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        冷換框架風(fēng)荷載計(jì)算在計(jì)算軟件中的應(yīng)用

        2013-09-18 01:40:42劉見陽王世成楊宏春李立濤
        當(dāng)代化工 2013年7期
        關(guān)鍵詞:擋風(fēng)欄桿遼寧

        劉見陽,王世成,楊宏春, 李 勇, 李立濤

        (1. 中國寰球工程公司遼寧分公司, 遼寧 撫順 113006; 2. 九三撫順市勘測(cè)設(shè)計(jì)事務(wù)所, 遼寧 撫順 113006)

        框架上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值,在一般情況下,按下式計(jì)算:

        其中βz、μz、Wo均可按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[1]計(jì)算,只有體型系數(shù)μs因封閉與敞開的差別需要對(duì)此系數(shù)進(jìn)行折減以符合實(shí)際情況。下面以作者做過的山東菏澤玉皇20萬t/a苯乙烯裝置及系統(tǒng)工程中的兩個(gè)冷換框架為例進(jìn)行比較分析。

        山東菏澤玉皇位于魯西隆起西南部,基本風(fēng)壓0.45 kPa,地面粗糙度B類。本文選取其中苯乙烯單元的構(gòu)-2和構(gòu)-6進(jìn)行討論。

        1 數(shù)值計(jì)算和分析

        構(gòu)-2為3層冷換框架,共有容器4臺(tái),冷換設(shè)備 6臺(tái),取其中的第 2層(12.000 m)按照《石油化工企業(yè)鋼結(jié)構(gòu)冷換框架設(shè)計(jì)規(guī)定》[2]附錄A計(jì)算其擋風(fēng)面積(見圖1、圖2)。

        (1)當(dāng)風(fēng)作用在框架橫向(平行于冷換設(shè)備放置方向)時(shí),按附錄表A.0.1-1、表A.0.1-2計(jì)算 :

        A1(梁)=1.6×(0.44×7+0.44×7)

        =7.84 (m2)

        A2(柱)=2×0.4×(6+6)

        =9.6 (m2)

        A3(斜撐)=6×(0.15×7+0.15×7)

        =12.6 (m2)

        A4(欄桿)=0.2×(7+7)=2.8 (m2)

        A5(設(shè)備)=1.9×3

        =5.7 (m2)

        總的擋風(fēng)面積為

        A0=A1+A2+A3+A4+A5=38.54(m2)

        折減系數(shù)ζ=A0/A

        =38.54/(1.3×6×7)

        =0.706

        (2) 風(fēng)作用在框架的縱向(垂直于冷換設(shè)備放置方向)時(shí),

        A1(梁)=3.65×(0.44×6+0.44×6)=19.272(m2)

        A2(柱)=0.65×4×0.4×(6+6)

        =12.48(m2)

        A3(斜撐)=0

        A4(欄桿)=0.2×(6+6)=2.4(m2)

        A5(設(shè)備)=6.18

        圖1 框架橫向Fig.1 Horizental frame

        圖2 框架縱向Fig.2 Vertical frame

        總的擋風(fēng)面積為

        A0=A1+A2+A3+A4+A5=40.332(m2)

        折減系數(shù)ζ=A0/A

        =40.332/ (1.3×6×6)

        =0.862

        構(gòu)-6為4層框架,共有容器12臺(tái),冷換設(shè)備13臺(tái)。取其中的第三層(18.000 m)按照規(guī)范計(jì)算其擋風(fēng)面積(見圖3、圖4)。

        圖3 框架橫向Fig.3 Horizental frame

        圖4 框架縱向Fig.4 Vertical frame

        (3)當(dāng)風(fēng)作用在框架橫向(平行于冷換設(shè)備放置方向)時(shí)

        A1(梁)=1.6 ×(0.45×6+0.45×6)

        =8.64(m2)

        A2(柱)=2x0.35×(6+6)=8.4(m2)

        A3(斜撐)=6×(0.15×6+0.15×6)

        =10.8(m2)

        A4(欄桿)=0.2×6+6)=2.4(m2)

        A5(設(shè)備)=1.9×2

        =3.8(m2)

        總的擋風(fēng)面積為

        A0=A1+A2+A3+A4+A5=34.07(m2)

        折減系數(shù)ζ=A0/A

        =34.07/(1.3×6×6)

        =0.728

        (4)當(dāng)風(fēng)作用在框架縱向(垂直于冷換設(shè)備放置方向)時(shí)

        A1(梁)=3.65×(0.45×6+0.45×6)

        =19.71(m2)

        A2(柱)=4×0.65×0.35×(6+6)=10.92(m2)

        A3(斜撐)=0

        A4(欄桿)=0.2×(6+6)=2.4(m2)

        A5(設(shè)備)=6.18

        總的擋風(fēng)面積為

        A0=A1+A2+A3+A4+A5=39.21(m2)

        折減系數(shù)ζ=A0/A

        (5)當(dāng)風(fēng)作用在框架縱向(垂直于冷換設(shè)備放置方向)時(shí)

        A1(梁)=3.65×(0.45×6+0.45×6)

        =19.71(m2)

        A2(柱)=4×0.65×0.35×(6+6)=10.92(m2)

        A3(斜撐)=0

        A4(欄桿)=0.2×(6+6)=2.4(m2)

        A5(設(shè)備)=6.18

        總的擋風(fēng)面積為

        A0=A1+A2+A3+A4+A5=39.21(m2)

        折減系數(shù)ζ=A0/A

        =39.21/(1.3×6×6)

        =0.838

        2 結(jié) 論

        1)根據(jù)以上兩個(gè)框架的計(jì)算,可以看到橫向的擋風(fēng)面積的折減系數(shù)在0.7~0.73之間,縱向的擋風(fēng)面積的折減系數(shù)在0.83~0.86之間,考慮到PKPM體型系數(shù)的取值不分橫向和縱向,為了安全,建議折減系數(shù)取0.85左右;對(duì)其他考慮橫向和縱向的計(jì)算軟件,建議此系數(shù)在橫向取0.75,縱向取0.86。

        2)由于本文只是引證了 2個(gè)具體的工程實(shí)例,不能正確的反應(yīng)所有的情況,加之參考的規(guī)范為1996版本,對(duì)實(shí)際情況的反應(yīng)不夠準(zhǔn)確,待新規(guī)范出臺(tái)和以后隨著工作經(jīng)驗(yàn)的增多,能運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)的理論,在保證足夠安全的情況下對(duì)此系數(shù)取一個(gè)更加合理的值。

        [1]建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006年版) [S].

        [2]中國石化北京設(shè)計(jì)院.石油化工企業(yè)鋼結(jié)構(gòu)冷換框架設(shè)計(jì)規(guī)范SH3077-96[S].

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