选煤厂主厂房结构设计浅析

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时间:2018-08-25

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1、选煤厂主厂房结构设计浅析  摘要:选煤厂主厂房常见的结构形式有钢筋混凝土框架结构,钢框架结构以及模块式钢结构主厂房。本文以内蒙古尔林兔主厂房举例,介绍了传统的钢筋混凝土框架结构主厂房设计方法,介绍了主厂房从结构方案的确定到结构施工图的绘制整个过程,同时指出了设计中一些需要注意的常见问题,并给出了解决办法,为以后类似的主厂房设计提供参考。关键词:主厂房;结构布置;结构计算;常见问题  选煤厂主厂房是整个选煤厂设计的核心工程,它承担着一座煤矿对原煤进行洗选加工和综合处理的生产任务,是煤矿生产系统的终端环节。现在主厂房

2、常见的结构形式有钢筋混凝土框架结构,钢框架结构以及模块式钢结构主厂房。其中尤以后面两种形式比较流行,它们不但总重轻、造型美观、施工周期短,同时也可以降低工程造价。当然传统的钢筋混凝土框架结构主厂房也有着后两者不具备的优势,它耐久性强,不需要定期检修维护,打扫、使用起来更为方便。本文以内蒙古尔林兔主厂房为例,主要介绍主厂房的结构布置、结构计算以及常见的一些问题,为今后大家再遇到类似的工程提供借鉴。    1工程概况  内蒙古尔林兔主厂房年洗选能力800万t,具有原煤分级、重介浅槽分选及煤泥加压过滤等功能。本工程为现

3、浇钢筋混凝土框排架结构,砖砌体填充砖墙,屋面采用轻钢结构,基础埋深-7m,持力层为④层强风化砂岩,基础采用独立基础。该工程局部总高为,建筑面积:。建筑体积:。本工程设计安全等级二级,耐火等级为二级,设计使用年限87年。结构全长74m,4~5轴间设置沉降缝,按抗震规范缝宽取140mm。根据《建筑设计防火规范》,该厂房设两部封闭楼梯间,一部疏散钢梯,满足了防火疏散要求。    2结构布置  主厂房的结构方案是和选煤工艺的设备布置紧密相关的。为了取得经济合理的结构方案,在工艺进行初步设计时,结构人员就应参与设备布置的讨

4、论,结合实际情况针对不同设备提出具体的结构布置方案,把分级筛等动力设备布置在对结构最有利的位置,尽可能从布置上减轻设备振动对结构产生的不利影响。具体布置时可按以下原则进行:①动力设备应沿梁中心布置在梁上,但不能放在悬臂梁上;②振动梁宜布置成单跨梁,以便于计算;③垂直扰力较大的设备宜布置在梁的支座附近;④水平扰力较大的设备宜布置在跨中部位,并使扰力方向与梁的轴线方向一致;⑤振动筛的扰力方向宜与楼盖刚度较大的方向一致;⑥振动筛不宜跨轴线,以免筛下留孔切断框架梁。根据以上原则,初设时,就开始与工艺专业详细交流,把设备尽

5、可能布置在有利的位置,这就为施工图阶段的设计打下了基础。    3结构计算  整体计算  本工程采用SATWE空间软件进行计算,由于长度超限设置了沉降缝,本工程采用了离散型模型和整体模型作了对比。对离散模型,风荷载偏大,计算结果偏于保守。也有不便之处,在绘制平面施工图时,不便于整个楼层绘制,只能手工拼图,在绘制梁柱施工图时,无法自动完成楼层或全楼归并,在传递基础设计荷载时,不能同时传递整个上部结构的荷载。整体模型,要把每个结构单元定义成多塔楼,要注意计算阵型要取足够多,使整个结构系统的有效质量系数在90%以上,另

6、外风荷载。采用整体模型,在绘制平面施工图、梁柱施工图,以及传递基础荷载时都比较方便。经过两种模型的比对计算,结果相差不大,最后采用了整体模型计算出图。  局部计算  局部计算主要指的是梁的振动计算。根据《选煤厂建筑结构设计规范》可知对承受动力荷载的结构,当梁第一频率密集区内最低自振频率计算值大于设备的扰力频率时,可以不进行动内力计算,但应按动力系数法对结构进行静力计算。而提高梁自振频率最有效的方法便是增加梁高。在选煤厂主厂房中,振动设备的频率一般在16Hz左右,将振动梁的自振频率控制在23Hz以上,便可避免共振。

7、在初选梁截面时可以取梁跨度的1/5~1/7,基本都可以满足要求。    4施工图的绘制  主厂房里面的设备非常多,预埋件,预埋螺栓以及预留孔洞数不胜数,这让初学者会一头雾水,不知道从哪里下手。但是如果要掌握了敲门,绘制起来就不那么复杂了。设计人首先要了解选煤工艺和机制专业的关系,这两个专业其实是密不可分,相互联系的,只有充分了解了工艺,才会让自己事半功倍。绘制建筑图时首先要知道平面图上有哪些设备,然后再以皮带中心线、滚筒中心线等基准线来定位预埋件,在建筑图中最好能绘上梁线,这样在检查时才不容易出错。在绘制结构图时

8、,最好采用模板图,这样就使得建筑图与结构图做到了统一。    5常见问题分析  荷载输入常见问题  注意主要设备荷载考虑动力系数输入。主梁计算计入,柱子与基础不要计入。  重型设备区域内楼面均布活荷载在计算中应扣除,在设备等效均布活荷载小于4的小型设备区域,可按楼面活荷载计算,不再计入设备荷载。  吊环、检修荷载在柱、基础计算中可不计入。梁计算中,检修场地荷载按实际取值,

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