回转窑荷载设计分析.pdf

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1、设计与装饰广东建材2016年第11期回转窑荷载设计分析燕科¨、、(成都建筑材料工业设计研究院有限公司)【摘要】文章以实际工程中遇到的同型号、同规模的窑系统设计荷载取值却差别非常大的情况为出发点，在SAP2000中建模研究分析了基础设计其荷载取值的一些规律。【关键词】回转窑基础；设计荷载；工况组合1引言回转窑是水泥生产线中煅烧物料的主要设备。其基础设计取用的标准荷载一般包括：托轮传递的荷载标准值，包括垂直荷载标准值和水平荷载标准值：牙齿轮驱动时所传递的荷载标准值；电机、减速机及托轮座架的荷载标准值；基础自重及台阶上的回填土重荷载标准值；工作走道传递的荷载标准值等Ⅲ。由于工艺等原因，某些情况

2、下，对于同等规模相同型号的窑系统会出现CDI的窑荷载与TDRI的窑荷载差别很大以及很多荷载不能解释清楚的局面，文章研究了窑基础设计计算荷载的取值变化，并确定最终计算取值。2工程概况本工程为GOE项目三四号生产线上回转窑子项，除窑体外，还包括三次风管荷载。工程结构设备布置见图1。3建模分析为准确分析基础所受荷载的大小及方向，结构设计动对结构的影响。(2)7度设防烈度地震(0．19)作用下，隔震结构与非隔震结构层剪力比最大值和倾覆力矩之比最大值为0．624，上部结构水平地震作用减少了40％。(3)7度罕遇地震作用下，上部结构层间位移角最大值分别为1／391，上部结构在7度罕遇地震作用下层间位

3、移角满足《建筑抗震设计规范》关于框架结构层问弹塑性位移角限值的要求。(4)7度罕遇地震作用下，隔震层最大位移满足支座一58一图1需由工艺设备专业提供窑体几何参数，包括窑直径、厚度与总长度、窑支点间距、窑倾斜度；恒载数据，包括窑内耐火砖、浇注料厚度、密度、托辊及底座重量、轮带重量，大齿轮重量、小齿轮及底座重量、齿轮罩重量、主电机及底座重量、辅传及底座重量、挡轮及底座质量、轮带与托辊面摩擦系数、窑头、窑尾密封荷载、窑皮线荷载及分布范围；活载数据，包括窑内正常工况物料重量、窑内非正常工况物料重量、小齿轮与大齿轮传动力以及温度参数(包括窑体金属部分的最大温度和最小温度)等。三次风管荷载需由设备提

4、供风管金属部分直径、壁厚、内衬厚度、密度、金属部分最大温度、输入灰荷载、风荷载、温度荷载等。在窑基础计算中考虑地震作用，但风管的支座反力不计算地震力。将靠近窑头的基础编号为1号墩，中部为2号墩，最大容许位移的要求。(5)隔震结构虽然减小了地震力的作用，但考虑竖向地震力的影响，仍按原有设防烈度进行设计。●【参考文献】[1]6850011—2010，建筑抗震设计规范[s]．北京：中国建筑工业出版社，2010．[2]CECS126-2001，叠层橡胶支座隔震技术规程[s]．北京：中国计划出版社，2001．广东建材2016年第11期设计与装饰靠近窑尾基础为3号墩。1、2号墩无传动，一般情况下这两

5、个墩上只有托辊，荷载分布简单。3号墩有托辊、驱动、挡轮等，荷载分布相对复杂。其中，考虑到安装期间的安全，2、3号墩柱底考虑该处支架有一定高度，弹性较好，柱底转动要求不高，故设计为弹性钢板支座。风管与结构之间考虑窑头支架高度较低、弹性差，对支架底部转动要求高，故沿风管轴线方向设计为理想铰支座，2、3号墩窑头均为摆动支座。将真实窑体模型化后，窑截面通过截面设计器设计为钢管与耐火砖组合截面，托辊可视为与窑体成一定角度的双支座，因此窑系统是作为一个六支点简支体系分析的。见图2：力图2窑系统模型对于基础计算，通常对以下三种工况进行分析：(1)窑体正常工作：(2)窑体发生纵向变形，筒体在高温下引起轮

6、带或筒体弯曲变形，使某一基础上产生一个托轮托空，则托轮传递荷载不均匀，相邻基础荷载增加；(3)窑体或轮带发生较大变形时，致使一个托轮脱空，仅一个托轮受力，作用在基础上。分析过程中，实际建模研究了以下4种荷载组合：(1)正常工况，窑内物料取低值。荷载取值：窑支座反力×动力系数+走道荷载+底座荷载+地震或风+纵向摩擦力(2)非正常工况，窑内物料取高值，托辊不脱空。荷载取值：窑支座反力×动力系数+走道荷载+底座荷载+地震或风+纵向摩擦力(3)1号墩单边支承，窑内物料取高值。荷载取值：窑支座反力×动力系数+走道荷载+底座荷载+风+荷载(4)2号墩单边支承，窑内物料取高值。荷载取值：窑支座反力X动

7、力系数+走道荷载+底座荷载+风+荷载查阅回转窑基础设计的相关资料时，若工程项目属于涉外项目，可能还要考虑停窑检修这一正常工况，即检修时，窑体被千斤顶顶起，脱离托辊，基础承受千斤顶传来的压力[引。4结论SAP2000的分析结果：三个墩总竖向荷载与工艺总竖向荷载接近，但各个墩在不同工况下，其分析的反力与工艺提供的荷载参数差别较大，其中，分析得到的垂直于轴线的水平力在工艺中未提及，但这个力是实际存在的，对结构安全威胁较大，结构必须考虑。沿