CN104295141B - 一种模块式仓储棚及分级建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块式仓储棚的建造方法，其中所述方法包括多排模块的逐排拼接，并且在每一排拼接之后，始终使得未拼接的一侧保持在与地面距离保持在10米以内，以便于施工在接近地面的低空操作。

Description

一种模块式仓储棚及分级建造方法

技术领域

本公开涉及一种模块式仓储棚的建造方法。所述模块式仓储棚主要用于露天仓储领域。

背景技术

近年来，中国工业对露天存储、露天仓储的需求量越来越大，同时对于仓储棚的质量和施工便利性也提出了更高的要求。

为了提高仓储棚的质量，保障其在使用期间稳定而不至于坍塌，现有技术中提出了多种解决方案。比如中国201020111952.8号实用新型专利，其中仓储库的基底结构包括库壁和库底，库壁与库底的衔接处向外连接有环形的库基。所述的库底为锥形或平面形。锥形库底下面为水稳碎石层，水稳碎石层下面为原土夯实层，水稳碎石层、原土夯实层均与库底呈燕尾状平行。平面的库底下面为石灰碎石层，石灰碎石层下为原土夯实层；石灰碎石层、原土夯实层均与库底平行。其大大提高了仓储库的安全稳定性。又如，中国200920279367号实用新型专利，其公开了一种多功能锥型大型仓储库，包括库顶、库底、库壁和库基，库顶呈锥形，库壁呈环锥形，库壁底部与库基衔接；库底呈倒锥形，库顶部分和库底部分的纵剖面均为等腰三角形，库壁部分的纵剖面为等腰梯形。库壁由钢板焊接环围而成；库基为钢筋砼组成的基础结构。虽然上述技术能够在一定程度上提高仓储棚的安全稳定性，但由于钢材和土石的用料，造成仓储棚本身重量大、施工不便，人工和材料成本较高。

由于工业中对于露天存储、露天仓储的需求量的不断增大，迫切需要一种施工便利、成本低廉且坚固耐用的高质量仓储棚。

发明内容概述

本发明涉及一种模块式仓储棚的分级建造方法，其中所述仓储棚包括： 棚体，所述棚体由N排模块拼接而成，每一排模块由若干个模块拼接而成，其中N为大于等于3的整数，相互拼接的模块之间为榫接结构；用于固定所述棚体的第一底座和第二底座；其中所述方法包括如下步骤：(a)制备构成所述棚体的能够相互拼接的模块；(b)将构成第一排的模块相互拼接形成第一排模块，即为第一级棚体，将所述第一级棚体的一侧与所述第一底座固定，在所述第一级棚体与地面之间填充支撑物，以使第一级棚体的未固定一侧相对于第一底座固定的一侧翘起，并保持在距离地面小于10米的高度；(c)将构成第二排的模块相互拼接形成第二排模块，将第一级棚体翘起的一侧与第二排模块的一侧相互拼接形成第二级棚体，在所述第二级棚体与地面之间填充支撑物，以使所述第二级棚体的另一侧离开地面并保持在距离地面小于10米的高度；(d)当N为3时，将构成第三排的模块相互拼接形成第三排模块，将第二级棚体尚未拼接的一侧与第三排模块的一侧相互拼接形成第三级棚体，将第三级棚体的另一侧与第二底座固定，形成仓储棚；(d′)当N为大于3的整数时，将构成第三排的模块相互拼接形成第三排模块，将第二级棚体尚未拼接的一侧与第三排模块的一侧相互拼接形成第三级棚体，在第三级棚体与地面之间填充支撑物，以使第三级棚体的另一侧离开地面并保持在距离地面小于10米的高度；其它排模块的拼接方法重复第三排模块的拼接过程，直至将整个棚体拼接完成后，将棚体的尚未拼接的一侧与第二底座固定，形成仓储棚。

其中所述仓储棚还包括若干条与模块的排垂直排列的绳索，所述绳索一端固定在第一底座，另一端随着模块的拼接，始终固定在棚体的尚未拼接的一侧，直至拼接完成后，所述绳索与第二底座固定，从而在模块拼接过程中及拼接完成后固定各排模块之间的拼接。

其中所述第一底座和第二底座相同，均为钢结构或混凝土结构，具有地基部分与地面直接连接。

其中所述支撑物为气枕或千斤顶。

其中所述模块的材料选自聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚乙烯及其组合。

其中所述仓储棚整体上为剖面呈半圆形的柱面或剖面呈半椭圆形的柱面。

其中所述仓储棚具有横向跨度和纵向跨度；其中所述横向跨度为半圆形 剖面或半椭圆形剖面与地面相交的两点之间的距离，所述纵向跨度为柱面延伸的长度；其中所述仓储棚的横向跨度为250米以下。

其中所述第一底座、第二底座与所述棚体之间连接，其中所述棚体插入底座形成的槽中，并且所述棚体端部与所述底座的槽壁平滑接触，并可在接触处实现一定角度的旋转位移。

本发明的模块式仓储棚是一种薄壳建筑结构，它可以有各种不同尺寸、形状，可用于作为一种临时或永久性的保护外壳。另外，它是自撑性的，具有较高的机械强度，可以抵御一定强度的风、雨、雪以及机械外力的作用，可以全封闭也可以是敞开式的。本发明的自撑性罩式仓储棚具有轻质、坚固耐用的良好品质，并且施工便利、成本低廉能够用于多种储存或仓储用途。本发明所述的工程方法还可避免了大部分高空作业，能够有效改善工程施工安全性、便利性，同时实现工厂化快速生产和快速现场组装。

附图说明

图1为根据本发明的剖面为半圆形(或半椭圆形)的柱面式仓储棚的立体示意图。

图2为图1中剖面为半圆形(或半椭圆形)的柱面式仓储棚拼接过程的剖面示意图。

发明详述

如本文所用，“剖面为半圆形(或半椭圆形)的柱面”是指垂直于柱的延伸方向的剖面为半圆形(或半椭圆形)的柱面。“

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对发明进行进一步的详细说明。

本发明的分级式的仓储棚建造是采用模块拼接的建造模式。整个的棚体是由一定形状和尺寸的多排模块构成，每排模块又由多个模块拼接而成，整体仓储棚的横向跨度常见的为约50米、75米、100米、125米、150米、175米、200米、225米或250米等等，高度约10-60米，长度不限。各个模块之间和每排模块之间可以通过榫接、粘接、焊接或熔接等方法相互的连接在一起。当构建整体棚体结构时，先将第一排模块进行拼接组装。然后再用临时性顶升支撑物顶起并支撑，通过调整支撑物高度，将模块顶起到满足在低 空施工条件下能够平滑连接下一排模块的合适位置。为了稳固第一排模块，根据第一排模块的总体长度，使用适当的多部卷扬机等机械，在第一排模块上部用钢丝绳施加拉紧预应力，使得第一排模块在下部支撑支柱的上压力与钢丝绳的拉紧力作用下稳固下来，便于后续施工作业。在此基础上，从一端开始，将第二排模块的每个模块顺序地与第一排模块连接，延展拼接而形成整体的第二级棚体结构，之后，放松拉紧的稳固用卷扬机钢丝绳，再继续用临时性支柱顶升支撑，顶升到适当位置后再将卷扬机钢丝绳拉紧，进一步用模块拼接并组装，形成了第三级的棚体结构。循环往复，最终而构造成完整的棚体结构。

构造成完整的棚体结构后，撤离支撑物后收回，可以重复使用。

在模块形成的整个棚体结构之上进一步添加并固定网状结构，拉紧施加合适的预应力，形成稳固的永久性自撑性的罩式结构。

通常，网状结构在模块拼接时同步布设。在较小的横向跨距的情况下，也可以形成自撑结构后再行布设。

此种工程方法避免了大部分高空作业，能够有效改善工程施工安全性。同时实现工厂化快速生产和快速现场组装。

如果需要对自撑结构两侧或一侧端部进行封闭，在拼接拱形自撑结构的过程中，同时分级拼接顶升端部的弧形或其他任意结构的封闭结构。

自撑性的罩式结构

本发明的模块式罩式结构仓储棚为自撑性的。在这个罩式结构仓储棚之上又可以附加上网状结构来进一步加强最终罩式结构的稳定性。罩式结构上可以设计添加各类窗口、孔洞或各类附加物。

根据模块的设计，制造和组装的不同，模块结构可以采取多种方式，例如中空结构、工字型结构、蜂窝结构或由板材进行粘接组装而成不同结构形状；内外表层预先涂覆或在板材中添加各种功能性的涂层或添加剂，例如阻燃，防紫外，防吸潮的涂层等。

支撑物

支撑物可以采用多种方法，如高强度柔性气囊组成的气枕、气柱，液压顶升装置，固体支撑(如千斤顶)，或吊装拼接。柔性气囊组成的气枕或气柱可以通过气压调整，自动进行形状自适应变形，并调整顶升高度。多个 气囊可以并联或串联使用，满足不同跨度和高度要求，并可以制作成标准件重复使用。

底座

根据所建造的罩式结构的形状和尺寸，在构建罩式结构时，预先在最终成型的罩式结构建筑面积上搭建底座结构建筑。底座结构建筑是用来定位和固定最终仓储棚的棚体的建筑结构，同时此结构还可起到支撑和分散整体棚体在底座部分的重量压力。

可以根据需要，在完成自撑性罩式结构仓储棚的网状结构拉紧后，对模块与底座结构建筑的间隙进行填筑加固或密封。

本发明的低空分排式模块构建法中，第一排模块在不断拼接顶升的过程中会从水平状态逐步竖立到设计位置，因此模块与底座结构建筑的连接接触部位需要平滑、稳固的连接方式，如圆形凹底座面与圆形凸模块面接触，并根据需要采取适当的润滑措施，如添加水、润滑油或垫加塑料、橡胶等中间滑动层。并要确保在拼接顶升过程中不会从底部结构建筑中滑脱、弹出、折断，或由于模块支撑失去平衡导致脱离底座或坍塌等现象发生。

图1示出了依照本发明的模块式自撑性罩式仓储棚棚体的一个实例，其中仓储棚10的剖面为半圆形(或半椭圆形)，由四排模块拼接而成，其中包括图中所显示的第一排模块1、第二排模块2。每一排模块均由若干个模块拼接而成。

图2示出了图1中由四排模块构成的模块式仓储棚拼接的过程。如图所示，当第一排模块1一侧与第一底座101结合后，在第一排模块下部用支撑物1’将第一排模块1垫起，其中第一排模块1尚未拼接的一侧距离地面高度为h1，h1不大于10米。此时，实现第一排模块1与第二排模块2的拼接。在完成第二排模块2与第一排模块1的拼接之后，在已拼接好的第一排模块1和第二排模块2下部用支撑物2’将其撑起，以使第二排模块尚未拼接的一侧距离地面高度为h2，h2不大于10米。此时，实现第二排模块2与第三排模块3的拼接。在完成第二排模块2与第三排模块3的拼接之后，在已拼接好的第二排模块2和第三排模块3下部用支撑物3’将其撑起，以使第三排模块尚未拼接的一侧距离地面高度为h3，h3不大于10米。此时，实现第三排 模块3与第四排模块4的拼接。在完成第三排模块3与第四排模块4的拼接之后，将第四排模板4未曾拼接的自由侧与第二底座102结合，从而完成模块式仓储棚的拼接。整个拼接过程仅需在地面低空操作，拼接便利。由于本发明的建造方法是采用模块法拼接组装的建造方法，因此本发明可以极大的缩短现场的施工周期，同时实现了工厂化快速生产和快速现场组装。

本发明中的仓储棚可为多种形状，可以是剖面为半圆形的柱面、剖面为半椭圆形的柱面、半球面形以及基于这些形状稍作调整的一些其它形状。

实施例

实施例1：剖面为半椭圆形的柱面式仓储棚-横向跨度50米、150米、250米

整体的棚体是由一定形状和尺寸的多排模块构成，每排模块又由多个模块拼接而成，例如每个模块宽度2米、长度10米，厚度为0.5米。20个模块水平拼接成40米长的分排模块，160个模块组成八排模块，由八排模块拼接而成横向跨度约50米，纵向跨度约40米的剖面为半椭圆形的柱面形仓储棚结构。增加模块的排数，从而形成横向跨度为约150米、250米的剖面为椭圆形的柱面式仓储棚结构。各个模块之间和每排模块之间可以通过榫接和粘接的方法相互的连接在一起。当构建整个棚体时，先将第一排模块拼接组装，然后再用临时性支撑物，通过调整支撑物高度，将模块顶起到满足平滑连接下一排模块的合适位置。为了稳固第一排模块，根据第一排模块的总体长度，可使用适当的多部卷扬机，在第一排模块上部用钢丝绳施加拉紧预应力，使得第一排模块在下部支撑物的上压力与钢丝绳的拉紧力作用下稳固下来，便于后续施工作业。在此基础上，从一端开始，将第二排模块的每个模块顺序地与第一排模块拼接，延展拼接而形成整体的二级模块，之后，放松拉紧的稳固用卷扬机钢丝绳，再继续用临时性支撑物顶升支撑，顶升到适当位置后再将卷扬机钢丝绳拉紧，进一步用模块拼接并组装，形成了第三级的棚体结构。循环往复，最终而构造成完整的棚体结构。当构造成完整的棚体结构后，撤离支撑物后收回。支撑物可以重复使用。在模块形成的整体仓储棚结构之上进一步添加并固定网状结构，拉紧施加合适的预应力，形成稳固的自撑性的罩式结构。模块所采用的材料为聚氨酯塑料泡沫，该塑料泡沫是有着100kg/m³的密度，700MPa的弹性模量，抗压强度3-10MPa的硬质 泡沫塑料。模块与模块的拼接处是采用粘接的方式，粘接材料采用耐高温的聚酯胶。由于粘接处的机械强度远高于模块自身材料的强度，所以在进行结构稳定性分析时，只考虑模块自身材料的参数。

对所形成的薄壳柱式仓储棚结构，进行了有限元结构分析，用来测试整体结构对外界受力下的稳定性。整体结构除了自身重量的工况条件外，还考虑了在各自风载，雪载，活荷载以及地震力条件下的稳定性分析，同时还考虑了不同荷载组合下的负载情况。就风载而言，计算的基本风压采用0.5KN/m²，(相当于北京100年一遇的风压)。雪载是采用0.4KN/m²，(相当于北京50年一遇的雪压)。活荷载采用0.3KN/m²的基本值。而地震力是以北京为例，选取了地震2组，地震影响选择了多遇地震，地震设防烈度采用了0.1g。由于采用低密度，高强度的塑料泡沫构建成，自身的重量轻，因此地震力不起控制作用。而风载，雪载及其与自重的组合起了主要控制作用。风载与雪载一般是不会考虑一起联合作用，而风载作为最可能的长年作用力，将考虑为最不利的工况条件。有限元稳定性分析是采用Midas Gen软件(Ver.8.0)，计算模型的分析网络分隔点是采用2×2米节点。最不利的工况条件是采用自重+活荷载+风荷载的组合工况为最不利的条件。以横向跨度为150米，纵向跨度为40米的薄壳柱式仓储棚为例，应力在仓储棚的底部达到最大值，大约1.6MPa，而位移在仓储棚的顶部部分达到最大值，大约600mm。应力值远小于材料的抗压强度，而位移大于了该跨度下的位移要求(1/300-1/400的跨度)。但是这一计算还没有考虑添加加强龙骨以及最外层钢索固定网的对结构的稳定作用，所以当采用100kg/m³的密度，700MPa的弹性模量，抗压强度5-10MPa的硬质泡沫塑料为建筑材料时，该尺寸下的剖面为椭圆形的薄壳柱式仓储棚可以视为在100年一遇的风压荷载下的工况要求的极限跨度尺寸。

除非明确地不包括在内或换句话讲限制，本文所引用的每篇文献，包括任何交叉引用的或相关的专利或专利申请，均特此以引用方式全文并入本文。任何文献的引用不是对其作为本文所公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术，或者其单独地或者与任何其它参考文献的任何组合，或者参考、提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。

尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但是对那些本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的实质和范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此，随附权利要求书中旨在涵盖本发明范围内的所有这些改变和变型。

Claims (6)

1.一种模块式仓储棚的分级建造方法，

其中所述仓储棚包括：

棚体，所述棚体由N排模块拼接而成，每一排模块由若干个模块拼接而成，其中N为大于等于3的整数，相互拼接的模块之间为榫接结构；其中，所述模块为聚氨酯工字型模块或蜂窝模块，其内外表层预先涂覆功能性涂层或添加剂；

用于固定所述棚体的第一底座和第二底座，所述第一底座与第二底座分别与所述棚体连接；

其中所述方法包括如下步骤：

(a)制备构成所述棚体的能够相互拼接的模块；

(b)将构成第一排的模块相互拼接形成第一排模块，即为第一级棚体，将所述第一级棚体的一侧与所述第一底座固定，在所述倾斜的第一级棚体与地面之间填充支撑物，以使所述第一级棚体的未固定的一侧相对于与第一底座固定的一侧翘起，并保持在距离地面小于10米的高度；

(c)将构成第二排的模块相互拼接形成第二排模块，将第一级棚体翘起的一侧与第二排模块的一侧相互拼接形成第二级棚体，在所述第二级棚体与地面之间填充支撑物，以使所述第二级棚体的另一侧离开地面并保持在距离地面小于10米的高度；

(d)当N为3时，将构成第三排的模块相互拼接形成第三排模块，将第二级棚体尚未拼接的一侧与第三排模块的一侧相互拼接形成第三级棚体，将第三级棚体的另一侧与所述第二底座固定，形成仓储棚；或者

当N为大于3的整数时，将构成第三排的模块相互拼接形成第三排模块，将第二级棚体尚未拼接的一侧与第三排模块的一侧相互拼接形成第三级棚体，在第三级棚体与地面之间填充支撑物，以使第三级棚体的另一侧离开地面并保持在距离地面小于10米的高度；剩余其它排模块和其它级棚体的拼接方法重复第三排模块和第三极棚体的拼接过程，直至将整个棚体拼接完成后，将棚体的尚未拼接的一侧与所述第二底座固定，形成仓储棚；

其中所述棚体插入所述第一底座和第二底座形成的槽中，并且所述棚体端部与所述第一底座与第二底座的槽壁平滑接触，并可在接触处实现一定角 度的旋转位移；

其中所述仓储棚还包括若干条与所述模块的排垂直排列的绳索，所述绳索一端固定在第一底座，另一端随着模块的拼接，始终固定在所述棚体的尚未拼接的一侧，直至拼接完成后，所述绳索与第二底座固定，从而在模块拼接过程中及拼接完成后固定各排模块之间的拼接；在所述模块形成的整个棚体结构之上进一步添加并固定网状结构，拉紧施加合适的预应力，然后对模块与所述第一底座和第二底座结构的间隙进行填筑加固或密封。

2.如权利要求1所述的建造方法，其中所述第一底座和第二底座相同，均为钢结构或混凝土结构，具有地基部分与地面直接连接。

3.如权利要求1所述的建造方法，其中所述支撑物为气枕或千斤顶。

4.如权利要求1所述的建造方法，其中所述仓储棚整体上为剖面呈半圆形的柱面或剖面呈半椭圆形的柱面。

5.如权利要求4所述的建造方法，其中所述仓储棚具有横向跨度和纵向跨度；其中所述横向跨度为半圆形剖面或半椭圆形剖面与地面相交的两点之间的距离，所述纵向跨度为柱面延伸的长度；其中所述仓储棚的横向跨度为250米以下。

6.一种由权利要求1-5的任一种建造方法制造的模块式仓储棚。