火电厂钢结构厂房设计分析.pdf

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1、垫墼』堡堑』坠墼篁壑里塑上一．．：．江酉建堑蕉筮皇塑划遮过火电厂钢结构厂房设计分析■袁沈。唐佳贳，李良，孙刚。王志字，王磊一中机国能电力工程有限公司。上海200061摘要：钢结构厂房在火电厂建设中比较常见，为满足社会生产生活对电力能源的需求，火电厂建设规模在不断增大，相应厂房作为主要建筑，为满足实际建设要求，也需要在原有基础上对设计方案进行优化分析。结合钢结构厂房特点，从结构选型、材料选择以及计算手段等方面进行优化分析，争取在满足基础功能需求的同时，提高火电厂建设合理性和经济性。本文结合实例对火电厂钢结构厂房设计要点进行了简单分析。关键词：火电厂钢结构厂房设计近年来火电厂

2、项目数量不断增多，厂房作为主要建筑，钢结构形式也更为多样化，在实际设计时，需要结合火电厂发展要求，合理确定结构形式，并搭配专业工艺和技术，在满足基础功能应用前提下，降低安装施工难度，提高厂房结构安全性与可靠性。对钢结构厂房进行科学设计，消除刚度不均匀问题，提高结构抗震性，并要采取有效措施来对钢结构薄弱环节进行优化设计，对提高厂房结构设计综合效果具有重要意义。1火电厂钢结构厂房设计分析常见火电厂厂房钢结构形式为梁柱纵横向均为铰接的钢支撑一框架体系，以及梁柱纵向铰接、横向刚接的钢支撑一框架体系，两种结构形式受力特点不同，设计要求也存在很大差异，在实际建设中需要根据实际情况选择

3、。但是无论是采用何种结构体系的火电厂钢结构厂房，均具有以下特点：(1)钢结构厂房规模大，且结构形式复杂度高，为满足生产作业要求，内部空间设计灵活性大，既存在可以供桥式吊车行走的大空间，也存在几米小空间，形体设计不规则特点使得结构整体抗震性能降低[11；(2)结构纵横向立面均匀度低，各榀钢框架结构设计随意性大，即便是同一钢框架内的主要支撑结构也不是均匀分布形式，甚至存在部分非连续设计结构。同时，结构平面设置不均匀，各楼层结构布置差异性大，基本上不存在标准层，并且楼层平面存在打开孔、凹凸角问题；(3)钢结构荷载类型多样化，荷载大且分布复杂，如结构自重、楼面均布恒载、管道荷载、

4、设备恒载、楼面均布活载、设备检修活载、墙板荷载等，各类荷载分布复杂度高，并且不同设备荷载大小差异性大，再加上沿结构高度布置不均匀，最终导致结构质量分布均匀性差口J。2火电厂钢结构厂房设计要点2．1厂房布置要求在选择钢结构厂房形式时，需要结合厂房布置特点进行综合分析，保证钢结构设计结果可以满足实际应用需求。一般厂房结构包括外墙围护、各层楼面、梁柱、屋架、框架等部分，设计时需要对各类生产活动进行分析，结合实际情况对各层平面布置和空间组合进行科学设计，最后基于厂区所处自然环境，确定外观造型"j。厂房布置方法与生产运行、结构设计以及建设费用各方面有着密切联系，要对火电厂生产流程、

5、运行、维护以及检修等作业特点和维护要求进行综合分析，结合钢结构形式来确定。对生产管线、通道进行合理规划，同时还要兼顾采暖通风、采光照明要求，为不同生产环节预留出足够空间的同时，保证内部所有设备安排规划的合理性，提高生产运行安全性与经济性。2．2厂房结构形式(1)横向刚接，纵向铰接。横向将汽机阀门式钢架作为横向主体受力结构体系，提高结构受力稳定性，确保结构可以有效承受各种竖向与水平荷载，保证结构抗侧刚度达到实际应用需求，减少侧向变位。另外。也可以将整个横向结构确定为刚接、纵向铰接且加垂直支撑形式，如果厂区处于地震区，应选择用偏交支撑，代替普通轴交支撑，来提高垂直支撑耗能能力

6、，保证结构具有较高抗震性能。(2)横向刚接，纵向跨刚性跨。即对结构横向应用刚接形式，而纵向则根据计算结果来确定跨刚性跨数量，可以避免垂直支撑的设置，在实际应用中工艺更为简单，适用于水平荷载较小的钢结构厂房。(3)纵横均铰接且设置垂直支撑。此种结构连接方式复杂性低，在加工制造、安装方面具有很大优势，能够大幅度缩短施工工期，且结构受力特点明确，可以充分发挥钢结构材料强度，所需钢材数量少，与其他结构形式相比经济性更高。但是此种连接方法需要设置较多的垂直支撑，安装作业要求严格，且对厂房内部布置有着较高要求，会对内部设备管道设置产生一定限制，需要提前与工艺联合进行综合分析，保证结构

7、设计的安全性与合理性。(4)横向刚铰接混合，纵向铰接加垂直支撑。选择此种结构形式来对火电厂钢结构厂房进行设计，需要结合工艺特点，来对横向设置一定数量垂直支撑，对于不能设置支撑部分，则需要按照刚接方式处理，能够有效解决结构设计与工艺布置问存在的问题，提高厂房设计综合效果[⋯。2．3厂房结构计算(1)计算原则。火电厂钢结构厂房空间结构主要由纵横承重体系组成，梁柱多为H型钢，可以按照平民计算，平面外进行校核，并根据生产工艺特点，遵循静力结构和动力结构相互分开原则计算。为避免因纵横受力体系不完整，造成的平面计算结果与实际情况差异较大，