煤棚采用拱形屋顶设计在工业建筑中较为常见，这种结构具有空间利用率高、受力均匀的特点。拱形结构能将荷载有效地转化为轴向压力，减少弯曲应力，从而降低钢材用量。对于大跨度煤棚而言，结构稳定性是设计的首要考量因素，需要合理确定矢跨比、选择合适的拱形类型。
常见的拱形屋顶结构形式包括单层网壳、双层网壳和管桁架等。江苏杰达钢结构工程有限公司在项目中多采用双层网壳结构，这种结构既能满足大跨度要求，又具有较好的经济性。设计中需要考虑风荷载、雪荷载以及可能的煤堆侧压力等特殊荷载。
煤棚拱形屋顶的设计需要解决若干关键技术问题。首先是节点设计，拱形结构的节点受力复杂，需要采用可靠的连接方式。其次是整体稳定性分析，特别是对于大跨度结构，需要考虑几何非线性效应。
防火和防腐也是煤棚设计的重点。煤棚内部可能产生可燃气体，需要考虑防火性能设计，同时在潮湿环境中要做好钢结构防腐处理。设计人员吴仕宽指出，合理设置通风系统不仅能解决煤堆发热问题，还能延长结构使用寿命。
拱形屋顶施工面临的挑战主要包括吊装精度控制和临时支撑设置。由于拱形结构的特点，安装过程中会产生较大的水平推力，需要设置可靠的临时支撑系统。对于大跨度结构，通常采用分段吊装或滑移施工等方法。
施工现场的监测十分重要，特别是变形监测和应力监测。实际施工中，温差变化可能引起结构变形，需要采取措施补偿温度效应。施工完成后，应进行全面的质量检测，确保每个节点的紧固力矩达到设计要求。
现代煤棚设计越来越重视环保要求。拱形屋顶可采用光伏一体化设计，在满足储煤功能的同时利用太阳能发电。结构选材上，高强钢材的使用可以减少材料用量，但在设计中需要考虑初期投资与长期维护成本的平衡。
合理的维护方案能显著延长煤棚使用寿命。定期检查涂层状态、紧固件松紧程度以及排水系统通畅性，这些简单措施都能有效预防结构损伤。通过精心设计和严格施工，拱形屋顶煤棚可以兼顾功能性和经济性。
