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骨料生產線成品堆棚屋架結構經濟性分析

來源:張樂(黃山晶品建筑集料科技有限公司)
時間:2015-01-28
摘要:在水泥、鐵礦、煤礦、砂石骨料等工業生產線中,物料儲存堆棚必不可少。本文旨在通過一個骨料生產線的相關數據,得出物料堆棚在整個項目中的費用所占比例;可以將堆棚劃分為屋架、擋墻、地坑三個組成部分,然后通過對不同項目的堆棚進行造價構成分析,得出不同結構形式屋架的相關經濟指標。同時,也為工藝、結構設計進行有針對性的優化設計提供理論依據。
  關鍵字:造價構成、材料總用量、面積均值、噸均耗材、優化設計
  
  一、堆棚在骨料生產線中的投資比重
  
  在水泥、鐵礦、煤礦、砂石骨料等工業生產線中,原料及成品的儲存環節必不可少。由于生產量大,相應的物料儲庫平面尺寸要足夠大,這就使得其在生產線中的投資將會很大。
  
  1-表-1是黃山晶品院所做的一條臺時產量500噸/時的砂石骨料生產線的各部分建筑工程造價匯總表。


  注:本表中未包含鋼結構樓梯、平臺欄桿的費用。
  

  根據1-表-1臺時500噸產量骨料項目建筑工程造價匯總分析表,利用數據分析工具生成造價構成比例1-圖-1。


  
  從該骨料線建筑工程造價構成比例來看,成品堆棚一項建筑工程造價占總投資比例約為40%。同時,也由上圖可以看出砂石骨料生產線中,成品堆棚是耗資最大的一個子項。
  

  根據相關數據,我們得到1-圖-2 該項目成品堆棚造價構成比例。


  
  從堆棚造價構成比例扇形圖來看,擋墻比例最小,屋架占堆棚總造價約37%的比例。由此可見,鋼結構屋架是骨料成品堆棚中投資較大的一個部分。
  
  二、堆棚屋架結構經濟性分析
  
  為了能夠更加詳細的分析堆棚結構,下文將就四個類似生產線中的物料存儲堆棚進行深入解析,以便了解堆棚屋架部分的各項指標。
  
  本文選取甲、乙、丙三個骨料生產線中的成品堆棚和丁項目水泥生產線中的粘土儲存庫進行專項分析。我們可以將堆棚劃分為鋼結構屋架、混凝土擋墻、混凝土地坑廊道三個組成部分,從堆棚屋架結構形式上區分,項目甲、項目乙中成品堆棚屬于門式剛架,項目丙的堆棚屬于桁架結構,項目丁的堆棚屬于管桁架體系。下文將對堆棚鋼結構屋架結構的工程造價在既有數據的基礎上進行分析。
  
  1、各案例中堆棚結構信息概況:
  
  項目甲,成品堆棚平面尺寸長度80m,寬度24m。設計三道內部隔墻儲存四種粒徑骨料成品,隔墻高度5m;外部圍墻沿軸線布置一周高度5m;兩道地坑用于發送成品,地坑總長101m,內部凈高及凈寬均為2.8m;屋架鋼結構形式為門式剛架,一共11榀,屋架傾斜19度,剛架柱高度2.55m;屋架上部設置四個輸送轉運站。
  
  項目乙,成品堆棚平面尺寸長度120m,寬度29m。設計三道內部隔墻儲存四種粒徑成品骨料,隔墻高度5.5m;外部圍墻沿軸線布置一周高度5.5m;三道地坑用于發送成品,地坑總長153.42m,內部凈高及凈寬為3.3x3.0m;屋架鋼結構形式為門式剛架,一共17榀,屋架傾斜21度,剛架柱高度6.5m。
  
  項目丙,成品堆棚平面尺寸長度60m,寬度20m。兩道內部隔墻儲存三種粒徑成品骨料,隔墻高度5.5m;外部圍墻沿軸線布置一周高度5m;三道地坑用于發送成品,地坑總長66m,內部凈高及凈寬為2.9x4.05m;屋架結構形式為桁架結構,一共7榀,屋架傾斜11度。
  
  項目丁,粘土儲庫平面尺寸長度143m,寬度55m。外部圍墻沿軸線布置一周高度5m,內部無隔墻;此儲庫不設置地坑輸送;屋架鋼結構形式為管桁架,寬度方向分兩跨,長度方向分11跨。



  進行數據分析之前,我們先引入兩個概念,即面積均值、噸均耗材。面積均值是用材料總量除以相應堆棚的建筑面積得到的數據,以分析材料在堆棚單位面積上的材料耗用指標。噸均耗材是指將材料總量除以相應堆棚儲量,得到每噸儲量需耗用材料指標。
  

  2、堆棚鋼結構屋架:



  
  圖表說明及分析:
  

  1)2-圖-1是根據基礎數據(此文不再列出)得出的堆棚屋架鋼材總量的直方圖。從2-圖-1并結合前文,可以看出四個案例的鋼結構屋架用鋼總量上甲、乙兩個門式剛架堆棚總量相近;丙項目的桁架結構由于堆棚尺寸小,所以用鋼量最??;而管桁架結構的丁項目堆棚由于體量大,所以用鋼總量最大。



  
  圖表說明及分析:
  

  1)從2-表-2及2-圖-2的數據折線可以看出,除甲項目堆棚以外,其他三個項目的堆棚屋架鋼材用量面積均值接近。通過對基礎數據的分析發現,甲項目屋架鋼材面積均值高的原因主要受屋架上部皮帶鋼結構轉運站及巡檢通道影響,若去除此部分重量甲項目屋架本身用鋼量與其他幾個項目均值較為接近。從結構形式的角度分析,門剛與桁架結構用鋼量面積均值接近,管桁架結構用鋼量面積均值較小。


  
  圖表說明及分析:
  
  從2-圖-3不同形式的屋架噸均耗材折線圖走向中可以看出,乙、丙、丁項目的噸均耗材指標比較接近,且有所波動。甲項目最高的原因主要是,在甲項目的堆棚屋架頂部有四個皮帶輸送轉運站,從篩分車間輸送過來的骨料不僅可以通過下料溜子進入堆棚,另外也可通過皮帶轉運至堆棚外側設置的臨時骨料堆場。由于增加了鋼結構轉運站所以導致堆棚整體結構鋼材用量上升,若去除此部分的影響,屋架本身的噸均耗材指標與同為門式剛架結構的項目乙的噸均耗材指標相比略大一點。
  
  三、結論
  
  通過一條骨料生產線的分析,比較清晰的得到了項目成品堆棚在生產線投資中所占的比例。經過進一步深入的分析,得出了堆棚鋼結構屋架部分在堆棚造價中的占比。
  
  1)根據第一節,成品堆棚在骨料生產線中的投資比例約為40%,而屋架部分占堆棚總造價約40%。由此可以看出,堆棚屋架結構形式及體量在相當大的程度上決定了堆棚造價的高低。所以,工藝布置及結構形式在骨料線設計中應不斷優化。
  
  2)從前文的分析并結合四個案例的具體情況可以看出,當工藝要求骨料輸送在堆棚頂部需要往別處轉運時,應首先考慮采用門式剛架結構的屋架,這種結構具有較強的承載力,能夠滿足在屋架頂部設置轉運站的荷載要求。
  

  從2-圖-2折線圖可以看出,管桁架結構在面積均值上小于桁架結構與門式剛架。若堆棚儲量大且頂部無大荷載出現時,結構應優先采用管桁架的屋架。


  原文閱讀請點擊:http://jingpinjl.com/about/lookag.php?lgid=27


編輯:金哲

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