浅析钢结构造粒塔的结构设计.pdf

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1、2012年10月口伍歪垂j面规划与设计【文章编号】1673—0038(2012)30—0033—03浅析钢结构造粒塔的结构设计蒋远(中煤科工集团重庆设计研究院重庆渝中区400062)摘要：造粒塔是中空圆柱的筒体结构，但是目前在国内采用钢结构体系的数量不多，并且因其底部长达70多米的净空要求使稳定设计钢柱成为一大关键问题。造粒塔作为一种化工设备，其结构非常奇特。它的组成部分包括在设有楼板的少数几层圆形筒体与楼电梯间，但因造粒塔仅仅用于化工领域而没广泛使用，目前国内外对造粒塔的研究也比较少。但是近年来我国国民经济快速发展，人们越来越关注尿素造粒塔，使分析尿素造粒塔的性能分析显得格外紧迫。

2、本文分析钢结构造粒塔的结构设计，并指出钢结构造粒塔设计时须注意的要点，以其为类似工程提供一些参考。关键词：钢结构；造粒塔；结构设计1引言随着我国农业快速发展，化肥工业也随之迅猛发展，兴建了大量化肥厂，因此带动了大量不同结构造粒塔的设计与旌工。随着建筑工艺不断改进，我国对造粒塔结构提出了更高的要求，不仅仅要保证持续生产，还要考虑节约施工材料与缩短工期问题。造粒塔作为一种重要的工业建筑物，是化肥生产装置中的重要装置。因此造粒塔结构设计必须不断实践、总结经验与改进工艺，如此才能够践行安全适用与经济合理结构设计理念。本文将浅析钢结构造粒塔的结构设计，同时指出钢结构造粒塔设计时必须注意的要点，

3、以期为类似工程提供一些参考。2工程实例某造粒塔的三维透视图如图1，由5．5mx5m矩形框架和一个直径长达17．2m的圆筒构成。矩形框架部包括楼梯、电梯与提升机间三个部分，其中标准层高是4m；而圆形部分就是造粒塔，主要是用来进行化工生产的，它从一6．1～73m是中空圆筒，上部是设备平台，设在73m、79m与84m处，造粒塔的总高度是90m。造粒塔的外维护要使用压型钢板，而中空圆筒部分为了防腐必须使用玻璃钢作内防腐。该造粒塔的抗震设防烈度是Ⅶ度，场地的土类别是Ⅲ类，基本风压为0．35kN／mz。整个造粒塔必须考虑的荷载包括了楼面恒荷载与活荷出更大的贡献。载，以及设备自身荷载。崮13布置结

4、构体型该造粒塔结构在高度为2．7m之下是由钢管混凝土柱与剪力墙构成的筒体结构，高度在2．7m之上是以钢管混凝土柱与钢管支撑构成的中心支撑筒体结构。柱子必须在高度49．700m与73．700m处变化管径，管径为630x12、600xlO与550x10，往管内浇C40混凝土。造粒塔的矩形框架在的长轴线上设单斜杆支撑，造粒塔的圆筒部分的单斜杆支撑必须按螺旋线形状一次连接起来。高度从2．7～25m必须使用规格为dp245x8圆钢管，-—-●一一--+一---}一---+-一--+一·--+一一--+一-—+一一—+一---+一一--+一-——卜一——}一-—·+一-+-—-●一-—}一-+-

5、参考文献[1】吴泽强．抗震概念设计在建筑结构设计中的应用．商品储运与养护．2008(30)：94～95．-+-+一+-+一-4-一-4-一+[2】杨建国．论建筑结构设计中的概念设计．山西建筑．2007(15)：66～67．【3]王红霞．论高层建筑抗震概念设计．山西建筑．2007(35)：74～75．[4]张元．建筑结构设计中的概念设计初探．中国新技术新产品2010(1)：180．·33·规划与设计■何目案商2012年10月高度从25～49m必须使用规格为+219x8的圆钢管，而高度在49m与73m之间必须使用规格为巾219x8圆钢管，高度从73～90m之间用规格‘b219x8圆钢管。

6、整个造粒塔使用井字梁的结构而使12根柱子连成一体，尤其以73m与84m的设备荷载相对比较大。鉴于造粒塔的圆筒部分的柱子从高度2．7～73m只有环向单向作为支撑，而且圆筒径的向刚度较弱，以及计算长度大。所以在高度为25m与49m处分别装置环向加劲桁架，这样一方面提高造粒塔钢结构的稳定性，另一方面也为施工阶段的垂直提升设备提供一些必要的附着点。4钢结构造粒塔选型(1)钢结构造粒塔底座有筒支承式与柱支承式两种，其中筒支承式的造粒塔的优点是空间刚度大、整体性好与抗震性好，且滑模施工方便；而柱支承式造粒塔的优点是进风口面积大，但其上下刚度突变相对来说较大，而且抗震性能较弱，所以必须慎用于高烈度

7、区。(2)造粒塔的喷淋层结构布置方案有三个：一字梁、井字梁与辐射梁。如果造粒塔的直径小，宜使用一字梁布置或者井字梁布置；如果造粒塔直径大，即直径超过了16m，那么宜使用辐射梁布置。(3)选择造粒塔的基础形式，有两种基础形式：环形筏板基础与桩筏基础。实践表明，如果造粒塔高度小于100m，同时地基为承载力特征值超过了250kPa的低压缩性地基，必须使用环形筏板基础，其他情况应当选择桩筏基础。5造粒塔的建模计算造粒塔一般情况下使用PKPM软件计算建模，钢结构造粒