刍议氧化铝厂钢结构施工探析

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1、刍议氧化铝厂钢结构施工探析　　摘要：近年来，随着我国氧化铝行业技术有了长足的进步，现已得到国外同行的认可，是我国工作者辛勤劳动的结果。同时，也发现我国氧化铝生产与世界同行相比还是存在一定的差距，特别是在大型设备的可靠性、理念和许多生产细节等方面，本文重点介绍了钢结构的主要步骤进行了分析，探讨了利用不同的施工技术进行切合实际的安全施工，可为同类工程参考。关键词：钢结构；施工；技术中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：一、工程概况某氧化铝厂主要生产装置蒸发站整体长59.75m，宽13.5m，高32.75m。框架上布置4台自

2、蒸发器，6台管式降膜蒸发器为Ⅰ-Ⅵ效蒸发器，顶层设7吨悬挂吊车。结构为钢框架-中心支撑结构形式，无维护结构。蒸发站立面实体效果图，（见图1）。图1厂房立面实体效果图二、施工基本数据此工程建筑结构安全等级为二级，结构抗震设防类别为丙类，框架抗震等级为四级，抗震设防烈度为7度(0.15g)，场地类别为II类，基本风压为0.745KN/m2，地面粗糙度类别为B类。钢框架计算采用STS及结构空间有限元分析软件SATWE(2010版)进行计算。根据厂房柱网主要设备管式降膜蒸发器及自蒸发器布置，横向共3跨，柱距分别为5500,2500,

3、6500；纵向共15跨主要柱距为3000,5000，6000。厂房的竖向布置，根据工艺设备高度、设备检修空间、操作、人员通行确定。由于Ⅰ-Ⅵ效管式降膜蒸发器落在9.250层，厂房所承受主要荷载都集中在本层，以上各层荷载相对较小，所以在9.250层以上楼层在柱布置密集处局部抽柱，既能满足工艺要求，还能节省建设成本，(见图2)。图2厂房立面布置图三、结构计算及分析1．多工况荷载组合管式降膜蒸发器和自蒸发器，其荷载值及在不同工程下产生的作用效应不同，而且相差很大。以V,VI效管式降膜蒸发器为例。根据不同工况荷载分为操作荷载、试水荷

4、载、事故荷载，见表1。表1V、VI效管式降膜蒸发器荷载7在操作荷载是在正常生产情况下，设备或管道中各种液体或者固体物料的最大重量(设备自重除外)。试水荷载为设备充水实验设备、管道内的介质荷载，在进行水压实验时，设备及管道内全部液体重量，当某构件支撑多个容器时，仅考虑一台容器处于试水状态，其它容器为空载。偶然荷载是在正常生产期间不一定出现，一旦出现其值很大且持续时间很短。在生产中因操作时，可能导致设备容器内物料堆积，若不能及时处理，在一段时间内物料达到最大，这种荷载称为偶然荷载。经过多个现场生产管理经验，发生事故荷载几率很小，

5、甚至几年都不发生，一旦发生都会在2个小时左右恢复正常，因此偶然荷载也称为事故荷载。根据上述不同情况的性质，相应建立正常生产、试水实验、发生事故三个计算模型。各工况荷载下荷载组合。三种组合中应特别注意试水实验工况中设备内水重、发生事故工况设备料重分项系数，分别为1.1,1.0。在三个组合工况中只有正常生产工况组合考虑地震作用，因为在试水实验和发生事故与地震作用同时发生概率小，两种荷载不与地震作用同时考虑。当在抗震设防烈度为7度(0.1g)以上时，在试水实验或发生事故工况考虑地震作用会造成很大浪费，见表2表2各工况下荷载组合2.

6、梁柱截面选择7厂房框架梁、柱施工时均采用热轧H型钢。H型截面钢构件不仅能减少钢结构制作工作量，而且在缩短工期，提高施工质量上有优势，可以避免因焊接导致的角变形、扭曲变形、挠曲变形等一系列问题。V,VI效管式降膜蒸发器最大静荷载较大分别为581.4t,893.5t,蒸发器两个方向都落在框架梁上，为了增加柱截面弱轴承载力，其下框架柱采用两个热轧H型钢HN700×300组成十字形组合截面，材质为Q345B；VI效管式降膜蒸发器下框架梁按计算截面为H1200×300×20×25，与相邻框架梁HN800×300相差较多，由此产生刚度突

7、变会引起应力集中;因梁截面较大在梁柱连接时实现“强柱弱梁”这一抗震目标需要比较复杂的措施，给设计带来一定的麻烦。为了避免上述问题，在施工时采用热轧H型钢HN800×300+析架形式组合结构梁，与相邻跨梁截面一致，不会产生刚度突变，梁柱连接节点容易处理，(见图3)图3组合梁柱截面3.支撑布置7为了提高框架的承载能力和侧向刚度，在框架中适当设置柱间支撑，并使结构在承受水平风荷载、地震作用时具备两道受力防线，第一道防线为柱间支撑，第二道防线为框架。厂房抗震等级为四级，高度不超过50米，根据抗震规范柱间支撑宜为中心支撑，对交叉支撑按

8、拉杆比较经济，长细比按照150控制；在层高较低或考虑设备管道走向会设置人字支撑，人字撑的腹杆在大震受压屈服后，导致横梁在支撑处出现向下的不平衡集中力，可能引起横梁破坏和楼板下陷，并在横梁的两端出现塑性铰，考虑不平衡力后框架梁截面过大，采用人字撑和V型撑交替布置，这种布置比较实用，不会对横梁