肖長(zhǎng)重

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)單框架具有很多的優(yōu)點(diǎn)，比如：高強(qiáng)度、質(zhì)量輕和剛度大等等，因此在火電廠廠房中得到了較為廣泛的應(yīng)用。為了將鋼結(jié)構(gòu)單框架的質(zhì)量提高，需要根據(jù)火電廠的具體生產(chǎn)情況，考慮到各方面的影響因素，將火電廠廠房設(shè)計(jì)優(yōu)化好。在本文中，以具體的工程作為例子，對(duì)火電廠鋼結(jié)構(gòu)單框架主廠房的情況進(jìn)行了分析和介紹，提出了具體的設(shè)計(jì)優(yōu)化措施，以此來(lái)將設(shè)計(jì)質(zhì)量保證好。

關(guān)鍵詞：火電廠；鋼結(jié)構(gòu)單框架；設(shè)計(jì)優(yōu)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.175

在火電廠中廠房是最重要的組成部分，它能保證生產(chǎn)工作的有序、順利進(jìn)行。火電廠的鋼結(jié)構(gòu)單框架廠房按照工藝的要求，需要將一些孔洞事先預(yù)留好，這樣其承受荷載能力和剛度就會(huì)受到影響。因此，在廠房建設(shè)中需要重點(diǎn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)單框架廠房進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，以此來(lái)將廠房的結(jié)構(gòu)性能保證好，讓廠房的價(jià)值能得到最大限度的發(fā)揮。

1 工程基礎(chǔ)資料

某火電廠廠房由汽機(jī)房和煤倉(cāng)間兩部分組成，因?yàn)樽陨淼墓に囆枨?，不需要將除氧間設(shè)置在內(nèi)。廠房的縱長(zhǎng)為81m，橫長(zhǎng)為45m，縱向柱的間距分別是12m和9m，對(duì)于汽機(jī)房來(lái)說(shuō)，它的橫向長(zhǎng)度是30m。用壓型鋼板將廠房的外墻封閉好，將填充墻分別設(shè)置在汽機(jī)房分界、煤倉(cāng)間和其他的局部位置。由運(yùn)轉(zhuǎn)層、雙坡屋面和中間層組成了汽機(jī)房，它們的尺寸是12m、29.8m、6.0m，在汽機(jī)房中部位置將汽輪發(fā)電機(jī)用島式方式進(jìn)行布設(shè)，高低加熱器可以采用立式方式進(jìn)行布置。此外，還需要將兩個(gè)粉煤斗和四個(gè)鋼煤斗布設(shè)在皮帶層和煤斗層中，將四個(gè)粗粉分離器和兩個(gè)細(xì)粉分離器布設(shè)在屋面的位置。通過(guò)鍋爐鋼架和爐前平臺(tái)將廠房鋼結(jié)構(gòu)相互連接，在鍋爐鋼架上用滑動(dòng)支座來(lái)支撐起爐前平臺(tái)，鍋爐鋼架和廠房結(jié)構(gòu)是互相不影響的，同時(shí)結(jié)合具體的實(shí)際情況，適當(dāng)調(diào)整參數(shù)在合理的范圍之內(nèi)，一般將場(chǎng)地設(shè)計(jì)為Ⅱ類(lèi)，將地面的粗糙度設(shè)計(jì)為B類(lèi)，將地震的基本烈度設(shè)計(jì)為7度，設(shè)防時(shí)需要按照8度抗震要求來(lái)，確保風(fēng)壓力為0.67KPA。

2 優(yōu)化設(shè)計(jì)廠房結(jié)構(gòu)

一般來(lái)說(shuō)廠房結(jié)構(gòu)平面都是規(guī)則的，樓板可能會(huì)因?yàn)榇箝_(kāi)孔設(shè)計(jì)出現(xiàn)不連續(xù)的情況，一旦發(fā)生地震出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的幾率就會(huì)增高。另外，樓面活荷載分布不是很均勻，并且很大，特別是集中分布了煤斗、粉斗、高低壓加熱器等設(shè)備，還有的在較高的樓層上布設(shè)了部分設(shè)備。廠房的抗震性能會(huì)在很大程度上受到影響。要想將廠房的設(shè)計(jì)質(zhì)量保證好，除了要對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行認(rèn)真的分析和研究，還需要合理調(diào)整好結(jié)構(gòu)的布設(shè)，這樣在基本的工程預(yù)算得到滿足的基礎(chǔ)上，將結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的更加合理、經(jīng)濟(jì)，性能也會(huì)變得更加優(yōu)良。

2.1 分析廠房結(jié)構(gòu)

兩層汽機(jī)平臺(tái)鋼梁、煤倉(cāng)間框架和支撐及汽機(jī)房a列柱構(gòu)成了廠房的橫向結(jié)構(gòu)，煤倉(cāng)間框架通過(guò)屋面大跨度實(shí)腹式鋼梁和上下兩部。

汽機(jī)平臺(tái)鋼梁和汽機(jī)房a列柱相連。在該工程中不需要將除氧間設(shè)置其中，只有煤倉(cāng)間單列框架位于橫向位置，在受到水平地震力和風(fēng)荷載時(shí)沒(méi)有很強(qiáng)的承受能力，應(yīng)采用剛接加支撐方式來(lái)設(shè)計(jì)單向框架，對(duì)于一些需要承受設(shè)備荷載的軸線皮帶層處和貫通處，需要將十字交叉支撐設(shè)計(jì)上。如果工藝條件允許的話，可以將一些垂直支撐設(shè)置在汽機(jī)房的兩層平臺(tái)中，將兩道豎向的連續(xù)垂直支撐設(shè)計(jì)布置在框架的相關(guān)位置上，壓型鋼板可以作為汽機(jī)房、各層樓面和煤倉(cāng)間屋面的永久低模使用，將100m厚的鋼筋混凝土澆筑在模上。在鋼梁上翼緣上將壓型鋼板用圓柱頭焊釘穿透并焊接。

2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)廠房結(jié)構(gòu)

優(yōu)化設(shè)計(jì)廠房結(jié)構(gòu)主要是優(yōu)化支撐截面和柱間垂直支撐，據(jù)此可以將廠房結(jié)構(gòu)改善，還能確保廠房的整體結(jié)構(gòu)更加的合理化、科學(xué)化。

2.2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)柱間垂直支撐

在設(shè)計(jì)廠房鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，需要讓整個(gè)受力結(jié)構(gòu)更加的合理，提升抗側(cè)效能，設(shè)計(jì)人員因此會(huì)使用很多的支撐框架，但是在設(shè)置柱間垂直支撐時(shí)，還需要對(duì)工藝設(shè)備和管道布設(shè)等進(jìn)行認(rèn)真的考慮，優(yōu)化設(shè)計(jì)柱間的垂直支撐，得出了兩種方案：

方案1：在一些較大的設(shè)備荷載承載位置布設(shè)垂直支撐，但是受到工藝的影響比較嚴(yán)重，只能對(duì)34.4m的皮帶層起到支撐作用，屋面不能貫通。

方案2：柱間垂直支撐并不設(shè)置在橫向框架的相關(guān)列中，這樣工藝的布置可以更加有力。這兩種方案模型參數(shù)需要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的軟件來(lái)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，第一種方案的可行性較強(qiáng)，在廠房的結(jié)構(gòu)性能提高方面有著顯著的效果。因此，廠房鋼結(jié)構(gòu)柱間垂直支撐通過(guò)使用第一種方案能得到更好地優(yōu)化。設(shè)計(jì)效果可以通過(guò)專(zhuān)門(mén)的軟件來(lái)進(jìn)行分析，如下表1所示。廠房的整體結(jié)構(gòu)性能在地震作用下能得到有效提升，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)受到地震的作用能得到明顯的改善。

2.2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)支撐截面

鋼結(jié)構(gòu)抵抗地震的水平荷載能力可以通過(guò)豎向支撐得到提高，桿件是地震作用下最容易屈服的支撐。所以，為了將支撐的穩(wěn)定性提高，需要將縱向柱間支撐截面設(shè)計(jì)強(qiáng)度增加。在支撐構(gòu)件的設(shè)計(jì)中，并不是有著越大的截面越安全，如果支撐保持不變，需要合理控制好相關(guān)參數(shù)，需要將支撐截面的利用率提高上去，以此來(lái)合理控制支撐構(gòu)件，提高工程的經(jīng)濟(jì)性能。

3 小結(jié)

在建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)單框架火電廠廠房時(shí)，需要將設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)合理，同時(shí)還需要優(yōu)化好設(shè)計(jì)方案，這樣才能將廠房的結(jié)構(gòu)性能提高，確?；痣姀S能順利完成各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]康迎杰.大型火電廠主廠房單跨框——排架結(jié)構(gòu)抗震及減震控制研究[D].北京工業(yè)大學(xué)，2015.endprint