地震作用下 的水泥窑锅炉钢结构分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com余热锅炉2008．317地震作用下的水泥窑锅炉钢结构分析杭州锅炉集团股份有限公司王志群摘要锅炉构架设计采用底部剪力法计算地震作用，进行抗震设计，对汶川地震后都江堰水泥窑钢结构在地震后的概貌进行分析，按振型分解反应谱法校核结构计算，讨论规范计算方法的合理性和可行性以及对结构设计的一些建议。关键词抗震设计规范地震作用概貌验算建议1弓I-N要的分析与验证。由我公司承建的都江堰市某水泥有限公司的两台窑尾余热锅炉位于四川省都江堰市金凤村，分别是一条3200

2、t／d生产线和一条3500t／d熟料生产线。建设场地在都江堰水泥厂内，离成都市约50km，场地从西北向东南倾斜，地形起伏，水渠较多。海拔标高719m以上，要求抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度值为0．10g，场地类别为Ⅱ类。两台锅炉外形极为相似，钢架结构外形尺寸(长×宽×高)分别为6．86×5．2×24(简称“炉A”)10×4．8×25(简称“炉B”)，单位均为m，构架布置规则，锅炉受热面均通过通风梁支撑在梁上，锅筒布置在柱顶，烟气从炉顶引入，通过直烟道从炉底引出，可见示意图1。在5月发生的的汶川大地震中，现场两台锅炉A炉比

3、B炉的震害要大，A炉钢结构的构件发生了一定程度的破坏，主要表现在锅炉构架一些附属构件上，如平台托架的大变形及其端部焊缝的开裂(附图1)、某些连接的断裂(附图2)、弹簧支座的滑移跌落(附图3)、炉顶雨棚的变形(附图4)、柱脚处混凝土的严重开裂(附图5)等等，B炉现场破坏不明显。本文主要针对此次发生的大地震对锅炉构架引起的破坏概貌对规范抗震设计做些简图1维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com18余热锅炉2008．3式中：G、一分别为集中于质点、_『的重力2规范抗震设计的要求及地震作用计算

4、介绍荷载代表值；我国抗震设计规范从1964的草案到、玛一分别为质点、的计算高度；2001版新规范，期间历经3次大地震，分别一顶部附加地震作用系数，应按表1是邢台地震、海城地震以及唐山地震，规范也计算。更新修订过4次，从原来的容许应力设计法发展到现在的以可靠度理论为基础的概率设表1顶部附加地震作用系数计法。2001版规范修订安全度水准比89版(s)T1>1．4≤1．4r,规范提高(10～l5)％，工程造价约提高(3—≤0．350．08T1+0．075)％。

5、做>0．550．08Tl一0．02到：小震不坏，中震可修，大震不倒；通过二阶段抗震设计法实现目标。第一水准是按多遇注：T1为结构基本自振周期。地震用反应谱求地震作用，按强度要求进行截面设计，也就是第一阶段设计法，以小震验3)顶部附加水平地震作用标准值：算强度和变形。第二水准是通过概念设计和△Fn=FEK(公式3)构造措施使结构部分达到或超过屈服极限。Ⅱ)采用振型分解反应谱法时，应按下列第三水准通过防倒塌的要求进行抗震设计，规定计算地震作用和作用效应：这是第二阶段设计，用大震参数验算重要结1)结构j振型i质点的水平地震作用标构的层

6、间位移。准值，应按下列公式确定：按照抗震规范GB50011—2001，地震作=Gl(i=1，2，⋯，n，j=1，2，⋯，m)用允许在两个主轴方向分别计算地震水平作(公式4)用进行抗震验算，进行锅炉钢结构的抗震计y∑Gf／∑碍G(公式5)算时，一般情况下可采用底部剪力法，当锅炉钢结构高度较高时，宜采用振型分解反应谱式中：—j振型i质点的水平地震作用标准法。下面对两种方法做简要介绍：值；I)采用底部剪力法时，锅炉钢结构的水af一相应于j振型自振周期的地震影响平地震作用应按下列公式计算：系数；1)结构总水平地震作用标准值：—j振型i质

7、点的水平相对位移；FEK=。lGe。(公式1)—i振型的参与系数。式中：G1一相应于结构基本自振周期的水平2)水平地震作用效应，应按下式确定：地震影响系数，应按抗震规范图5．1．5地震：√∑S(公式6)影响系数曲线确定；G阳一结构等效总重力荷载代表值，包式中：SEx--水平地震作用标准值的效应；．s，1振型水平地震作用标准值的效括锅炉钢结构全部自重和支承荷载。2)质点i的水平地震作用标准值：应。：FEK(1一)(公式2)3锅炉构架抗震设计∑J=1本锅炉构架立面布置见图1，结构抗震维普资讯http://www.cqvip.com学

8、兔兔www.xuetutu.com余热锅炉2008．319设计过程可见流程图(图2)，通过底部剪力的断裂带，炉A沿强轴(短边)方向的变形较法和振型分解反应谱法分别进行计算比较，大，炉A构架上的平台与相邻建筑物有碰撞结果数值相差不超过10％，可以说采用两种后的变形