獲獎項(xiàng)目名稱:大跨度散料貯倉網(wǎng)殼建造技術(shù)研究與應(yīng)用
主要完成單位:中建材（合肥）鋼構(gòu)科技有限公司、格銳達(dá)（南京）科技有限公司、合肥工業(yè)大學(xué)、合肥工大共達(dá)工程檢測試驗(yàn)有限公司、安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院
主要完成人:蔣守鋒、董哲武、周海兵、謝堅(jiān)、陳安英、朱玉林、錢剛、李運(yùn)軍、樊旭、張小東
二、項(xiàng)目背景
散料貯倉作為儲存散狀固體物料的關(guān)鍵構(gòu)筑物，在建材、煤炭、冶金、化工、農(nóng)業(yè)與糧食加工等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。散料貯倉網(wǎng)殼屋蓋除了作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)、儲存散料之外，還承受拉鏈機(jī)頭部傳動裝置荷載、倉頂其他設(shè)備載荷以及設(shè)備的震動，因此倉頂網(wǎng)殼屋蓋受力復(fù)雜，不同于一般意義的輕型屋蓋。貯倉在散料側(cè)壓下，倉頂邊緣易發(fā)生向外擴(kuò)張變形而推動網(wǎng)殼支座移動，引發(fā)網(wǎng)殼附加內(nèi)力；而網(wǎng)殼支座的約束剛度又反過來抑制或允許倉頂變形，這種相互作用要求設(shè)計(jì)時進(jìn)行整體協(xié)同分析。
隨著工藝生產(chǎn)線產(chǎn)能的日益提高，散料貯倉的直徑日益增大，目前最大跨度（直徑）已經(jīng)達(dá)到了85m。散料貯倉上部網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是由桿件與球節(jié)點(diǎn)組成，隨著跨度的增加，其在設(shè)計(jì)、制造、施工、現(xiàn)場管理等方面面臨著高標(biāo)準(zhǔn)與獨(dú)特挑戰(zhàn)。水泥熟料貯倉是工業(yè)生產(chǎn)中典型的散料貯存設(shè)施，溫差大、跨度大、荷載多變等共同構(gòu)成了其關(guān)鍵技術(shù)的難點(diǎn)和設(shè)計(jì)重點(diǎn)。
因此，散料貯倉網(wǎng)殼存在跨度大、溫差大、荷載多變、桿件復(fù)雜等特點(diǎn)，有必要對大跨度散料貯倉網(wǎng)殼的建造技術(shù)進(jìn)行研究。
三、創(chuàng)新成果
（1）創(chuàng)新點(diǎn)一：開發(fā)了大跨度散料貯倉網(wǎng)殼的設(shè)計(jì)軟件與新型節(jié)點(diǎn)體系。
圖1 數(shù)字化建模
（2）創(chuàng)新點(diǎn)二：構(gòu)建了基于BIM與數(shù)字孿生技術(shù)深度融合的貯倉網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)智能制造系統(tǒng)。
圖2 智能制造系統(tǒng)-桿件環(huán)焊裝置
圖3 網(wǎng)架桿件智能制造系統(tǒng)
（3）創(chuàng)新點(diǎn)三：研發(fā)了大跨度散料貯倉網(wǎng)殼的多場景模塊化智能施工技術(shù)。
圖4 主體結(jié)構(gòu)模塊化安裝
圖5 有限質(zhì)點(diǎn)法（FPM）網(wǎng)殼狀態(tài)疊加施工全過程分析
建立了基于有限質(zhì)點(diǎn)法（FPM）的大跨度散料貯倉網(wǎng)殼狀態(tài)疊加施工全過程分析方法，解決了傳統(tǒng)分析方法常常面臨網(wǎng)格畸變或重構(gòu)的困難。
圖6 工程施工照片
四、推廣應(yīng)用情況
本項(xiàng)目研究成果聚焦大跨度散料貯倉網(wǎng)殼的智能建造難題，成功進(jìn)行了系統(tǒng)性技術(shù)創(chuàng)新。該系列成果顯著提升了大跨度散料貯倉網(wǎng)殼工程安裝效率、質(zhì)量與安全性，取得了突出的技術(shù)突破，廣泛應(yīng)用于工程項(xiàng)目20項(xiàng)，得到了社會各界的認(rèn)可，產(chǎn)生了良好的社會與經(jīng)濟(jì)效益，并形成多項(xiàng)專利、論文等科技成果。為公司創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益，各項(xiàng)工程如期竣工，確保了工程質(zhì)量，取得了良好的社會與經(jīng)濟(jì)效果。
