钢结构主厂房空间分析的设计研究_2

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1、钢结构主厂房空间分析的设计研究钢结构主厂房空间分析的设计研究　　随着工程技术突飞猛进的发展，火力发电厂的装机容量不断增大。主厂房作为发电厂中最重要的建筑，它的结构选型、材料选用和计算手段直接关系到发电厂的合理性、经济性等，而利用Staad/China对主厂房进行空间整体计算是一种准确、经济、先进的设计方法。　　目前国内常用的计算软件中，空间计算只是针对纯框架体系，不适合发电厂主厂房这种不规则的框排架结构体系。因此在过去的主厂房计算中，通常都是采用平面计算法，即计算一榀简化后的平面框排架。这种方法是近似的、粗略的，其结果也往往保守，造成材料的浪费。随着计算技术的发展，将一个温度段的所有

2、结构元件建立在一个三维模型中来进行空间计算和分析已经成为可能。本工程即采用了从美国引进的STAARD/CHINA三维空间结构分析程序，该方法充分考虑了构件之间的协调作用，因此构件受力分析的结果更合理、更接近实际受力情况。　　Staad/China软件包是当今国际上较为通用的综合性的结构设计软件，它适用于结构设计的各个方面，如本工程印度方业主在招标书中明确规定结构计算的软件为Staad。Staad/China软件包包括Staad/Pro和SSDD软件，Staad/Pro是美国REI公司享有专利产权的计算机程序，而SSDD钢结构设计与绘图软件是REI公司所开发的软件。　　印度Jharsu

3、guda6×600MW独立电站工程，地处印度Jharsuguda，为新建工程。主厂房采用钢结构方案，横向布置依次为汽机房、除氧间、煤仓间、锅炉房。在2台炉及煤仓间之间布置集控楼，集控楼自成结构体系。煤仓间在集控楼处断开，通过运煤皮带栈桥连接两煤仓间皮带层。　　结构体系简介　　主厂房的柱距主要为12m，局部为10m；汽机间纵向共45个柱距，伸缩缝处设双柱，　　____________________________________________________________________________________　　作者简介：宋春霞，女，生于1971年，国家一级注册结构师，

4、高级工程师，主要从事火电厂土建结构工作。　　　插入距，6台机总长。　　主厂房的横向跨度分别为：汽机房，除氧间，煤仓间15m。　　主厂房竖向布置的标高分别为：汽机房运转层，汽机房中间层，汽机房屋盖下弦，除氧间低压加热器层，除氧间高压加热器层，除氧间除氧器层，煤仓间给煤机层，煤斗支点，煤仓间皮带层，输煤皮带头部间。　　主厂房采用框排架结构体系。汽机间采用排架体系，除氧煤仓间采用框架体系，汽机间屋架支撑在除氧间柱的牛腿上，形成联合结构。框排架是厂房骨架的主要承重构件，各个框架之间由屋面结构、屋盖纵横向支撑、现浇混凝土楼盖结构、柱间支撑以及其它纵、横两向抗侧构件连接在一起，组成一个框排架传递

5、竖向荷载，柱间支撑、屋盖支撑传递水平荷载的空间工作结构体系。　　支撑布置　　在各种类型的钢框架体系中，常规加设柱间支撑框架是最好的抵抗水平侧力的结构体系。本工程中，纵向A、B、C、D轴及汽机平台纵向结构上分别在2个柱距设置了垂直柱间支撑，使之形成了一个标准的常规支撑框架体系，有效地承担了纵向水平荷载。　　横向框架垂直支撑的布置原则是：满足规范要求和工艺要求。横向结构体系采用刚、铰、撑混合体系，横向框架榀榀设撑。原计划各榀框排架支撑全部设置在煤仓间，但由于煤仓间底层为消防通道，且布置有磨煤机的检修单轨吊，不允许设撑，造成支撑不能在煤仓间连续贯通到基础，故横向支撑从标高以下设置在汽机房加

6、热器平台处，使水平力从上部通过支撑传至处后由水平横梁和刚性楼层横向传递到加热器平台柱，在此处支撑完成了水平力至基础的传递。由于工艺要求有较大工作空间，故支撑大部分选用人字撑。　　为保证空间体系的完整与刚度均匀分布，在局部缺少混凝土楼层处增加楼层水平钢支撑，以满足结构水平作用的合理传递。本期工程煤仓间楼层不连续，形成空楼层，使楼层刚度分布不均匀，为了抵御刚度中心不均匀形成的扭矩，在空楼层处设置水平支撑，增设的水平支撑与钢梁形成的水平稳定桁架，可大大增强本楼层的刚度。　　刚性楼板的设计　　为方便施工，缩短工期，主厂房各层楼面及除氧煤仓间屋面采用厚镀锌压型钢板做永久底模，底模上现浇100m

7、m厚钢筋混凝土板，连接件选用圆柱头焊钉。连接件的设计充分考虑了承担空间整体计算时刚性楼板协调各轴架构变形时产生的作用。　　建立三维模型　　首先建立一个完整的、尽可能精确的STAARD/CHINA三维空间模型。模型根据实际位置关系尺寸设立梁、柱、楼板、支撑等并赋予它们截面特性，即梁柱撑的断面尺寸、楼板厚度、材料特性等。然后根据计算简图给出梁与柱、梁与撑、柱与基础的连接形式。在主厂房三维模型中不仅设立了框排架梁柱，纵梁、各层楼板、楼层次梁、柱间支撑等主要构件，