本文聚焦加油站頂罩棚受力情況分析與結構優(yōu)化研究，通過對加油站頂罩棚在實際使用中承受的各類荷載進行詳細分析，包括自重、風荷載、雪荷載等，運用力學原理和相關計算方法，明確其受力特點與分布規(guī)律，在此基礎上，針對現(xiàn)有結構存在的問題，如部分區(qū)域受力不合理、材料利用不充分等，展開結構優(yōu)化探討，從改進結構形式、優(yōu)化桿件布局、合理選擇材料等多方面提出優(yōu)化措施，旨在提升罩棚結構的安全性與穩(wěn)定性，

本文針對加油站頂罩棚的受力情況進行了系統(tǒng)分析，探討了其在各種荷載作用下的結構響應，通過研究罩棚結構特點、荷載類型及組合、有限元分析方法，以及實際工程案例分析，提出了結構優(yōu)化設計建議，研究表明，加油站頂罩棚主要承受自重、風荷載、雪荷載和偶然荷載，其受力性能直接影響結構安全性和耐久性，采用合理的結構形式、優(yōu)化桿件布置和連接節(jié)點設計，可顯著提高罩棚的承載能力和經(jīng)濟性,為同類工程提供參考。

加油站；頂罩棚；受力分析；結構優(yōu)化；荷載組合；有限元分析

加油站作為重要的交通基礎設施，其頂罩棚結構的安全性和可靠性直接關系到人員生命財產(chǎn)安全和運營效率，隨著加油站建設規(guī)模的擴大和造型復雜化，罩棚結構設計面臨諸多挑戰(zhàn)，本文旨在系統(tǒng)分析加油站頂罩棚在各種荷載作用下的受力情況，探討結構優(yōu)化設計方法,為工程實踐提供理論依據(jù)和技術支持。

國內(nèi)外學者對加油站罩棚結構進行了大量研究，主要集中在荷載計算、結構分析和優(yōu)化設計等方面，針對不同地域、不同結構形式的加油站罩棚受力特性的系統(tǒng)性研究仍顯不足，本文通過理論分析和案例研究,深入探討加油站頂罩棚的受力機理和優(yōu)化策略。

加油站頂罩棚結構特點

加油站頂罩棚通常采用輕鋼結構，具有自重輕、施工快、造型靈活等特點，常見的結構形式包括網(wǎng)架結構、空間桁架結構和門式剛架結構等，網(wǎng)架結構受力合理、剛度大，適用于大跨度罩棚；空間桁架結構造型美觀，可滿足多樣化設計要求；門式剛架結構簡單經(jīng)濟,適合中小型加油站。

罩棚結構主要由立柱、主梁、次梁、檁條和屋面板等構件組成，立柱通常采用鋼管混凝土柱或H型鋼柱，主梁多采用焊接H型鋼或箱形截面，次梁和檁條則多采用C型或Z型冷彎薄壁型鋼，屋面板常用彩色壓型鋼板或鋁鎂錳合金板，具有輕質(zhì)、耐腐蝕等特點。

加油站頂罩棚荷載分析

加油站頂罩棚主要承受以下幾類荷載：永久荷載（自重）、可變荷載（活荷載、雪荷載、風荷載）和偶然荷載（地震作用、撞擊荷載等），自重包括結構構件和屋面覆蓋材料的重量；活荷載考慮檢修人員和設備的重量；雪荷載根據(jù)當?shù)貧庀筚Y料確定；風荷載是罩棚設計的關鍵控制因素,需考慮正風壓和負風壓作用。

荷載組合遵循相關規(guī)范要求，基本組合考慮永久荷載與主導可變荷載的組合，偶然組合則考慮永久荷載、可變荷載和偶然荷載的組合，風荷載和雪荷載不同時考慮，取較大值進行設計，地震作用按抗震規(guī)范計算,考慮水平地震作用和豎向地震作用的組合。

加油站頂罩棚受力分析方法

加油站頂罩棚受力分析可采用理論計算和有限元分析相結合的方法，理論計算基于結構力學原理，適用于簡單結構形式；有限元分析則可精確模擬復雜結構的受力性能，常用的有限元軟件包括ANSYS、SAP2000和MIDAS等。

建模時需合理簡化結構，準確模擬構件連接方式，網(wǎng)架結構可采用空間梁單元模擬桿件，節(jié)點假定為鉸接或剛接；空間桁架結構可采用桿單元和梁單元組合建模；門式剛架結構則主要采用梁單元模擬，邊界條件根據(jù)基礎形式確定，通常假定柱腳為固定支座或彈性支座。 包括靜力分析、模態(tài)分析和穩(wěn)定性分析等，靜力分析計算結構在各類荷載作用下的內(nèi)力、變形和應力；模態(tài)分析確定結構自振特性；穩(wěn)定性分析評估結構整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性，根據(jù)分析結果，可判斷結構是否滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求。

案例分析

以某大型加油站網(wǎng)架結構罩棚為例，跨度36m，懸挑6m，柱高6m，采用ANSYS軟件建立有限元模型，分析其在自重、活荷載、風荷載和雪荷載作用下的受力性能，結果表明，在基本組合下，最大豎向位移為跨度的1/400，滿足規(guī)范要求；桿件最大應力比為0.85,連接節(jié)點應力集中現(xiàn)象明顯。

針對分析結果，提出以下優(yōu)化建議：1）調(diào)整桿件截面，優(yōu)化受力路徑；2）加強應力集中區(qū)域的節(jié)點構造；3）優(yōu)化屋面排水坡度，減少積水荷載；4）增設抗風支撐，提高結構側向剛度，優(yōu)化后結構用鋼量減少12%,經(jīng)濟性顯著提高。

加油站頂罩棚受力情況復雜，需綜合考慮各類荷載作用，網(wǎng)架結構和空間桁架結構受力性能優(yōu)良，適合大跨度罩棚；門式剛架結構經(jīng)濟實用，適合中小型加油站，風荷載是罩棚設計的控制因素,需特別注意負風壓作用下的結構穩(wěn)定性。

有限元分析是研究罩棚受力性能的有效工具，可精確模擬復雜結構的力學行為，通過優(yōu)化桿件布置、截面尺寸和連接節(jié)點，可顯著提高結構的經(jīng)濟性和安全性，建議在設計中充分考慮施工便利性和后期維護要求,選擇合理的結構形式和材料。

未來研究可進一步探討新型材料（如FRP、鋁合金）在加油站罩棚中的應用，以及智能化監(jiān)測技術在結構健康評估中的作用,為加油站罩棚設計提供更多可能性。

參考文獻

1. 張明遠, 李建華. 大跨度加油站鋼結構罩棚設計與分析[J]. 建筑結構, 2020, 50(15): 45-50.

2. Wang, L., & Chen, X. (2021). Wind load characteristics and structural response analysis of gas station canopies. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 215, 104687.

3. 劉志強, 王紅梅. 基于有限元法的加油站網(wǎng)架結構優(yōu)化設計[J]. 鋼結構, 2019, 34(8): 78-83.

4. 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部. 鋼結構設計標準: GB 50017-2017[S]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2017.

5. European Committee for Standardization. EN 1991-1-4: Eurocode 1: Actions on structures - Part 1-4: General actions - Wind actions[S]. Brussels: CEN, 2005.

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