锅炉钢结构的优化设计分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com6余热锅炉2015．1锅炉钢结构的优化设计分析杭州锅炉集团股份有限公司韩仲文廖井雄摘要以煤粉炉为代表的锅炉钢架一般以承受竖向荷载为主，为了提高其安全性及经济性，确保本体部件的平稳有效运行，需要在设计过程中对钢架的受力形式有充分的认识，本文从钢架的整体性出发，为实现钢架的等强设计对钢架的强度和稳定性作了分析和探讨。关键词煤粉炉钢架整体性等应力原则等强设计前言梁及平台扶梯等其他部件的连接，并结合实以煤粉炉钢架为代表的锅炉钢架是典际情况选取即可，一般能确保其所受的荷载型的框架结构，从所受荷载来看，锅筒、水冷是安全的。壁、过热器等本体部

2、件产生的竖向荷载通过设计人员在设计锅炉钢架时，首先要进悬挂的方式作用在顶部梁格上，然后通过顶行负荷统计，并选用合适的计算软件进行计部梁格传至柱子；雨棚产生的荷载也通过算，以验证结构是否安全。由于计算软件大顶部梁格传到柱子；空预器，省煤器及护板都不能演示具体的计算过程，设计人员根据等产生的荷载则以分布力的形式作用于尾计算结果不能获得一个具体直观的认识；部烟道支撑梁上，通过梁最终传到柱子；此同时，当设计人员在使用软件进行建模计算外，还有平台扶梯等部件产生的荷载及附加时，由于个人使用软件的方式以及对软件的荷载也可简化为集中力直接作用在不同高理解不尽相同，使设计结果与实际

3、结构存在度上的柱子轴线上。对于此类结构，柱子截差异。面的选用在钢架设计中将决定着整个钢架为了改善这一状况，本文针对以煤粉炉的安全性及经济性。钢架为代表的单排柱锅炉钢架，在承受竖向目前，常用的钢架分为单排柱和双排柱荷载、风荷载及地震作用的情况下，对风荷二种，对大型锅炉也可采用附加柱，从受力载，地震荷载作相应简化后验算钢架底部所状况来看，一般以内排柱为主要承载构件，受的弯矩及应力。并在确保安全的前提下，外排柱作为附加钢架所承受的荷载则较小。通过合理选取钢架构件的截面，分析钢架在因此，只要选定了内排柱，外排柱就可根据荷载作用下的强度、稳定性，以提高结构设学兔兔www.x

4、uetutu.com余热锅炉2015．17计的安全性及经济性。种一致性使得总体结构在变形前后能够保1．计算原理持其基本形状。据此，本文将其等效为一个本文的计算基于以下两个原则：格构式竖向受力构件，下端固定，上端自由，(1)等应力原则，即在竖向荷载作用梁及支撑相当于格构式柱子的缀条。．下，各柱子底部应力相等。对于同一个钢架，2．负荷统计各柱子一般选用同种材料，并且高度相近，(1)统计永久荷载。当柱子应力相等时，根据应力应变的关系，a．锅炉本体各部件相关设备的结构自各柱在竖向荷载作用下的应变和竖向位移重也基本相等。为此，本文将首先用结构计算b．设计院作用在钢架上管道类

5、荷载软件对结构进行初步计算，得到各柱底部轴(2)可变荷载。力。根据柱底轴向反力的大小，选择柱子截a．各平台活荷载面，使得各柱所受轴力与截面积比值相等，b．雪荷载即柱子底部的应力相等。这样不仅可以使材3．风荷载的计算料强度得到充分利用；同时，由于目前锅炉对于锅炉钢架来说，风荷载不仅作用大都采用吊挂式，当各柱的轴向变形保持一在钢架上，也作用在锅炉本体部件或紧身封至时，也有利于锅炉本体的平稳运行。闭墙皮上，因此风荷载的作用面积应计算由需要指出的是，在上述说明中，假定竖整个框架围成的面积。把钢架看成一个整体向荷载全部作用在柱子顶部。但在实际结构后，可将风荷载等效为一个集中

6、力作用在钢中，荷载在柱子上作用的位置有所不同，各架高度方向上的中点上。根据《建筑结构荷柱的受力情况也有所不同。例如，对于空预载规范》GB50009—2001，风荷载标准值的计器，省煤器所在处的柱子，其荷载不是作用算公式为在柱子顶部，这与假设的将荷载全部作用在』3zszo(1)x柱子顶部有所区别，若按上述方法选择柱子截面则偏于安全；然而考虑到这些柱子的其中口为风振系数，。为体型系数，受力状况比较复杂，这些柱子的截面有所偏为风压高度变化系数，。为基本风大也属合理。综合考虑，本文仍采用上述假压。jJ对于框架结构，迎风面取0．8，背风定的方法进行设计。面取一0．5，其余参

7、数根据相关规范计算得到。(2)结构分析时只考虑整体性。在对钢4．地震作用计算架进行分析时，认为结构在梁、垂直支撑、水结构总水平地震作用标准值：平支撑的作用下构成一个整体。同时，假定FEKaJG。顶部梁格为在平面内的刚度无限大，在荷载Q一相应于结构自振周期的水平地震作用下，顶部梁格在自身平面内只发生整体位移，使得整体钢架的变形具有一致性，这影响系数，按GB50011-2010图5．1．5学兔兔www.xuetutu.com8余热锅炉2015．1影响系数，按GB50011-2010图5．1．5确定。其中C专，另一方面，假定梁的质Gq__结构荷载、总重力荷载代表值。量以

8、离散的形式