某选煤厂主厂房钢结构设计

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1、某选煤厂主厂房钢结构设计摘要：主要介绍了某选煤厂不规则钢框架主厂房设计时应注意的问题。在钢结构主厂房设计时，应从结构形式及结构布置上采取措施，即满足了工艺布置要求，又解决钢结构主厂房的振动问题，同时又能使结构安全使用。ABSTRACTThemainbuildingstructuredesignofcoalmineofpreparationplantisdescribedinthispaper.关键词：钢结构选煤厂主厂房设计KEYWORDSSteelstructureCoalmineofpreparationplantThemainbuildingDesign中图分类号：TU391文献标识码：A

2、1、工程概况本工程位于山西省大同市山阴县，为某能源有限公司改扩建工程的主厂房，该选煤厂改扩建后设计生产能力后的设计生产能力2200万吨／年。主厂房是煤炭行业选煤厂建筑的核心组成部分，其不但要满足常规厂房建筑的房屋功能外，还必须满足煤炭洗选工艺的使用要求，为大量的选煤设备提供可靠的支承，并保证结构的安全可靠和使用舒适度要求。9本项目主厂房概况：长度84.5m，宽度38m，檐口高度36.4m；上部主要有六个楼层：首层：地面主要是各类设备基础如：各种泵、桶等设备基础；二层主要设备有：刮板机、离心机等；三层主要设备是脱介筛、破碎机和高频筛、浮选机等；四层主要设备是磁选机、旋流器和一条刮板机；五层主要设

3、备原煤分级筛、加压过滤机、主洗浅槽等；六层主要设备：块煤再洗稀介磁选机、两条刮板机及一条皮带机头。主厂房内带一台20t吊车，吊车跨度36.8m。主体结构为钢框架结构，维护结构采用压型钢板+玻璃丝棉现场复合板。该工程结构设计的主要问题在于：（1）荷载类型多，选煤厂主厂房结构设计除要考虑常规建筑结构设计的荷载如：永久荷载、可变荷载、风荷载、雪荷载及地震作用外，还需考虑设备荷载及振动设备荷载对结构的影响及设备吊装、检修时的荷载等等。（2）楼层高度大，建筑平面、立面均极不规则，荷载在平面上位置分布也极为不均匀。一般厂房层高5～7米，内部有大的挑空空间，挑空高度在十几米到二十二米之间，少数抗风柱高达37

4、m，中间无框架梁支撑。2、设计荷载、结构设计与分析该工程建筑抗震设防类别为标准设防类。按照该地区设防烈度7度计算地震作用，抗震措施按照7度考虑，钢框架抗震等级为四级。设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第二组，特征周期0.55s。建筑结构安全等级为二级，结构的设计使用年限为509年，建筑场地类别为Ⅲ类。地基基础设计等级为丙级。2.1、荷载类型及取值在选煤厂主厂房结构设计时，除要考虑常规建筑结构设计的荷载如：永久荷载、可变荷载、风荷载、雪荷载及地震作用外，还需考虑常规设备荷载及振动设备荷载对结构的影响及设备吊装、检修时的荷载等。根据《选煤厂建筑结构设计规范》（GB50583-2010

5、）规定，选煤厂主厂房楼面可变荷载5.0KN/㎡，压滤机附近及设备检修荷载按10.0KN/㎡。提升孔周围的梁，应按本层最大起重量作用在梁上产生的弯矩、剪力影响线的最大值进行计算，但框架计算时可不计入。主厂房内的主要设备很多，且有些设备荷载很大，在重型设备区域内楼面均布可变荷载在计算中需扣除；在设备等效均布荷载小于4kN/m2的小型设备区域，按楼面可变荷载计算。2.2结构设计2.2.1结构布置原则9选煤厂主厂房结构布置应结合工艺设备，根据功能分区、环境条件、荷载分布、材料供应和制作、施工条件等因素，择优选择结构体系和合理布置结构构件及支撑等抗侧力构件，使厂房结构刚度尽量分布均匀和结构受力合理。由于

6、工艺布置等条件限制，选煤厂主厂房的结构平面布置和竖向布置均不规则，荷载在平面上位置也分布不均匀，在平面上很难让质量重心与结构的刚度重心一致或接近，结构竖向布置时也极不规则，有的位置设备布置集中，有的位置没有设备，也就不需要布置结构楼层，导致部分楼层以上只有局部位置有结构楼层，其余部位平面开大洞。结构布置上则需要尽可能使结构受力简单明确，荷载传递路径简捷。2.2.2振动设备附近的结构布置由于本工程中各个设备之间的恒载和振动荷载等相差很大，而且平面荷载分布也不均匀，为了降低平面荷载不均布置对结构扭转的影响，在结构布置时尽量使两个方向的框架梁贯通布置，减少楼板开洞，在设备洞口边设置次梁，减小开洞对楼

7、板水平刚度的影响，并降低设备工作所带来的楼板振动，改善操作人员的工作环境。9选煤厂主厂房内能够引起较大振动的设备有低频类(转数2000rpm)，例如电动机、泵等。常用动力设备中影响楼面垂直振动的是中频率机器，影响厂房水平振动的是低频率机器。振动筛、离心脱水机等中频率机器，工作时主要引起楼面的垂直振动，以垂直振动为主的设备应尽量布置在梁的支座和柱子附近，增加次梁数量，减小其旁边楼板板面积，提高楼板的