鋼結(jié)構(gòu)在火力發(fā)電廠主廠房設(shè)計中的應(yīng)用

洪海

摘 要：在我國火力發(fā)電是一個非常重要的發(fā)電方式，在火力發(fā)電中，廠房設(shè)計對火力發(fā)電的安全性和可靠性都有著非常重要的影響，鋼結(jié)構(gòu)在當今的很多建筑結(jié)構(gòu)中都有著比較廣泛的應(yīng)用，在火力發(fā)電廠的廠房設(shè)計中，鋼結(jié)構(gòu)也是十分普遍的，本文主要分析了鋼結(jié)構(gòu)在火力發(fā)電廠主廠房設(shè)計中的應(yīng)用，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：主廠房；鋼結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：TU39 文獻標識碼：A

火電鋼結(jié)構(gòu)的主廠房在面積和體積上都比較大，同時它的力學結(jié)構(gòu)也相對比較復雜，在廠房中必須要設(shè)置重型設(shè)備，這樣的特點也使其結(jié)構(gòu)設(shè)計尤其是抗震設(shè)計環(huán)節(jié)和其他類型的廠房存在著十分明顯的差異，這就對結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在個人的職業(yè)水平和職業(yè)素養(yǎng)上提出了更高的要求，只有在設(shè)計中使用更加合理的設(shè)計方法和手段才能更好的保證設(shè)計的科學性，提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1鋼結(jié)構(gòu)主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

（1）主廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)置及節(jié)點、汽機房運行平臺層和煤倉間在22層以下的部分設(shè)置水平方向的支撐，除氧煤倉間的梁和柱是相互連接的，同時在二者連接的過程中還要使用剛接的方式，其他需要連接的部分要采用鉸接的方式，在每一列都要設(shè)置相應(yīng)的柱間支撐，對有些特殊的結(jié)構(gòu)，對承載力要求相對較高的煤倉間框架柱要采用剛接，其他部分采用鉸接的形式。

（2）通常情況下，汽機房的運轉(zhuǎn)層結(jié)構(gòu)都是大平臺結(jié)構(gòu)，在水平方向上應(yīng)該選擇平臺的梁和柱以及柱子之間的支撐和主廠房的房體結(jié)構(gòu)共同組成了一個承重的體系，平臺的梁和柱之間應(yīng)該采用鉸接的方式，垂直方向的梁和柱要采用剛接的形式，在樓層的設(shè)計中要采用鋼梁和現(xiàn)澆滬寧圖板相互結(jié)合的方式。

（3）鍋爐部分的設(shè)計、鍋爐中的鋼結(jié)構(gòu)通常都是鍋爐廠來供給的，在通常的設(shè)計中都會將鍋爐布置成島式的結(jié)構(gòu)，鍋爐和主廠房之間存在著一個轉(zhuǎn)層通道，在運轉(zhuǎn)層的上部要根據(jù)施工的相關(guān)標準和要求在爐前設(shè)置一定數(shù)量的通道，主廠房的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架后人鍋爐的爐架通常要分開設(shè)置，這樣就使得二者之間是一個獨立存在的關(guān)系，在承重上也自成承重體系，在電梯井的設(shè)置上也應(yīng)該設(shè)置在爐前的側(cè)面，水平方向的荷載會通過一定的路徑傳輸?shù)藉仩t爐架的部分。

2鋼結(jié)構(gòu)主廠房抗震設(shè)計

（1）計算原則。主廠房鋼構(gòu)架按基本烈度7度考慮地震作用。

（2）抗震布置。在抗震體系的設(shè)置上應(yīng)該將汽機房外側(cè)的樁柱和除氧煤倉間和結(jié)構(gòu)自身的抗震體系看做是一個整體。在這一過程中會使得整個結(jié)構(gòu)必須要承受抗震力，集控樓結(jié)構(gòu)之間應(yīng)該用滑動支座對其進行有效的處理，在對其進行地震抗力的計算中，應(yīng)該忽略掉結(jié)構(gòu)之間的相互作用，各自都有一個抗震體系，抗震體系也在這一過程中得到了更科學和合理的建設(shè)。

（3）抗震構(gòu)造的對策。主廠房和集控樓建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能在整個廠房的設(shè)計中都發(fā)揮著非常重要的作用，抗震性能得到了一定的提升之后，也要對其防護進行一定的調(diào)整，通常是設(shè)防的烈度提高了1度，設(shè)防的強度應(yīng)該按照烈度的8倍來設(shè)置，在主廠房的施工中使用的是帶支撐框架結(jié)構(gòu)，同時在樓層結(jié)構(gòu)的設(shè)計中采用的是鋼梁現(xiàn)澆混凝土板結(jié)構(gòu)，這樣的設(shè)計方式就很好的保證了結(jié)構(gòu)的合理性，同時也保證了其抗震的能力。

3鋼結(jié)構(gòu)主廠房空間整體分析

（1）建立一個合理的三維模型。首先應(yīng)該建立一個完整的和科學的三維空間模型，在模型建立的過程中一定要根據(jù)設(shè)計的實際尺寸和位置關(guān)系來設(shè)置，同時還應(yīng)該按照設(shè)計和施工的相關(guān)要求賦予這些結(jié)構(gòu)自身的特性，這樣才能更好的根據(jù)設(shè)計的簡圖對梁和柱的基礎(chǔ)連接形式進行更加詳細和精確的選擇。

（2）在進行荷載輸入的過程中應(yīng)該由設(shè)計人員根據(jù)荷載的分布情況對荷載進行有效的分組，然后經(jīng)過分析和探討得出基本的施工狀況，然后再按照工程組合的基本原則將各種組合的情況都清晰的列出，然后再將這些情況依次輸入到計算機當中，這種方式能夠按照每一個構(gòu)件自身的特點進行設(shè)計工作。從而也有效的保證了設(shè)計的質(zhì)量。

（3）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化。在電子程序中，整個結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)截面都是可以通過一定程序的設(shè)置對設(shè)計方法進行有效的改進和完善的，該程序中安裝了最為先進的算法，在這一過程中可以更加準確和快捷的對相關(guān)的設(shè)計數(shù)據(jù)進行計算，如果程序在進行設(shè)計的過程中，制定的截面面積小于正常的標準和規(guī)定，程序會自動將同類型的鋼截面面積加大到合適的大小，這樣就可以有效的保證截面大小在一個相對比較合理的范圍。

4鋼結(jié)構(gòu)主廠房節(jié)點設(shè)計

（1）確保強節(jié)點弱桿件、強柱弱梁的設(shè)計原則。加腋可以提高全焊剛接節(jié)點的承載力，并明顯提高節(jié)點的變形能力，保證在梁端形成塑性鉸。

（2）適當?shù)牧航孛娓叨?。梁截面越高，梁柱連接的延性越差。

（3）對板件的寬厚比進行嚴格的控制。在設(shè)計的過程中應(yīng)該增加一些柱翼緣表面的約束作用，這樣也就使得鋼柱連接的變形能力也有所變化，當其寬度和厚度都增加的時候梁翼緣會受到來自于三個方向的應(yīng)力作用，在這樣的情況下就會使得整個結(jié)構(gòu)產(chǎn)生比較明顯的損壞現(xiàn)象，所以在設(shè)計的過程中一定要保證寬厚比能夠滿足相應(yīng)的標準和要求，但是這個比值也不能太大，否則就會對梁柱的連接質(zhì)量產(chǎn)生非常不利的影響。

5工程實例

某新建火電廠工程，主廠房采用鋼結(jié)構(gòu)方案，在各種類型的鋼框架體系中，加設(shè)柱間支撐框架是最好的抵抗水平側(cè)力的結(jié)構(gòu)體系。本工程中，縱向A、B、C、D軸及汽機平臺縱向結(jié)構(gòu)上分別在兩個柱距設(shè)置了垂直柱間支撐，使之形成了一個標準的常規(guī)支撐框架體系，有效地承擔了縱向水平荷載。為保證空間體系的完整與剛度均勻分布，在局部缺少混凝土樓層處增加樓層水平鋼支撐，以滿足結(jié)構(gòu)水平作用的合理傳遞。為方便施工、縮短工期，主廠房各層樓面及除氧煤倉問屋面采用1.2mm厚鍍鋅壓型鋼板做永久底模，底模上現(xiàn)澆100mm厚鋼筋混凝土板，連接件選用圓柱頭焊釘。連接件的設(shè)計充分考慮了承擔空間整體計算時剛性樓板協(xié)調(diào)各軸架構(gòu)變形時產(chǎn)生的作用。

結(jié)語

在火力發(fā)電廠房設(shè)計的過程中最常使用的就是鋼結(jié)構(gòu)，在設(shè)計的過程中一定要根據(jù)工程的實際情況選擇適當?shù)牟牧?，同時還要采取相應(yīng)的措施保證結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性，在選擇材料的時候還要充分考慮到火力發(fā)電廠的特點，做好防腐、防火和防水等措施，保證設(shè)計的質(zhì)量。

參考文獻

[1]GB50017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]GB50011-2001，建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].