关于大型炼油厂全厂管网采用型钢柱和钢筋混凝土柱利弊研究

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1、关于大型炼油厂全厂管网采用型钢柱和钢筋混凝土柱利弊研究摘要结合国内大型炼油厂中全厂管网单元立柱经常采用的两种结构形式型钢柱和钢筋混凝土柱从设计、施工角度进行了比较分析，并以某大型炼厂为实例，做了两种类型的造价分析。通过本文可以为有关设计人员和业主等提供参考依据。关键词型钢柱钢筋混凝土柱利弊分析中图分类号：TU375文献标识码：A1前言随着近几年国内经济的快速发展，成品油的需求量越来越大，为此国内千万吨大型炼厂正在不断投入建设。在炼厂中作为土建专业的重要单元全厂工艺及热力管网如何合理选择柱的结构形式，有效节约成本、降低造价、满足工期及各个节点的顺利

2、实现，显得至关重要。为此本文结合目前实际工程中主要采用的两种结构形式型钢柱（图1）和钢筋混凝土柱（图2）从几个方面进行了分析比较，以供有关设计人员和业主参考。图1图22从设计角度比较2.1材质分析材质决定特性，所有的建筑物、构筑物最终都是通过材料去实现的，而材料的特性又影响建、构筑物的各种性能，这种影响反过来又会制约设计人员对设计作品各项功能的要求。型钢柱材质单一、本构关系明确、受力分析简单、强度高、自重轻、抗震性能好、绿色环保，但同时整体性差、变形大、耐火性差，易受外界腐蚀；钢筋混凝土柱相对本构关系复杂、抗裂性差、抗震性能弱、不能循环利用，但取

3、材简单、刚度好，整体性比较好，不易受外界侵蚀。因为两者材料不同从而导致它们各种性能上的优劣。设计者应充分意识到这一点，才能选择合理的柱的结构材质。2.2计算模型软件分析型钢柱与钢梁材质单一，受力传递简单，途径明确，容易建立与实际受力情况相接近的计算模型。通常的计算软件有STAAD、SAPER2000等。这些计算软件都可以很方便的建立钢结构模型，并验算相应的断面。而混凝土柱是由钢筋和混凝土共同组成的“复合体”，其受力传递比较复杂，途径不是很明确，即使人为采用各种假定建立起计算模型，最终的计算结果与实际情况也还是有一定的差别。目前国内能计算内力并配筋

4、的软件不多，主要是PKPM软件。由于在炼厂管网中各种荷载情况比较复杂，比如梁需要承担管线滑动产生的摩擦力或者固定水平推力等，往往是双向受弯构件，而在钢筋混凝土的通用软件PKPM中对作用在梁上的水平力不能施加，从而给设计产生困难，影响设计结果的准确性。而型钢柱的各种空间计算软件，可以很方便的输入各种形式的载荷，相对更与实际相符。2.3抗震分析型钢柱在地震力作用下由于钢材的延性比较好，构件部分不太会发生脆性破坏，但是会出现扭曲、失稳、变形等情况，并且在满足局部稳定的情况下，还有可能出现整体失稳。而钢筋混凝土柱在地震作用下往往出现裂缝，混凝土被压碎，钢

5、筋屈服，出现局部倒塌或破坏，但是刚度大，整体性好，没有局部失稳。两者的抗震构造措施也有很大区别。3从施工角度比较3.1施工便易性型钢柱一般采用工厂预制或现场预制，主要的施工工序为预制、运输、吊装、螺栓或焊接节点连接，施工方便简单,施工现场整洁干净，造型统一美观。现浇或预制钢筋混凝土柱主要施工工序为绑筋、支模、浇筑、振捣、养护，预制钢筋混凝土柱还需要运输、吊装，施工工序相对较多，同时如果采用钢梁还需要预先埋设大量预埋件，与钢梁连接节点复杂，施工较为繁琐，现浇时现场环境比较差。基础部分不论是设计还是施工，型钢柱与钢筋混凝土柱结构基本相同，都采用钢筋混

6、凝土扩展基础，预制混凝土柱采用杯口基础。基础从土方开挖到放线、支模、浇筑等所有工序基本相同。3.2施工工期钢筋混凝土柱由于需要养护等，施工工期往往比较长，从炼厂施工的实际情况看，一般为型钢柱的1.5〜2倍。可见在施工速度上，钢筋混凝土柱是望尘莫及的。同时快速高效的完成施工，对施工各方来说都会带来很大的经济收益，对业主可以尽早投产，对施工方可以减少机械租赁费、人工费等。可见采用型钢柱可以为项目节点目标或者中交目标的实现提供有力保障。在工期紧张的情况下应该优先采用。4从后期维护、可修改性比较型钢柱容易锈蚀、需要涂刷防腐涂料，在后期需要定期维护。而钢筋

7、混凝土柱由于钢筋被混凝土包裹，不易锈蚀，后期维护费用也很少，耐久性比较好。在炼厂中，随着工艺等的改变，往往需要改造某些装置内的单体。当采用型钢柱时就比较容易修改，可以很方便得调整梁标高、增加梁、支撑等构件，其加固也比较简单，可以说便于后期的项目改造。而钢筋混凝土柱，如果要调整梁的标高，需要植筋或打膨胀螺栓，较为繁琐，同时破坏了柱本身的强度，不利于后期的项目改造。5从工程造价分析本文以刚刚投产的某千万吨炼厂的全厂工艺及热力管网为例，作表1比较如下。由于该厂采用的是型钢柱，按照等长度原则折算成钢筋混凝土柱。同时钢筋混凝土柱断面全部采用400x400,

8、配12根直径20mm的二级钢，箍筋釆用直径8mm的一级钢，间距150mm.。表1经济技术指标比较柱类型总长度（米）总重（吨或立方）总造价