造材料可以使用模具在工作現(xiàn)場進(jìn)行制作，并且通過調(diào)整模具，可以快速制作出各種規(guī)格、形狀。而由于采用鋼絲網(wǎng)架做筋骨，網(wǎng)架內(nèi)部注入液體可固化填充材料，內(nèi)、外罩使用高強(qiáng)度薄膜，使倉儲(chǔ)棚模塊具有足夠的剛度和強(qiáng)度。另外，該倉儲(chǔ)棚建造材料堅(jiān)固耐用，具有高強(qiáng)度、輕盈和抗老化的優(yōu)良品質(zhì)。并且建造周期短、施工便利、成本低廉。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例中的倉儲(chǔ)棚建造材料截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖作詳細(xì)說明如下。需說明的是，附圖僅作為倉儲(chǔ)棚結(jié)構(gòu)及形狀的大致參考，為了清楚顯示附圖各部分，對(duì)于圖中結(jié)構(gòu)做了適當(dāng)調(diào)整，圖中各組成部分的數(shù)量，尺寸參數(shù)及比例關(guān)系均應(yīng)以各實(shí)施例中描述為準(zhǔn)。
如圖1所示，在一實(shí)施例中提供一種模塊化倉儲(chǔ)棚建造材料，可固化填充材料層107及分別包覆可固化填充材料層107的上面及下面的一外罩106及一內(nèi)罩110；可固化填充材料107內(nèi)埋設(shè)鋼絲網(wǎng)架支撐?？晒袒畛洳牧蠈拥牟馁|(zhì)選自聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚乙烯，材料本身彈性模量不小于40GPA。
其中鋼絲網(wǎng)架支撐采用均勻編織的鋼絲網(wǎng)，鋼絲直徑范圍為2.5至5.5mm，網(wǎng)眼面積范圍為900至2500mm2。
鋼絲網(wǎng)架支撐包括一波形支撐網(wǎng)108；波形支撐網(wǎng)108具有多個(gè)連續(xù)均布的波峰及波谷，所述波峰均固定于外罩106，所述波谷均固定于內(nèi)罩110；相鄰的兩個(gè)波峰或波谷通過加強(qiáng)拉網(wǎng)109連接。相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離范圍為0.65至2m。通過上述方式和參數(shù)布置鋼絲網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)，能夠大幅提高倉儲(chǔ)棚材料的剛度和強(qiáng)度，在收到各方向載荷的工況下，倉儲(chǔ)棚材料作為整體受力，在波峰或波谷之間加設(shè)加強(qiáng)拉網(wǎng)，可以避免變形較大時(shí)波峰間的填充材料被破壞，并且，采用鋼絲直徑遠(yuǎn)小于其他加強(qiáng)類的鋼筋結(jié)構(gòu)，重量也很輕，避免增加額外的自重載荷。
外罩106和內(nèi)罩110均為高強(qiáng)度薄膜，該高強(qiáng)度薄膜為HIRAOKA公司或KOBOND公司生產(chǎn)的高強(qiáng)度薄膜材料，也可以選用國內(nèi)生產(chǎn)的具有同等強(qiáng)度的材料。具體材質(zhì)可選PVDF或PVF，厚度為0.8至2.5mm。
上述模塊化倉儲(chǔ)棚建造材料的制作方法，包括如下步驟：
1)搭建模具，模具包括內(nèi)部模具、外部模具及單側(cè)封頭，內(nèi)部模具與外部模具之間的形成與建造材料形狀對(duì)應(yīng)的模腔，即內(nèi)部模具與外部模具之間的間距等于要制作的倉儲(chǔ)棚模塊的厚度，內(nèi)部模具與外部模具與要制作的倉儲(chǔ)棚模塊寬度相同；單側(cè)封頭封閉于模腔的一側(cè)；
2)將罩體放入模腔，將鋼絲網(wǎng)架支撐放入罩體中，通過模具及鋼絲網(wǎng)架的雙向支撐，使罩體完全貼合模腔內(nèi)壁；
3)向罩體內(nèi)灌注液態(tài)可固化填充材料；
4)待可固化填充材料固化后，脫模。
下面結(jié)合工程實(shí)際對(duì)前述實(shí)施例描述的倉儲(chǔ)棚結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度通過有限元軟件進(jìn)行分析如下：
首先，使用前述實(shí)施例中描述的方法和材料建造寬度12m的倉儲(chǔ)棚模塊，跨度200m，穹頂單元處的厚度設(shè)定為280mm，兩側(cè)的立式底座厚度選取800mm，能夠保證足夠的剛度，并且便于施工，整體模型由邊長4m的有限元細(xì)化，兩端同時(shí)約束水平位移和內(nèi)外的轉(zhuǎn)動(dòng)。
在豎直狀態(tài)，受自重載荷的情況下，中心下垂1.1米，傾斜度為1.6％。自重應(yīng)力26.4MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于520MPa的許用載荷，模擬積雪和冰載，在頂部施加0.45kN/㎡的載荷，最大應(yīng)力為60MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于520MPa的許用載荷，符合強(qiáng)度要求；在頂部受載的情況下，中心最大變形為2.3米，傾斜度為2.1％，符合剛度要求。
模擬風(fēng)載，施加向下和側(cè)向載荷1.29kN/，中心弧度最大應(yīng)力為165MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于520MPa的許用載荷，符合強(qiáng)度要求；施加向上和側(cè)向載荷1.29kN/㎡，由于自重抵消一部分載荷，中心弧度最大應(yīng)力為107MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于520MPa的許用載荷，符合強(qiáng)度要求；兩種工況下，中心最大變形1.9米，傾斜度2.2％，符合剛度要求。
將倉儲(chǔ)棚模塊組合構(gòu)建成整體的倉儲(chǔ)棚后，整體的剛度和強(qiáng)度均會(huì)進(jìn)一步提高，建造整體有限元模型進(jìn)行受載分析，在同樣的積雪和冰載以及風(fēng)載的情況下，并考慮自重載荷，應(yīng)力集中于兩側(cè)的立式底座擋料墻，最大應(yīng)力約為42MPa，最大變形為穹頂?shù)闹行捻敳?，約為540mm，符合強(qiáng)度和剛度要求。
目前，國內(nèi)絕少有跨度超過200m的倉儲(chǔ)棚，根據(jù)工程實(shí)際，采用同樣的材料和結(jié)構(gòu)，跨度越小，則倉儲(chǔ)棚整體的剛度和強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)地提高，因此不再另行舉例對(duì)更小跨度的倉儲(chǔ)棚結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析說明。當(dāng)然，跨度減小的情況下，可根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行計(jì)算，減小材料的厚度及幅面，具體的分析過程不再贅述。
經(jīng)濟(jì)成本分析：
以建造一倉儲(chǔ)棚為例，其規(guī)格為：跨度180m、高度50m、長度280m。
①采用整體鋼結(jié)構(gòu)方式，需耗用鋼材約4000噸，材料成本約6000萬元，建造工時(shí)2個(gè)月左右，用工50人，再加上其它輔助成本，如吊裝費(fèi)，運(yùn)輸費(fèi)等，共建造費(fèi)用超過8000萬元。
②采用背景技術(shù)中充氣式建造辦法，需要進(jìn)口薄膜成本即達(dá)8000萬元，填充材料費(fèi)用需1000萬元，建造工時(shí)約45天，用工50人，再加上其它輔助成本，如吊裝費(fèi)，運(yùn)輸費(fèi)等，共建造費(fèi)用至少12000萬元。
③采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，模具費(fèi)用約1000萬元(可重復(fù)使用)，填充材料約1000萬元，其它材料費(fèi)用約1000萬元，薄膜成本約1500萬元，建造工時(shí)1個(gè)月，用工50人，再加上其它輔助成本，共建造費(fèi)用為6000萬元。
需說明的是，以上所述，為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施案例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。