本報(bào)告聚焦加油站頂罩棚，對其受力情況展開深入分析，通過對不同荷載作用的考量，如自重、風(fēng)荷載、雪荷載等，運(yùn)用專業(yè)力學(xué)原理與計(jì)算方法，明確罩棚各結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)與承載能力，在安全設(shè)計(jì)方面，強(qiáng)調(diào)依據(jù)受力分析結(jié)果，合理選材、優(yōu)化結(jié)構(gòu)布局，確保罩棚整體穩(wěn)定性與可靠性，能抵御各類惡劣天氣及意外荷載沖擊，闡述維護(hù)要點(diǎn)，包括定期檢查關(guān)鍵連接部位、查看罩棚表面狀況、及時清理積水積雪等，

加油站頂罩棚作為加油站的重要構(gòu)筑物，不僅承擔(dān)著遮陽避雨的功能，更是加油站整體安全的重要組成部分，近年來，隨著極端天氣事件的增多和加油站使用年限的延長，罩棚結(jié)構(gòu)安全問題日益受到關(guān)注，本文將從力學(xué)角度分析加油站頂罩棚的受力特點(diǎn)，探討其安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并提出日常維護(hù)建議,為加油站管理者提供專業(yè)參考。

加油站頂罩棚的基本結(jié)構(gòu)與材料

現(xiàn)代加油站頂罩棚通常采用鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)，其中鋼結(jié)構(gòu)因其重量輕、施工快、抗震性能好等優(yōu)勢而更為常見,典型鋼結(jié)構(gòu)罩棚由以下幾部分組成：

1. 主梁系統(tǒng)：通常采用H型鋼或箱型梁，跨度一般在12-24米之間,是承受垂直荷載的主要構(gòu)件。

2. 次梁系統(tǒng)：連接于主梁之間,起到分散荷載和支撐屋面板的作用。

3. 立柱：多為鋼管混凝土柱或H型鋼柱，高度通常為5-7米,需考慮車輛通行高度要求。

4. 連接節(jié)點(diǎn)：包括梁柱連接、梁梁連接等,多采用高強(qiáng)度螺栓連接或焊接方式。

5. 屋面板：常用壓型鋼板、鋁鎂錳板等輕質(zhì)材料,部分加油站會采用光伏一體化設(shè)計(jì)。

材料選擇上，鋼材多采用Q235B或Q345B，混凝土強(qiáng)度等級不低于C30，螺栓連接通常采用8.8級或10.9級高強(qiáng)度螺栓。

罩棚受力分析

1 永久荷載（恒載）

恒載主要包括結(jié)構(gòu)自重、屋面板重量、照明設(shè)備、標(biāo)識牌等固定荷載，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009)，鋼結(jié)構(gòu)自重可按78.5kN/m3計(jì)算，實(shí)際設(shè)計(jì)中還需考慮連接件、防火涂料等附加重量，典型鋼結(jié)構(gòu)罩棚的恒載約為0.5-1.0kN/m2。

2 可變荷載（活載）

活載主要包括：

• 雪荷載：根據(jù)地區(qū)不同，按50年一遇的雪壓取值，北方地區(qū)可達(dá)0.7kN/m2以上。
• 風(fēng)荷載：按基本風(fēng)壓、風(fēng)壓高度變化系數(shù)、風(fēng)載體型系數(shù)等計(jì)算,沿海地區(qū)需特別考慮臺風(fēng)影響。
• 積水荷載：考慮排水不暢導(dǎo)致的積水，一般按0.3kN/m2計(jì)算。
• 檢修荷載：人員設(shè)備檢修時的集中荷載，通常取1.0kN/m2。

3 特殊荷載

• 車輛撞擊荷載：考慮加油車輛可能對立柱的撞擊,一般按15kN水平力設(shè)計(jì)。
• 地震作用：按抗震設(shè)防烈度計(jì)算水平地震影響系數(shù)。
• 溫度作用：大跨度結(jié)構(gòu)需考慮季節(jié)溫差引起的溫度應(yīng)力。

4 荷載組合

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068),需考慮以下幾種基本組合：

1. 2恒載+1.4活載（常規(guī)組合）
2. 0恒載+1.4風(fēng)載（抗風(fēng)驗(yàn)算）
3. 2恒載+1.4雪載+0.6×1.4風(fēng)載（冬季組合）
4. 2恒載+1.4地震作用（抗震驗(yàn)算）

常見問題及案例分析

1 典型結(jié)構(gòu)問題

1. 節(jié)點(diǎn)破壞：某加油站因螺栓連接松動導(dǎo)致梁柱節(jié)點(diǎn)失效，在大風(fēng)天氣下發(fā)生局部坍塌,分析發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)未考慮足夠的螺栓預(yù)緊力保持措施。

2. 基礎(chǔ)不均勻沉降：南方某加油站因地下水位變化導(dǎo)致立柱基礎(chǔ)差異沉降,造成罩棚傾斜超過允許值。

3. 腐蝕減薄：沿海地區(qū)加油站鋼構(gòu)件腐蝕速率可達(dá)0.1mm/年,某10年站點(diǎn)的鋼梁實(shí)測厚度已低于設(shè)計(jì)值。

4. 疲勞裂紋：頻繁風(fēng)振導(dǎo)致某加油站懸挑部位出現(xiàn)疲勞裂紋,最終在臺風(fēng)中斷裂。

2 事故統(tǒng)計(jì)

根據(jù)應(yīng)急管理部門數(shù)據(jù)，2015-2020年間全國共發(fā)生加油站罩棚相關(guān)事故37起，

• 風(fēng)致破壞占比54%
• 雪壓破壞占比22%
• 結(jié)構(gòu)老化占比15%
• 其他原因占比9%

安全評估與維護(hù)建議

1 定期檢測內(nèi)容

1. 外觀檢查：每月檢查鋼結(jié)構(gòu)有無明顯變形、銹蝕、涂層脫落。
2. 連接檢查：每季度檢查螺栓有無松動、焊縫有無裂紋。
3. 基礎(chǔ)檢查：每年測量基礎(chǔ)沉降，差異沉降不應(yīng)超過L/500（L為柱距）。
4. 材料檢測：每3-5年對關(guān)鍵部位進(jìn)行超聲波測厚，腐蝕減薄量不應(yīng)超過原厚度的15%。

2 維護(hù)措施

1. 防腐處理：發(fā)現(xiàn)銹蝕應(yīng)及時除銹并補(bǔ)涂防腐涂料,沿海地區(qū)建議采用重防腐體系。
2. 加固技術(shù)：對承載力不足構(gòu)件可采用粘貼鋼板、碳纖維布或增設(shè)支點(diǎn)等方法加固。
3. 排水系統(tǒng)維護(hù)：定期清理屋面排水口,防止積水超載。
4. 防風(fēng)措施：臺風(fēng)來臨前檢查屋面板固定情況,必要時增設(shè)臨時纜風(fēng)繩。

3 數(shù)字化監(jiān)測

建議有條件的加油站采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測：

• 安裝應(yīng)變傳感器監(jiān)測關(guān)鍵部位應(yīng)力
• 使用傾角儀監(jiān)測結(jié)構(gòu)整體傾斜
• 部署風(fēng)速儀聯(lián)動預(yù)警系統(tǒng)
• 建立數(shù)字化巡檢臺賬

加油站頂罩棚的安全關(guān)系到公共安全和社會穩(wěn)定，必須從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)維全過程嚴(yán)格把控,建議加油站經(jīng)營者：

1. 新建站點(diǎn)選擇有資質(zhì)的設(shè)計(jì)施工單位,確保結(jié)構(gòu)安全。
2. 老舊站點(diǎn)及時進(jìn)行專業(yè)檢測評估,必要時進(jìn)行加固改造。
3. 建立完善的日常檢查維護(hù)制度,防患于未然。
4. 極端天氣前做好專項(xiàng)檢查,必要時暫停營業(yè)確保安全。

通過科學(xué)的設(shè)計(jì)、規(guī)范的施工和嚴(yán)格的維護(hù)，完全可以確保加油站頂罩棚在各種工況下的安全可靠,為能源供應(yīng)提供堅(jiān)實(shí)保障。